На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


контрольная работа Наследственность и изменчивость- фундаментальные свойства живого

Информация:

Тип работы: контрольная работа. Добавлен: 24.10.2012. Сдан: 2011. Страниц: 11. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


1. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ — ФУНДАМЕНТАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ЖИВОГО

Жизнь как особое явление характеризуется продолжительностью существования во времени (на Земле  она возникла более 3,5 млрд. лет назад), что обеспечивается преемственностью поколений живых систем. Происходит смена поколений клеток в организме, смена поколений организмов в популяциях, смена видов в системе биоценоза, смена биоценозов, образующих биосферу. В основе непрерывного существования жизни во времени лежит способность живых систем к самовоспроизведению. Сохранение жизни в меняющихся условиях оказывается возможным благодаря эволюции живых форм, в процессе которой у них появляются изменения, обеспечивающие приспособление к новой среде обитания. Непрерывность существования и историческое развитие живой природы обусловлены двумя фундаментальными свойствами жизни: наследственностью и изменчивостью.
В учебных курсах свойства наследственности и изменчивости традиционно рассматривают относительно клетки и организма. На самом деле они проявляются и на надорганизменных уровнях. На клеточном и организменном (онтогенетическом) уровнях организации живого под наследственностью понимают свойство клеток или организмов в процессе самовоспроизведения передавать новому поколению способность к определенному типу обмена веществ и индивидуального развития, в ходе которого у них формируются общие признаки и свойства данного типа клеток и вида организмов, а также некоторые индивидуальные особенности родителей. На популяционно-видовом уровне организации жизни наследственность проявляется в поддержании постоянного соотношения различных генетических форм в ряду поколений организмов данной популяции (вида). На биоценотическом уровне продолжительное существование биоценоза обеспечивается сохранением определенных соотношений видов организмов, образующих этот биоценоз.
В ходе возникновения  и развития жизни на Земле наследственность играла решающую роль, так как закрепляла в ряду поколений биологически полезные эволюционные приобретения, обеспечивая  определенный консерватизм организации живых систем. Наследственность является одним из главных факторов эволюции.
Продолжительное существование живой природы  во времени на фоне меняющихся условий  было бы невозможным, если бы живые  системы не обладали способностью к  приобретению и сохранению некоторых изменений, полезных в новых условиях среды. Свойство живых систем приобретать изменения и существовать в различных вариантах называется изменчивостью.
У отдельных  клеток и организмов одного вида изменчивость, затрагивая их индивидуальное развитие, проявляется в возникновении отличий между ними. На популяционно-видовом уровне организации жизни это свойство проявляется в наличии генетических различий между отдельными популяциями вида, что лежит в основе образования новых видов. Появление новых видов вносит изменения в межвидовые взаимоотношения в биоценозах. Изменчивость в определенном смысле отражает динамичность организации живых систем и наряду с наследственностью является ведущим фактором эволюции.
Несмотря на то что по своим результатам наследственность и изменчивость разнонаправлены, в живой природе эти два фундаментальных свойства образуют неразрывное единство, чем достигается одновременно сохранение в процессе эволюции имеющихся биологически целесообразных качеств и возникновение новых, делающих возможным существование жизни в разнообразных условиях. 
 

Для всех уровней  организации живых систем характерны свойства, отличающие живую материю  от неживой. К числу основных, фундаментальных  свойств живого относятся:
    Потребление из окружающей среды и превращение питательных веществ (подсистем) с низкой энтропией (метаболизм). Это необходимо для поддержания структурной целостности биосистемы, её роста и размножения.
    Обмен веществом и энергией с окружающей средой. Таким путем обеспечивается приток необходимых для жизнедеятельности структурных элементов живого, их превращение, утилизация, выделение продуктов с высокой энтропией и тепловой энергии.
    Регуляция. Поддержание структурно-функциональной организации биологической системы требует упорядоченности течения обменных процессов. Для этого у высокоорганизованных организмов формируются специальные механизмы регуляции, модулирующие активность отдельных органов и систем, интенсивность протекающих в них процессов. Механизмы регуляции обеспечивают адаптацию системы к изменяющимся условиям среды.
    Раздражимость и реактивность. Различные химические и физические факторы окружающей среды являются своеобразными сигналами или источниками информации, на которые живой организм реагирует в той или иной форме. Структуры, предназначенные для восприятия и переработки соответствующей информации, используют поступающее раздражение, что позволяет организму адекватно на него реагировать.
    Репродукция. Это свойство обеспечивает поддержание или увеличение численности биологических объектов всех видов и типов. В основе репродукции лежит процесс клеточного деления. В ходе клеточного деления осуществляется перенос ДНК (генетического материала) материнских клеток к дочерним клеткам и за счет этого обеспечивается в последующем репродукция и всех остальных компонентов живого. Сохранение информации о свойствах предшествующих поколений, зашифрованных в молекулах ДНК (генах), передающихся из поколения в поколение - суть наследственности.
    Гомеостаз. Это самовозобновление и самоподдержание внутренней среды организма.
Фундаментальные свойства живого - тесно связанные, неотделимые друг от друга феномены. Тем не менее, первичные эффекты  высокотоксичных соединений порой  связаны с избирательным нарушением отдельных фундаментальных свойств живого - метаболизма, пластического обмена, энергетического обмена, регуляции, раздражимости, репродукции, гомеостаза. Чем более токсично соединение, тем более выражена эта избирательность.
Для организма  необходимы вещества:
      ферменты (биологические катализаторы, регулируют процессы метаболизма)
      витамины (необходимы всем живым организмам для обмена веществ)
      гормоны (координаторы метаболизма)
Биогенетический закон Геккеля — каждый организм в период эмбрионального развития повторяет  стадии, которые его вид должен был пройти в процессе эволюции. То есть по мере прохождения индивидом стадий эмбриона и раннего плода его организм повторяет или вновь проходит эволюционную историю своего вида. Например, человеческий эмбрион за девять месяцев, проведенных в матке, проходит много стадий - от беспозвоночного к рыбе, затем - к амфибии, к рептилии, к млекопитающему, к примату, к подобию гоминид и к человеку как таковому. Универсальность этого закона была опровергнута современными биологами. 

 

2. Строение половых клеток

Половые клетки, или гаметы, специализированы для полового размножения, поэтому они всегда гаплоидны. В этом заключается их главная особенность. Гаплоидность гамет возникает во время гаметогенеза, т. е. в процессе их образования, и отражает зрелость гамет, их готовность к оплодотворению. Кроме того, сперматозоиды и яйцеклетки отличаются от соматических клеток измененными ядерно-плазменными отношениями. В яйцеклетках по сравнению с соматическими клетками объем цитоплазмы во много раз превышает объем ядер. Яйцеклетки — это обычно самые крупные клетки организма. Примером может служить яйцеклетка птиц. Сперматозоиды, наоборот, имеют очень мелкие размеры. В них почти нет цитоплазмы. В половых клетках по сравнению с соматическими резко снижен обмен веществ. Процессы ассимиляции и диссимиляции в них минимальны.

Рис. 30. Строение яйцеклеток различных типов. 
Половые клетки характеризуются особым строением, отражающим их функциональное назначение. Гак, яйцеклетки не способны к самостоятельному перемещению. Большие размеры яйцеклеток объясняются накоплением в них питательных веществ. Такие питательные вещества, как жир, гликоген и особые белки — фосфопротенны, используются на начальных стадиях развития зародыша. Фосфопротеины составляют основную часть запаса. Они получили название желтка. Количество желтка и его распределение в яйцеклетках различных видов организмов неодинаковы. На примере хордовых животных четко прослеживаются исторические видоизменения размеров яйцеклеток. Чем сложнее устроены организмы и чем длительнее у них эмбриональный период, тем больше желтка накапливается в яйцеклетках. Исключение составляют яйцеклетки плацентарных млекопитающих, которые практически не содержат запаса вещества в связи с переходом к внутриутробному развитию зародышей. Это как бы вторичное уменьшение количества желтка в яйцеклетках.

Яйцеклетки  животных классифицируют по содержанию в них желтка и по тому, как  этот желток распределен (рис. 30). Изолецитальные яйцеклетки ланцетника имеют небольшие размеры, желтка в них мало, распределен он равномерно. Ядро находится почти в центре. Подобные яйцеклетки имеются и у беспозвоночных животных, таких как черви, моллюски, иглокожие. Умеренно телолецитальные яйцеклетки земноводных и осетровых рыб содержат значительно больше желтка, размеры их достигают 1,5—2 мм. Основная часть желтка сконцентрирована на одном из полюсов, называемом вегетативным. На противоположном— анимальном — полюсе желтка мало. Здесь находится ядро яйцеклетки. Таким образом, для телолецитальной яйцеклетки характерно неравномерное распределение желтка. Резко телолецитальные яйцеклетки пресмыкающихся, птиц, некоторых рыб и головоногих моллюсков содержат очень много желтка. Размеры их достигают 10—15 мм и больше.
Распределение желтка еще более неравномерное. На анимальном полюсе находится зародышевый  диск с ядром и активной цитоплазмой, а вся остальная часть клетки занята желтком. Алецитальными называются яйцеклетки, в которых очень мало желтка, размеры их малы. Яйцеклетка женщины имеет диаметр 100—300 мкм. Количество и распределение желтка в яйцеклетке определяют характер дробления, гаструляции и вообще тип эмбрионального развития.
Сперматозоиды — очень мелкие и подвижные клетки. Например, величина сперматозоидов человека — 50—70 мкм, крокодила — 20 мкм. Главная функция сперматозоида — внести при оплодотворении свой гаплоидный набор хромосом в яйцеклетку. Строение сперматозоида соответствует его функциям. Чаще всего он имеет головку и жгутик (хвост), соединенные промежуточным отделом — шейкой (рис. 31). В головке размещаются ядро и особая структура — акросома. Акросома содержит ферменты, обеспечивающие проход ядра сперматозоида в яйцеклетку при оплодотворении. В промежуточном отделе лежат центриоли клеточного центра и митохондрии. Из центриоли отходит жгутик, обеспечивающий подвижность. Встречаются и безжгутиковые сперматозоиды.

Рис. 31. Строение жгутикового сперматозоида.
д _ головка; Б — промежуточный отдел; В  — жгутик; I — акросома; 2 — ядро; 3 — центриоли; 4 — метохондрии  жгутика; 5 — осевая нить.
Яйцеклетка женские гаметы животных, высших растений, а также многих водорослей и других протистов, которым свойственна оогамия. Как правило, яйцеклетки — гаплоидные клетки, но могут иметь другую плоидность у полиплоидных организмов.
Человеческая  яйцеклетка имеет диаметр примерно 130 мкм.
В цитоплазме яйцеклеток (ооплазме) содержатся совокупность питательных веществ — желток.
Яйцеклетки образуются в результате овогенеза. После оплодотворения из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) развивается эмбрион. При партеногенезе эмбрион, а затем новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки.

Классификация яйцеклеток

По количеству желтка

    Полилецитальные — содержат большое количество желтка (членистоногие, рыбы, кроме осетровых, рептилии, птицы).
    Мезолецитальные — содержат среднее количество желтка (осетровые рыбы, амфибии).
    Олиголецитальные — содержат мало желтка (моллюски, иглокожие).
    Алецитальные — не содержат желтка (млекопитающие).

] По расположению желтка


Телолецитальная яйцеклетка

Центролецитальная яйцеклетка
    Телолецитальные — желток смещён к вегетативному полюсу яйцеклетки. Противоположный полюс называется анимальным. Сюда относятся некоторые полилецитальные (рыбы, кроме осетровых, рептилии, птицы) и все мезолецитальные яйца (осетровые рыбы, амфибии).
    Гомо (изо)- лецитальные — желток распределён равномерно. Сюда относятся олиголецитальные ядра (моллюски, иглокожие, млекопитающие).Из гомолицетальных яйцеклеток, в ходе эволюции появились алецитальные яйцеклетки — без желтка. Такие клетки характерны для человека.
    Центролецитальные — желток расположен в центре яйцеклетки. Сюда относятся некоторые полилецитальные яйца (членистоногие). Это совершенно особый тип яиц. Анимально-вегетативная полярность этих яиц не выражена, так как место выделения редукционных телец может быть различным. Вместо анимального и вегетативного полюсов у этих яиц говорят о переднем и заднем полюсах. В центре яйца расположено ядро, а по периферии — ободок свободной от желтка цитоплазмы. Оба этих района — центр и периферия яйца — связаны тонкими цитоплазматическими мостиками, а всё промежуточное пространство заполнено желтком.
 
 
3. Генетика пола. 
Пол - совокупность признаков, по которым производится специфическое  
разделение особей или клеток, основанное на морфологических и физиологи- 
ческих особенностях, позволяющее осуществлять в процессе полового раз- 
множения комбинирование в потомках наследственных задатков родителей. 
Морфологические и физиологические признаки, по которым производится  
специфическое разделение особей, называется половым. 
Признаки, связанные с формированием и функционированием половых  
клеток, называется первичными половыми признаками. Это гонады (яичники или  
семенники), их выводные протоки, добавочные железы полового аппарата,  
копулятивные органы. Все другие признаки, по которым один пол отличается од  
другого, получили название вторичных половых признаков. К ним относят:  
характер волосяного покрова, наличие и развитие молочных желез, строение  
скелета, тип развития подкожной жировой клетчатки, строение трубчатых кос- 
тей и др.
 

Наследование  признаков, сцепленных с полом. 
Морган и его сотрудники заметили, что наследование окраски глаз у дро- 
зофилы зависит от пола родительских особей, несущих альтернативные аллели.  
Красная окраска глаз доминирует над белой. При скрещивании красноглазого  
самца с белоглазой самкой в F1, получали равное число красноглазых самок и  
белоглазых самцов. Однако при скрещивании белоглазого самца с красноглазой  
самкой в F1 были получены в равном числе красноглазые самцы и самки. При  
скрещивании этих мух F1, между собой были получены красноглазые самки,  
красноглазые и белоглазые самцы, но не было ни одной белоглазой самки. Тот  
факт, что у самцов частота проявления рецессивного признака была выше, чем у  
самок, наводил на мысль, что рецессивный аллель, определяющий белоглазость,  
находится в Х - хромосоме, а Y - хромосома лишена гена окраски глаз. Чтобы  
проверить эту гипотезу, Морган скрестил исходного белоглазого самца с  
красноглазой самкой из F1. В потомстве были получены красноглазые и  
белоглазые самцы и самки. Из этого Морган справедливо заключил, что только Х  
- хромосома несет ген окраски глаз. В Y - хромосоме соответствующего локуса  
вообще нет. Это явление известно под названием наследования, сцепленного с  
полом.  
Гены, находящиеся в половых хромосомах, называют сцепленными с по- 
лом. В Х-хромосоме имеется участок, для которого в Y-хромосоме нет гомоло- 
га. Поэтому у особей мужского пола признаки, определяемые генами этого  
участка, проявляются даже в том случае, если они рецессивны. Эта особая  
форма сцепления позволяет объяснить наследование признаков, сцепленных с  
полом.  
При локализации признаков как в аутосоме, так и в Х- b Y-хромосоме на- 
блюдается полное сцепление с полом.  
У человека около 60 генов наследуются в связи с Х-хромосомой, в том  
числе гемофелия, дальтонизм (цветовая слепота), мускульная дистрофия, по- 
темнение эмали зубов, одна из форм агаммглобулинемии и другие. Наследова- 
ние таких признаков отклоняется от закономерностей, установленных  
Г.Менделем. Х-хромосома закономерно переходит от одного пола к другому,  
при этом дочь наследует Х-хромосому отца, а сын Х-хромосому матери. На- 
следование, при котором сыновья наследуют признак матери, а дочери - признак  
отца получило, название крисс-кросс (или крест-накрест). 
Известны нарушения цветового зрения, так называемая цветовая слепота.  
В основе появления этих дефектов зрения лежит действие ряда генов. Красно- 
зеленая слепота обычно называется дальтонизмом. Еще задолго до появления  
генетики в конце XVIII и в XIX в. было установлено, что цветовая слепота на- 
следуется согласно вполне закономерным правилам. Так, если женщина, стра- 
дающая цветовой слепотой, выходит замуж за мужчину с нормальным зрением,  
то у их детей наблюдается очень своеобразная картина перекрестного наследо- 
вания. Все дочери от такого брака получат признак отца, т.е. они имеют нор- 
мальное зрение, а все сыновья, получая признак матери, страдают цветовой  
слепотой (а-дальтонизм, сцепленный с Х-хромосомой) 
Р Ха Ха х Ха y 
Ха Ха,y 
F1 Ха Ха, Хаy 
В том же случае, когда наоборот, отец является дальтоником, а мать имеет  
нормальное зрение, все дети оказываются нормальными. В отдельных браках,  
где мать и отец обладают нормальным зрением, половина сыновей может  
оказаться пораженными цветовой слепотой. В основном наличие цветовой сле- 
поты чаще встречается у мужчин. Э.Вильсон объяснил наследование этого  
признака, предположив, что он локализовал в Х-хромосоме и что у человека  
гетерогаметным (XY) является мужской пол. Становится вполне понятным, что  
в браке гомозиготной нормальной женщины (Ха Ха) с мужчиной дальтоником  
(Хаy) все дети рождаются нормальными. Однако при этом, все дочери стано- 
вятся скрытыми носителями дальтонизма, что может проявиться в последующих  
поколениях.  
Другим примером наследования сцепленного с полом, может послужить  
рецессивныйполулетальный ген, вызывающий несвертываемость крови на воз- 
духе - гемофилию. Это заболевание появляется почти исключительно только у  
мальчиков. При гемофилии нарушается образование фактора VIII, ускоряющего  
свертывание крови. ген, детерминирующий синтех фактора VIII, находится в  
участке Х-хромосомы, недоминантным нормальным и рецессивным мутантным.  
Возможны следующие генотипы и фенотипы: 
Генотипы 
Фенотипы 
Хн Хн 
Нормальная женщина 
Хн Хn 
Нормальная женщина (носитель) 
Хнy 
Нормальный мужчина 
Хny 
Мужчина гемофилик 
В гомозиготном состоянии у женщин ген гемофилии летален.  
Особей женского пола, гетерозиготных по любому из сцепленных с полом  
признаков, называют носителями соответствующего рецессивного гена. Они  
фенотипически нормальны, но половина их гамет несет рецессивный ген.  
Несмотря на наличие у отца нормального гена, сыновья матерей-носителей с  
вероятностью 50% будут страдать гемофилией. 
Один из наиболее хорошо документированных примеров наследования  
гемофилии мы находим в родословной потомков английской королевы Викто- 
рии. Предполагают, что ген гемофилии возник в результате мутации у самой  
королевы Виктории или у одного из ее родителей. Среди унаследовавших это  
врожденное заболевание - цесаревич Алексей, сын последнего русского царя  
Николая II. Мать цесаревича, царица Александра Федоровна (Алиса, рис.2),  
получила от своей бабушки королевы Виктории ген гемофилии и передала его в  
четвертом поколении бывшему наследнику царского престола. На рис.2  
показано, как этот ген передавался ее потомкам. 
Один из сцепленных с полом рецессивных генов вызывает особый тип  
мышечной дистрофии (тип Дюмена). Эта дистрофия проявляется в раннем  
детстве и постепенно ведет к инвалидности и смерти ранее 20-летнего возраста.  
Потому мужчины с дистрофией Дюмена не имеют потомства, а женщины  
гетерозиготные по гену этого заболевания, вполне нормальны.  
Среди доминантных признаков, связанных с Х-хромосомой, можно  
указать на ген, который вызывает недостаточность органического фосфора в  
крови. В результате, при наличии этого гена, часто развивается рахит,  
устойчивый к лечению обычными дозами витамина А. В этом случае картина  
сцепленного с полом наследования заметно отличается от того хода передачи по  
поколениям, который был описан для рецессивных болезней. В браках девяти  
больных женщин со здоровыми мужчинами среди детей была половина больных  
девочек и половина мальчиков. Здесь, в соответствии с характером наследование  
доминантного гена, в Х-хромосомах произошло расщепление в отношении  
1:1:1:1. 
Другим примером доминантного гена, локализованного в Х-хромосоме  
человека, может послужить ген, вызывающий дефект зубов, приводящий к по- 
темнению эмали зубов. 
Так как гетерогаметный пол гемизиготен по сцепленным с полом генам, то  
эти гены всегда проявляются в их фенотипе, даже если они рецессивны.  
Большинство генов, имеющихся в Х-хромосоме, в Y-хромосоме отсутствует,  
однако определенную генетическую информацию она все-таки несет. Различают  
два типа такой информации: во-первых, содержащуюся в генах, присутствующих  
только в Y-хромосоме, и, во-вторых, в генах, присутствующих как в Y-, так и в  
Х-хромосоме (гемфрагический диатез). 
Y-хромосома передается от отца всем его сыновьям, и только им. Следо- 
вательно, для генов, содержащихся только в Y-хромосоме, характерно голанд- 
рическое наследование, т.е они передаются от отца к сыну и проявляются у  
мужского пола. 
У человека в Y-хромосоме содержатся по крайней мере три гена, один из  
которых необходим для дифференциации семенников, второй требуется для  
проявления антигена гистосовместимости, а третий оказывает влияние на размер  
зубов. Y-хромосома имеет немного признаков, среди которых есть патоло- 
гические. Патологические признаки наследуются по параллельной схеме на- 
следования (100%-ое проявление по мужской линии). К ним относят: 
1) облысение; 
2) гипертрихоз (оволосенение козелка ушной раковины в зрелом возрасте); 
3) наличие перепонок на нижних конечностях; 
4) ихтиоз (чешуйчатость и пятнистое утолщение кожи). 
2.3. Наследование признаков, контролируемых полом. 
Имеется ряд признак, контролируемых генами, расположенными в ауто- 
сомах, однако для проявления этих признаков необходима определенная среда,  
создаваемая генами, находящимися в половых хромосомах (например, гены,  
определяющие мужские признаки, находятся в аутосомах, и их фенотипические  
эффекты маскируются наличием пары Х-хромосом, в присутствии одной Х- 
хромосомы мужские признаки проявляются. Такие признаки называются  
обусловленными или контролируемыми полом. Появление лысины - аутосомно- 
доминантный признак, но проявляется практически только у мужчин при  
наследовании, контролируемом полом, у женщин подавляются гены, детерми- 
нирующие рост бороды.
 
 
 
 

Сцепленное  с полом наследование

     В опытах Менделя и других исследователей по изучению закономерностей наследования было установлено, что ход наследования многих признаков не зависит от того, материнским или отцовским организмом вносит тот или другой аллель, т.е. реципрокные скрещивания дают одинаковый результат.
     Однако  при анализе наследования ряда признаков  у раздельнополых организмов оказалось, что некоторые из них передаются своеобразно и явно зависит от пола.
     В этих случаях реципрокные скрещивания  давали разные результаты. Было высказано  предложение о том, что определяющие такие признаки гены находится в  половых хромосомах, в то время  как гены, определяющие признаки, наследующиеся в соответствии с классическими схемами, локализованы в хромосомы, одинаковых у обоих полов, т.е. в аутосомах.
     Этот  вывод и его доказательство были получены еще в 1909г.Т. Морганом с сотрудниками. Изучая наследование признаков, он установил у дрозофилы наличие связи определенных генов с половыми хромосомами и таким образом заложил фундамент хромосомной теории наследственности. Кроме генов, определяющих пол, половые хромосомы содержат гены, влияющие на разные признаки, не имеющие отношения к дифференциации пола. При передачи таких генов и наблюдается явление так называемого наследования, сцепленного с полом.
     В своих первых опытах Морган использовал  мутацию белых глаз. Дикие дрозофилы  имеют красные глаза. Красный  цвет глаз W доминирует над белыми w (white).
     При скрещивании гомозиготной красноглазой самки с белоглазым самцом в F1 глаза у всех мух красные, а в F2 происходило расщепление в равном соотношении на красноглазых и белоглазых мух только среди самцов, а все самки F2 были красноглазые. Соотношение по полу было 1: 1: 

     P + красноглазая х > белоглазый
     F1 + красноглазые, > красноглазые
     F2 + красноглазые, Ѕ > красноглазые  и Ѕ > белоглазые 

     В реципрокном скрещивание результаты отличались тем, что уже в F1 надобилось расщепление по цвету глаз, причем все самки были красноглазыми, т.е. похоже на отцов, а все самцы - белоглазыми, т.е. похоже на матерей. Такое наследование называют крисс - кросс, или крест - накрест. В F2 и среди самок, и среди самцов половина особей имела красные глаза, половина - белые: 

     P + белоглазая х > красноглазый
     F1 + красноглазые, > белоглазые
     F2 Ѕ + красноглазые и Ѕ + белоглазые
     Ѕ > красноглазый и Ѕ > белоглазые 

     Такое расщепление становится понятным, если допустить, что гены, определяющие окраску  глаз, находится в X-хромосоме, а в Y-хромосоме их нет.
     В первом случае скрещивание гомозиготной красноглазой самки WW с белоглазым самцом wY приводит к образованию  красноглазых гетерозиготных по генам  окраски самок (Ww) и красноглазых самцов (WY). В F1 самки образуют два типа гамет: с Х-хромосомой с геном W и с Y-хромосомой, не несущей гена окраски. В соответствии с этим в F2 все самки будут красноглазыми: Ѕ гомозиготы WW и Ѕ гетерозиготы Ww, а самцы Ѕ красноглазые WY и Ѕ белоглазые wY: 

P + WW  х > wY 
       Красноглазая          Белоглазый
F+ Ww   > WY
       Красноглазые       Красноглазые
F+ WW  + Ww                        > WY            > wY
       Красноглазые        Красноглазые    Красноглазые   Белоглазые 

     В реципрокном скрещивании результаты получаются другие, так как гомозиготная белоглазая самка ww образует один тип гамет - с Х-хромосомой с геном w, красноглазый самец (WY) - два типа гамет: с Х-хромосомой, несущий ген W, и Y-хромосомой, не несущей окраски. В F1 все самки Ww будут красноглазые, а самцы wY - белоглазые. В F2 появится красноглазые гетерозиготные по гену окраски самки Ww и гомозиготные белоглазые ww; Ѕ самцов получают Х-хромосомы, несущие ген красных глаз, и Ѕ - ген белых глаз wY: 

P + ww  х > WY
        Белоглазая      Красноглазый
F+ Ww   > wY
      Красноглазые        Белоглазые
F+ Ww            + ww                  > WY             > wY
     Красноглазые          Белоглазые      Красноглазые  Белоглазые  

     Из  результатов скрещивания следует, что самки могут быть гетерозиготными (Ww) или гомозиготными (WW, ww) по генам окраски глаз. У самцов ген окраски локализован только в Х-хромосоме. Y-хромосому называют в этом случае генетически инертной, т.е. проявляется одна доза гена. Такое состояние называют гемизиготными, т.е. WY - красноглазый самец, wY - белоглазый.
     Аналогичным образом наследуется все признаки, определяемые генами, локализованными  в Х-хромосомах, и у других организмов, у которых гетерогаметен мужской  пол. Так, у человека около 60 генов  наследуются сцеплено с Х-хромосомой, в том числе гены, обусловливающие такие заболевания, как гемофилия, цветовая слепота, мускульная дистрофия и др.
     Однако  установлено, что Y-хромосомы не во всех случаях генетически инертны  и их функции не сводят только к  роли синаптических партнеров при конъюгации с Х-хромосомы во время мейоза. Известно небольшое число примеров, когда в Y-хромосоме локализованы гены, не имеющие аллелей в Х-хромосоме. Например, у живородящей рыбки лебистуса (гуппи) один из признаков - темное пятно спиной плавнике - обусловлено геном, локализованными в Y-хромосоме, и потому передается только от отца к сыну.
     Такие признаки называются голандрическими, т.е. наследуемыми исключительно по мужской линии. У человека, таким образом, наследуется локализованный в Y-хромосоме ген SPY, ответственный за развитие мужской потенции, а также гены, контролирующий размер зубов, развитие кожи перепонки между пальцами ног, волосатость мочек ушей (ихтиоз) и др.
     Кроме генов, аллели которых локализованы только либо в Х-, либо в Y-хромосоме, имеются гены, общие для обеих половых хромосом. Такие гены у одного и того же вида наследуется как сцепленные то с Х-, то с Y-хромосомой и проявляются в зависимости от того, в какой из них находится доминантный аллель, а какой - рецессивный.
     У разных организмов количество таких общих для Х - и Y-хромосом генов неодинаково, а следовательно, различаются и размеры гомологичных участников половых хромосом.
     Специфическая часть Y-хромосомы, не имеющая гомологии  с Х-хромосомой, у всех изученных  организмов генетически инертна, т.е. содержит очень мало генов.
4. Членистоногие — это самый многочисленный тип во всем животном царстве. Одних только насекомых в мире насчитывается более миллиона видов, а помимо этой группы к типу относятся еще такие многочисленные классы, как ракообразные, паукообразные, многоножки и др. Среди членистоногих появляются первые и единственные группы в ряду беспозвоночных, освоившие воздушное пространство (представители класса насекомые), имеющие хорошо развитые крылья и активно перемещающиеся в воздухе. С уверенностью можно сказать, что расцвет членистоногих приходится практически на наше время. Чем же обеспечено такое процветание? Какие признаки позволяют этим животным столь активно заселять различные местообитания? Для представителей типа членистоногих характерны следующие особенности организации:
1. Тело подразделено  на ряд сегментов, т. е. характерна  метамерность строения, но в отличие  от кольчатых червей, эти сегменты  не однородны — это так называемая  гетеромерная (гетерономная) метамерия.  Передний отдел тела членистоногих, несущий органы чувств и конечности для захвата пищи, называется головой (сегменты, образующие голову, сливаются в единую монолитную структуру), средний — несущий ходильные конечности — грудью, а задний — брюшком.
2. Характерно  наличие плотного наружного покрова (экзоскелета) — кутикулы, образованного в основном хитином и покрытого сверху водоотталкивающим восковым слоем. Благодаря наличию такого покрова, эти животные первыми из всех представителей животного царства смогли заселить пространства суши в девонском периоде палеозойской эры (см. раздел “Естественная история развития жизни на земле”).
3. Конечности  из-за развития плотного покрова  имеют членистое строение, представляя  собой систему подвижно сочлененных  друг с другом рычагов (отдельные членики конечностей соединяются между собой посредством суставов).
4. Кожно-мускульный  мешок, свойственный для предыдущих  групп — редуцируется (скорее  всего это связано с появлением  плотного наружного покрова). К  внутренней поверхности экзоскелета прикрепляются пучки поперечно-полосатых мышц — появление мускулатуры этого типа обеспечивает увеличение подвижности членистоногих и увеличение скорости их передвижения в пространстве, по сравнению с другими организмами. Гладкая мускулатура частично сохраняется.
5. В связи  с развитием прочного экзоскелета  целом (или вторичная полость  тела) утрачивает опорную функцию.
6. Полость тела  у членистоногих смешанная (т.  наз. миксоцель); она образуется  в результате смешения первичной  и вторичной полости тела вследствие неоднородности сегментации и объединения сегментов в функциональные группировки (отделы тела см. выше п.1.).
7. Из-за того, что экзоскелет обладает значительной  жесткостью, рост членистоногих  возможен только во время линьки, когда прежний покров уже сброшен, а новый — еще мягкий и поддается растяжению.
8. Нервная система  представлена либо брюшной нервной  цепочкой, либо брюшной нервной  “лестницей” (у примитивных групп).
9. Кровеносная  система незамкнута, имеется просто  устроенное сердце.
10. Органы дыхания могут быть трех основных типов: жабры, легкие и трахеи.
11. Выделительная  система представлена мальпигиевыми  сосудами и придатками средней  кишки; метанефридии вследствие  неоднородной сегментации тела  частично редуцированы.
В настоящее  время известно около 1 млн 200 тыс. видов членистоногих, из них на долю насекомых приходится более 1 млн видов.

Классификация I

Основана на гипотезе о полифилетическом происхождении членистоногих. В связи с этим, тип членистоногих здесь разбивается на три самостоятельных типа.
Тип Хелицеровые 
Тип
Ракообразные 
Тип
Трахейные
    Подтип Онихофоры
    Подтип Неполноусые

Классификация II

Основана на гипотезе о монофилетическом происхождении членистоногих. При этом тип членистоногих объединяется с онихофорами и тихоходками в группу Lobopoda.
Подтип Трилобитообразные (Trilobitomorphaпарафилетический таксон)
    КлассТрилобиты (Trilobita)
Подтип Хелицеровые (Chelicerata)
    Класс Морские пауки (Pantopoda)
    Класс Паукообразные (Arachnida) (пауки, клещи, скорпионы)
    Класс Меростомовые (Merostomata) (мечехвосты)
    КлассЭвриптериды (Gigantostraca) (гигантские морские скорпионы)
Подтип Жвалоносные (Mandibulata) (ракобразные, многоножки, насекомые)
    Надкласс Ракообразные (Crustacea)
    Класс Ремипедии (Remipedia)
    Класс Цефалокариды (Cephalocarida)
    Класс Жаброногие (Branchiopoda)
    Класс Ракушковые (Ostracoda)
    Класс Мистакокариды (Mystacocarida)
    Класс Максиллоподы (Maxillopoda)
    Класс Карпоеды (Branchiura)
    Класс Высшие раки (Malacostraca) (омары, креветки, крабы и др.)
Подтип Неполноусые (Atelocerata) или трахейные
    Надкласс Многоножки (Myriapoda)
    Класс Симфилы (Symphyla)
    Класс Губоногие (Chilopoda)
    Класс Двупарноногие (Diplopoda)
    Класс Пауроподы (Pauropoda)
    Надкласс Насекомые (Insecta)
    Класс Скрыточелюстные (Entognatha)
    Класс Открыточелюстные (Ectognatha) (бо?льшая часть насекомых) 

Класс Насекомые

Общая характеристика класса. Это самый многочисленный класс, включающий более 1 млн. видов. По своему происхождению — это группа настоящих наземных животных. Насекомые заселили самые различные наземные местообитания, почву, пресные водоемы, прибрежье морей. Большое разнообразие местообитаний в наземной среде способствовало видообразованию и широкому расселению этой многочисленной группы членистоногих.
Главнейшими приспособлениями, обеспечившими прогрессивное развитие насекомых, являются следующие:
    Способность к полету, позволяющая насекомым быстро заселять новые территории, преодолевать водные пространства и другие преграды; большая подвижность, обеспеченная развитой поперечнополосатой мускулатурой, членистыми конечностями.
    Многослойная хитинизированная кутикула с наружным слоем, содержащим воскоподобные и жировые вещества, защищающая тело от потери влаги, механических повреждений, воздействия ультрафиолетовых лучей.
    Разнообразие ротовых аппаратов, позволяющее использовать различный кормовой материал, что уменьшает межвидовую конкуренцию и способствует поддержанию высокой численности насекомых.
    Малые размеры насекомых, обеспечивающие выживание и способствующие созданию необходимых условий для существования даже в очень незначительных по размеру пространствах (небольшие обрастания на скалах, трещины в коре деревьев, почве и др.).
    Разнообразие способов размножения —кроме обоеполого, размножение партеногенетическое (у тлей), на стадииличинок (у отдельных видов двукрылых, жуков и клопов). Некоторым паразитическим перепончатокрылым свойственна полиэмбриония (бесполое размножение на стадии делящейся зиготы), позволяющая им резко увеличивать численность потомков.
    Высокая плодовитость и способность к массовому размножению: среднее число откладываемых яиц составляет 200— 300. Некоторые насекомые откладывают небольшое число яиц, но дают несколько поколений (до 10 и более) за вегетационный сезон. Эта способность вызывает массовое появление многих насекомых (хрущи, мухи, комары, саранча и др.).
    Разнообразие типов постэмбрионального развития: неполный, полный метаморфоз и другие типы превращения. В фазе личинки происходит рост и развитие особи, в фазе взрослой особи — размножение и расселение. Способность переживать неблагоприятные условия в состоянии диапаузы — временного физиологического покоя.
    Смена среды обитания на разных стадиях онтогенеза: личинки обитают в водной среде, взрослые — в наземно-воздуш-ной (например, стрекозы, комары и др.), что снижает внутривидовую конкуренцию за пищу, пространство для жизни и способствует лучшему выживанию насекомых.
    Органы дыхания —трахеи — позволяют осуществлять интенсивный газообмен и поддерживать при необходимости (во время полета) высокий уровень процессов жизнедеятельности.
    Хорошо развитая нервная система, разнообразные и совершенные органы чувств, сложные врожденные формы индивидуального и общественного поведения — инстинкты. Особенности строения и процессов жизнедеятельности. Тело насекомых разделено на голову, грудь и брюшко. На голове находится пара членистых усиков, пара верхних и две пары нижних челюстей. Кроме того, они имеют пару сложных фасеточных глаз, а многие — и простые глазки. Строение ротового аппарата разнообразно и соответствует характеру питания. Исходным считается грызущий ротовой аппарат, от которого в результате пищевой специализации произошли остальные типы: колюще-сосущий (у комаров, клопов, тлей и др.), сосущий (у чешуекрылых), лакающий (у пчел, шмелей), лижущий (у мух). Грызущим ротовым аппаратом обладают, в частности, насекомые отрядов жестко- и прямокрылых, а также многие личинки.
Грудной отдел состоит из трех сегментов, каждый из которых несет по паре членистых конечностей. На спинной стороне второго и третьего сегментов груди расположены две пары крыльев, представляющих собой выпячивания кожных покровов. У разных отрядов насекомых строение крыльев имеет свои отличительные черты. Так, у жуков передние крылья превращены в жесткие надкрылья. Для полета у них служит задняя пара крыльев, которые в покоящемся состоянии спрятаны под надкрыльями. У насекомых отряда двукрылые (мухи, комары) развита лишь передняя пара, а задняя редуцирована до небольших жужжалец. У группы паразитических насекомых (вшей, блох) крылья утрачены.
Брюшной отдел у  разных групп насекомых состоит  из неодинакового количества сегментов (большей частью их 9-10) и лишен  настоящих конечностей.
Кожные  покровы насекомых устроены сходно с таковыми паукообразных. В коже расположены различные красящие вещества, определяющие окраску насекомых. Окраска может быть покровительственной, предупреждающей. Имеющиеся на поверхности хитиновой кутикулы многочисленные волоски выполняют функцию осязания. Покровы обильно снабжены различными железами — восковыми, пахучими, прядильными, ядовитыми и т. д., выделения которых играют важную роль в жизни насекомых.
Поперечно-полосатая  мускулатура особого развития достигает в грудном отделе, обеспечивая быстрые движения крыльев (от пяти до тысячи взмахов в секунду) и конечностей.
Как и у других членистоногих, пищеварительная система насекомых состоит из трех отделов. Строение переднего отдела кишечника модифицируется в зависимости от пищевой специализации насекомых. У насекомых, питающихся твердой пищей, имеется мускульный желудок (рис. 11.14). У питающихся жидкой пищей ротовая полость превращена в систему каналов, а желудок сосательного типа. Слюнные железы могут быть преобразованы в прядильные (гусеницы бабочек) или содержать антикоагулянты крови (у кровососущих форм). В заднем отделе кишечника большинства насекомых расположены специальные железы, предназначенные для всасывания воды из непереваренных остатков пищи.
Кроме мальпигиевых сосудов (от 2 до 200), органом выделения служит и жировое тело, основная функция  которого — запасание питательных  веществ, необходимых для развития яиц во время зимовки. Конечным продуктом  азотистого обмена насекомых является мочевая кислота, выделяемая в форме кристаллов, что связано с необходимостью сохранения воды в их геле.
Дыхание насекомых осуществляется исключительно с помощью сильно разветвленной системы трахей. Отверстия дыхалец расположены на боковых поверхностях груди и брюшка. Дыхальца снабжены специальными клапанами, регулирующими поступление в них воздуха, движение которого происходит при помощи сокращений брюшка. Живущие в воде насекомые — водяные мухи и клопы — вынуждены периодически подниматься на поверхность воды для запасания воздуха.
Кровеносная система насекомых в связи с особенностями строения органов дыхания развита слабо и не имеет принципиальных отличий от таковой других членистоногих (рис. 11.15). Кровь бесцветная или желтоватая, редко красная, что зависит от растворенного в ней гемоглобина (например, у личинок комара-мотыля).
Нервная система, как и у других членистоногих, построена по типу окологлоточного нервного кольца и брюшной нервной цепочки. Надглоточный ганглий достигает высокого уровня развития, особенно у общественных насекомых (пчел, муравьев, термитов), преобразуясь в «головной мозг» с тремя отделами: передним, средним и задним. Он иннервирует глаза и усики. Поведение общественных насекомых сложное.
Органы чувств насекомых  хорошо развиты. Органы зрения взрослой особи представлены фасеточными глазами, к которым иногда добавляются и простые глазки, расположенные на лбу и темени.
Некоторые насекомые  обладают цветовым зрением (бабочки, пчелы). Своеобразно устроены органы равновесия и слуха. Насекомые имеют острое обоняние, позволяющее им отыскивать пишу и половых партнеров. Органы осязания располагаются чаще всего на усиках, а органы вкуса — на ротовых конечностях. Высокоразвитая нервная система и совершенные органы чувств определяют сложное поведение насекомых, особенно общественных. Оно определяется инстинктами, которые представляют собой врожденные комплексы реакций.
Типы  развития насекомых. Насекомые раздельнополые, большинство из них с хорошо выраженным половым диморфизмом. Половые железы парные, у самцов нередко имеется совокупительный орган. Яйца богаты желтком и откладываются во внешнюю среду. После выхода из яйца развитие организма насекомого происходит с неполным или полным превращением (метаморфозом).
У насекомых с неполным превращением из яиц вылупляются личинки, похожие по внешнему виду на взрослое насекомое, но отличающееся от него меньшими размерами и недоразвитыми крыльями и половой системой. С каждой линькой они становятся все больше похожими на взрослую форму. Напротив, у насекомых с полным превращением развитие идет с последовательной сменой форм, совершенно непохожих одна на другую. Из яйца вылупляется червеобразная личинка (у бабочки она называется гусеницей), которая ползает, много ест, несколько раз линяет и с каждой линькой становится крупнее. В результате последней личиночной линьки образуется куколка, которая не двигается и не питается. Куколки разных отрядов насекомых с полным превращением имеют различное строение, но общим для них является разрушение анатомических структур личинки и использование этого материала для построения органов взрослого насекомого. Регуляция всех стадий метаморфоза происходит при участии специальных гормонов.
У насекомых с полным превращением личинка (гусеница) и взрослая особь различаются не только внешним видом, но и способом и объектами питания. Так, гусеница бабочки капустницы питается листьями, взрослая бабочка сосет цветочный нектар. Кроме того, личинки и взрослые насекомые заселяют разные места обитания. Например, личинка комара живет в пресных водоемах и питается водорослями и простейшими, а взрослый комар (самка) обитает в наземных условиях и сосет кровь человека и других млекопитающих. Благодаря таким различиям в источниках пищи и местах обитания ослабляется внутривидовая конкуренция, что способствует процветанию насекомых.
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.