Біологія 10 клас
https://meet.google.com/yyy-szea-agg - посилання на онлайн урок (за розкладом)
03.05.2022 - 04.05.2022
Тема: Суть та біологічне значення запліднення. Причини порушення процесів запліднення у людини.
Особливості репродукції людини. Репродуктивне здоровя
https://www.youtube.com/watch?v=rMeRfviph8g - перегляньте відео, випишіть терміни
В чому суть та біологічне значення запліднення?
ЗАПЛІДНЕННЯ — процес злиття чоловічої гамети з яйцеклітиною з утворенням диплоїдної зиготи, яка дає початок новому організму. В основі запліднення, злиття ядер жіночої й чоловічої статевих клітин, що довів ще в 1875 р. німецький зоолог Оскар Гертвіг (1849—1922) на основі досліджень запліднення в морського їжака.
Запліднення характеризується значною різноманітністю різновидів. Так, у справжніх тварин розрізняють зовнішнє й внутрішнє, у зелених рослин — одинарне та подвійне. За участю чоловічих гамет у заплідненні розрізняють моно- і поліспермію. Гамети можуть різнитися будовою, що зумовлює різні способи статевого розмноження: ізогамія (гамети обох організмів однакові за розмірами й рухливі), анізогамія (гамети неоднакові за розмірами й рухливі), оогамія (яйцеклітина велика нерухлива, чоловіча — дрібна й рухлива) (іл. 137).
Іл. 137. Запліднений овоцит людини: 1 — полоцити; 2 — променистий вінець; 3 — ядро сперматозоона; 4 — блискуча зона; 5 — ядро овоцита
Під час запліднення відбувається злиття яйцеклітини й сперматозоона і поєднання лише двох ядер з гаплоїдними наборами хромосом. У результаті виникає зигота — запліднена яйцеклітина з диплоїдним набором хромосом і новими комбінаціями генів. Термін ввів німецький ботанік Е. Страсбургер (1844—1912).
Запліднення є досить складною сукупністю різних процесів, у яких бере участь багато різних речовин, наприклад статеві гормони (андрогени й естрогени) та гамони (андрогамони й гіногамони). Гамони — це речовини, що виділяються гаметами і впливають на запліднення.
Біологічне значення запліднення полягає в тому, що: 1) відбувається відновлення хромосомного набору, притаманного даному виду; 2) забезпечується безперервність між поколіннями організмів; 3) спостерігається збільшення спадкового різноманіття, оскільки нащадки поєднують у собі ознаки як материнського, так і батьківського організмів; 4) завдяки вибірковості запліднення й комбінаційній мінливості забезпечується існування виду в часі.
Отже, запліднення — це складний процес, сутність якого полягає в злитті гамет з утворенням зиготи, а біологічним значенням є забезпечення різноманітності особин.
Як відбувається запліднення в людини?
У кожного виду організмів є певні особливості запліднення, але основні стадії подібні. У процесі запліднення розрізняють 3 етапи: дистантну взаємодію та активація сперматозоонів, контактну взаємодію й активізацію яйцеклітини та проникнення сперматозоона в яйцеклітину з наступним злиттям ядер. Запліднення в людини внутрішнє, здійснюється шляхом моноспермії у верхній частині маткових труб жінки після овуляції — виходу овоцита з яєчника (іл. 138).
Іл. 138. Послідовність процесів запліднення у людини
I етап. Дистантна взаємодія та активація сперматозоонів починаються із внутрішнього осіменіння, що забезпечує потрапляння чоловічих гамет у жіночий організм. Сперматозоони набувають здатності до запліднення лише після того, як проведуть близько 7 год у статевих шляхах жінки. Їхня активація здійснюється секретами залоз матки та андрогамонами, що утворюються багатьма чоловічими гаметами. У сперматозоонів перебудовується глікокалікс, посилюється рухливість, змінюється проникність для йонів тощо. Здатність до запліднення чоловічі гамети зберігають упродовж 36—88 год.
II етап. Контактна взаємодія й активізація яйцеклітини є стадією переходу жіночих гамет від стану спокою до активного розвитку. Запліднення відбувається лише за певної концентрації чоловічих гамет. Це пояснюється необхідністю наявності певної кількості ферменту (гіалуронідази), що розщеплює фолікулярну оболонку овоцита. Гамети зустрічаються у маткових трубах вже за кілька годин після статевого акту. Лише один з близько 450 млн сперматозоонів може запліднити овоцит. Проникнення сперматозоона в жіночу гамету крізь її оболонки відбувається таким чином. Після рецепторної взаємодії з цитоплазми овоцита в місці дії ферментів акросоми утворюється сприймальний горбик (акросомальна реакція), який захоплює головку й шийку і втягує їх всередину разом із центріолями та спіральною мітохондрією. Після проникнення вторинний овоцит змінює обмін речовин, втрачає фолікулярну оболонку, й з кортикальних гранул формує оболонку запліднення (кортикальна реакція).
ІІІ етап. Злиття гаплоїдних ядер обох клітин (синкаріогамія) супроводжується відновленням диплоїдного набору хромосом. На цій стадії відбувається генетичне визначення статі. Статеві клітини жінки мають 22А+X, а гамети чоловіків містять 22А+Х або 22A+Y (де А — нестатеві хромосоми; X, Y — статеві хромосоми). Якщо під час запліднення до яйцеклітини з 22А+Х хромосомами потрапляє сперматозоон з 22А+Х хромосомами, то утворюється зародок жіночої статі, а якщо з 22A+Y хромосомами — зародок чоловічої статі. Активація зиготи до поділу розпочинається вже через кілька годин після запліднення. Воно продовжується впродовж кількох діб за рахунок накопичених поживних речовин цитоплазми.
Отже, основними стадіями запліднення є активація сперматозоонів, активація яйцеклітин та їхнє злиття й злиття гаплоїдних ядер.
Які причини порушення процесів запліднення в людини?
У заплідненні беруть участь гамети, що утворюються статевими залозами. До зниження функцій статевих залоз у чоловіка й жінки можуть призводити шкідливі звички, операції й травми, опромінення, хіміотерапія, запалення сечостатевої системи, різноманітні віруси та захворювання, що передаються статевим шляхом (хламідіоз, гонорея, сифіліс, трихомоніаз), порушення функцій ендокринної системи.
Стан здоров’я жіночого організму — це основний чинник успішного запліднення. Причинами порушення нормального стану жінки можуть бути: нерегулярний менструальний цикл і відсутність овуляції, гормональні порушення, новоутворення, особиста гігієна тощо. На запліднення чинить вплив й вік жінки. Найкращий період для зачаття дитини — це 22—30 років. Жіноча репродуктивна система працює менш активно після 35 років, знижується якість генетичного матеріалу яйцеклітин, зростає кількість порушень функцій жіночих статевих органів. Причиною порушень процесів запліднення може бути непрохідність маткових труб, що виникає через запальні захворювання та утворення спайок. Медичний аборт різко підвищує ризик виникнення запального процесу в трубах. Вискоблювання порожнини матки під час видалення заплідненої яйцеклітини неминуче травмує і місця з'єднання з нею маткових труб.
Гамети людини мають обмежену тривалість життя і ще менш тривалий термін здатності до запліднення. Так, у людини овоцит зберігає спроможність до запліднення лише впродовж 24 год. Сперматозоони чоловіка в статевих шляхах жінки запліднювальну здатність можуть втрачати вже через 48 год. Таким чином, здатність гамет до запліднення залежить від умов середовища внутрішніх жіночих органів.
Страх відповідальності за дитину, хвилювання через невпевненість в успішному виношуванні плоду також можуть перешкоджати заплідненню.
Отже, причинами порушень процесів запліднення в людини можуть бути фізіологічні й психологічні чинники.
Особливості репродукції людини
Існування людини як і будь-якого іншого біологічного виду є можливим тільки у випадку, коли буде відбуватися процес репродукції (розмноження) з появою особин нових поколінь. Репродукція у людини є складним процесом, на який може впливати велика кількість факторів. Ці фактори можуть бути небіологічними (фізичні фактори, токсичні речовини тощо), біологічними (захворювання, травми, порушення обміну речовин) або соціальними.
Соціальна складова відіграє у репродукції людини надзвичайно важливу роль. Саме соціальні фактори сильно впливають на рішення людини щодо народження дитини та кількості дітей у родині. Умови життя людських родин теж багато у чому формуються під впливом соціально-економічних факторів, а це впливає як на психологічний стан людей, так і на стан їхнього здоров’я. Недостатнє харчування, постійна стресова ситуація, невпевненість у майбутньому можуть стати причиною розладів у роботі репродуктивної системи і виникненні безпліддя.
Репродуктивне здоров’я
За визначення ВООЗ (Всесвітньої організації охорони здоров’я) репродуктивне здоров’я - це стан повного фізичного, розумового і соціального благополуччя у всіх питаннях функцій і процесів репродуктивної системи людини.
Гарне репродуктивне здоров’я людини означає, що вона здатна до зачаття дітей, має можливість сексуальних відносин без ризику захворювань, які передаються статевим шляхом і може планувати кількість дітей, які в неї будуть. Репродуктивне здоров’я жінок також передбачає безпеку вагітності та пологів, виживання дитини та благополуччя матері.
Репродуктивна медицина
Небіологічними та біологічними факторами, які можуть бути причиною порушення репродукції у людини займається репродуктивна медицина.
Репродуктивна медицина — це галузь медицини, яка займається профілактикою, діагностикою та лікуванням безпліддя у людини. Вона базується на використанні найновіших розробок з ендокринології, хірургії, генетичної інженерії та інших галузей. Гарно відпрацьованими і популярними технологіями репродуктивної медицини є технології штучного запліднення — екстракорпоральне та інтракорпоральне запліднення.
Екстракорпоральне запліднення — це процес, під час якого відбувається запліднення яйцеклітини поза межами організму людини (так зване «запліднення в пробірці») (мал. 51.1). Вперше таке запліднення було застосовано 1978 року у Великій Британії. Екстракорпоральне запліднення може здійснюватися у тих випадках, коли через захворювання чоловіка або жінки неможливе запліднення природним шляхом (непрохідність маткових труб, пошкодження сім’яних протоків тощо).
Інтракорпоральне запліднення — це процес, під час якого відбувається запліднення яйцеклітини безпосередньо в організмі людини шляхом штучного введення сперми до матки за допомогою спеціального катетора. Його використовують у деяких випадках чоловічого безпліддя та в ситуації, коли має місце імунологічне безпліддя (через агресивну атаку імунною системою жінки сперматозоїдів).
Мал. 51.1. Схема екстракорпорального запліднення
Перспективи репродуктивної медицини
Репродуктивна медицина є галуззю, яка зараз активно розвивається. Основні її перспективи пов’язані з розв’язанням таких питань, як подолання безпліддя, регуляція народжуваності, зменшення ризику виникнення патологій вагітності, зниження дитячої та материнської смертності.
Для подолання безпліддя використовуються допоміжні репродуктивні технології (наприклад, штучне запліднення). Ці методи дозволяють здійснювати запліднення як всередині організму жінки, так і за його межами. Новітні розробки у цій галузі дають можливість мати дітей парам, які ще донедавна не могли про це й мріяти.
Проблеми патологій вагітності, дитячої та материнської смертності тісно пов’язані з екологічними й соціальними проблемами. Забруднення навколишнього середовища, соціальна дискримінація жінок, відсутність доступу до освіти і медичної допомоги дуже негативно впливають на репродуктивне здоров’я населення.
Біосоціальна сутність людини та її репродукція
Для життєдіяльності людини надзвичайно важливим є вплив як біологічних, так і соціальних факторів. Взаємодія біологічної та соціальної складової відображається у тому числі й на репродукції людини. Основою репродуктивної поведінки є інстинктивні програми, які закріплювалися мільйони років у процесі еволюції людини. Але їх конкретний прояв може суттєво змінюватися у різному соціальному середовищі. Крім того, на репродукцію людини впливає й рівень розвитку технологій у суспільстві.
Наприклад, основою землеробства у Європі були соха, а потім плуг. Робота з ними потребувала високих фізичних навантажень і, відповідно, основну обробку землі здійснювали чоловіки. Це сприяло поширенню і закріпленню в культурній традиції моногамних браків (один чоловік і одна жінка). Таким чином забезпечувалася найбільш ефективна передача як генетичного, так і матеріального спадку своїм нащадкам.
В такому випадку основну обробку землі здійснювали жінки і діти. Тому перевагу в передачі генетичного і матеріального спадку мали чоловіки у яких було багато жінок і дітей. Це сприяло закріпленню в місцевій культурній традиції полігінних браків (один чоловік і кілька жінок).
Проблеми регуляції розмноження у людини
Регуляція розмноження у людини може здійснюватися за допомогою як біологічних, так і соціальних факторів. До поширення технологій сучасної медицини (гігієна, щеплення, антибіотики тощо) чисельність населення регулювалася переважно біологічними факторами. Так, у 1910 році у віці до 1 року помирало 24 % дітей у Київській, 21 % — у Харківській, 20,9 % — у Херсонській, 17,2 % — у Полтавській губерніях. До 5 років тоді в середньому не доживало 43 % дітей. Основною причиною смертності були хвороби (у періоди неврожаїв щей й голод).
Успіхи медицини різко знизили смертність. Так, за даними ООН, в Україні у 2013 році смертність дітей до 5 років становила 1 % (в країнах Європи удвічі менше). Крім того, у більшості країн протягом останніх ста років суттєво покращилися умови існування. А люди звикли народжувати по шість-вісім дітей, бо тільки це дозволяло виживати за умов високої дитячої смертності. Тому чисельність населення нашої планети протягом XX століття стрімко зростала. А ємність екосистем планети не є безкінечною і прогодувати більше певної кількості людей вони не можуть. Тому проблема чисельності населення стала дуже актуальною.
Вирішенню проблеми регуляції розмноження у людини сприяє підвищення рівня освіти населення, розвиток репродуктивної медицини, урбанізація (у великих містах народжуваність зменшується) та низка інших факторів.
https://www.youtube.com/watch?v=e_Elc0HSUIE - перегляньте відео
Д.З. опрацювати відеоматеріали, матеріал підручника п.49-52
https://meet.google.com/yyy-szea-agg - посилання на онлайн урок (за розкладом)
26.04.2022 - 27.04.2022
Тема: Особливості гомеостазу людини. Статеві клітини. Лабораторна робота №3 "Вивчення будови статевих клітин людини"
1.Вивчіть § 49
2.Перегляньте відео за посиланнями:
https://www.youtube.com/watch?v=0wgtUbrg-BI
3.Виконайте лабораторну роботу № 3. Вивчення будови статевих клітин людини,
4.Мейоз (від грец. мейозіз – зменшення) – це поділ еукаріотичних клітин, внаслідок якого утворюються дочірні клітини з удвічі меншим набором хромосом.
- Значення мейозу полягає у підтримці стабільності хромосомних наборів, що забезпечує спадковість, та в створенні нових сполучень батьківських й материнських генів, що сприяє мінливості. Ознайомлення із особливостями мейозу шляхом перегляду та обговорення відео: https://www.youtube.com/watch?v=NGN15TpwAeE Скріншот 8.1. Мейоз Які ж існують ознаки мейозу? Відбувається у 2 послідовні етапи – мейоз І та мейоз ІІ, кожний з яких складається з 4 фаз: профази, метафази, анафази і телофази (іл. 134); • на першому етапі мейозу розподіляються гомологічні хромосоми з утворенням гаплоїдного набору хромосом, тому цей поділ називають редукційним (мейоз І); зменшення кількості хромосом удвічі забезпечує можливість поєднання клітин і відновлення нормального диплоїдного каріотипу; • стан спадкової інформації після першого поділу вже видозмінений завдяки рекомбінації ДНК, що забезпечує перерозподіл генетичної інформації та виникнення нових комбінацій генів; рекомбінація ДНК між гомологічними хромосомами є одним із визначальних процесів збільшення спадкової різноманітності ознак; • на другому етапі розходяться хроматиди гомологічних хромосом, тому поділ називається екваційним (мейоз ІІ); • загальним результатом мейозу є утворення клітин з гаплоїдним набором хромосом і різними комбінаціями генів; саме ці клітини беруть участь у заплідненні й статевому розмноженні, якому жива природа завдячує своїм різноманіттям.
- СТАТЕВІ КЛІТИНИ (гамети) – це клітини з гаплоїдним набором хромосом, які виконують функцію передачі спадкової інформації від особин батьківського покоління нащадкам під час статевого розмноження. Чоловічі гамети називаються сперматозоонами. Це здебільшого рухливі клітини, які виконують такі функції: 1) передають половину спадкової інформації від батьківського організму; 2) забезпечують активацію процесів яйцеклітини після її запліднення; 3) вносять в яйцеклітину центріолі для організації її поділів. Функції сперматозоонів зумовлюють їхні видовжену форму, дрібні розміри й специфічну будову. Розміри чоловічих гамет у людини коливаються в межах 50 – 70 мкм. Нормальні сперматозоони мають головку, проміжну частину й хвіст (іл. 135 в підручнику). Головка містить ядро з гаплоїдним набором хромосом (22А+X або 22А+Y), тоненький шар цитоплазми і акросо- му з ферментами для розщеплення оболонок овоцита. У шийці містяться дві центріолі, одна з яких розростається й утворює осьову нитку. Інша центріоля залишається під ядром і разом із ним може проникнути в яйцеклітину. Про- міжна частина містить мітохондрії у вигляді спіральної нитки, АТФ та глікоген для рухів клітини. Хвіст має апарат з 20 мікротрубочок, які забезпечують переміщення клітин зі швидкістю близько 50 мкм/с. Яйцеклітини – жіночі статеві клітини. Це здебільшого нерухливі клітини, що мають кулясту форму для кращого переміщення фалопієвими трубами до матки. Для яйцеклітин властиві такі функції: 1) передавання спадкової інформації від материнського організму; 2) упорядкування процесів запліднення;
- 3) накопичення запасів поживних речовин для розвитку зиготи. Через те яйцеклітини мають значно більші розміри, ніж сперматозоони. Так, діаметр яйцеклітини людини становить 130 – 200 мкм. У людини в заплідненні бере участь овоцит ІІ порядку (іл. 136 в підручнику). Ззовні овоцит вкритий фолікулярною оболонкою, що утворена ще клітинами яєчника. Фолікулярні клітини утворюють ворсинки, що формують променистий вінець та блискучу оболонку. Загалом оболонки виконують захисну, поживну та бар’єрну функції. Під нею розташована плазматична мембрана, а далі кортикальний шар із гранул. Цитоплазма яйцеклітини називається овоплазмою і містить велику кількість жовткових включень, багато мітохондрій, рибосом, розвинуті ЕПС й комплекс Гольджі. Ядро лежить в ділянці, вільній від цитоплазми, і має гаплоїдний набір хромосом (22А+Х)
- Лабораторна робота 3 - (https://www.youtube.com/watch?v=mEfhsAe7-hQ)
- Тема:Вивчення будови статевих клітин людини
- Мета: ознайомитись з особливостями будови статевих клітин людини; закріпити знання про будову гамет людини у взаємозв'язку з їхніми функціями; закріпити навички роботи з мікроскопом.
- Обладнання: , електронно-мікроскопічні фотографії яйцеклітин і сперматозоїдів.
- Хід роботи 1. Розгляньте овоцит людини під мікроскопом, на ілюстраціях підручника і запропонованій мікрофотографії. Замалюйте в робочий зошит та підпишіть елементи будови, що ви їх розпізнали. 2. Розгляньте сперматозоони людини під мікроскопом, на ілюстраціях підручника, на запропонованій мікрофотографії. Замалюйте в робочий зошит та підпишіть елементи будови, які ви розпізнали. Розв’язування вправ. Мейоз У ядрі первинної статевої клітини морського їжака міститься 3,6 · 10−9 мг ДНК. Яка маса ДНК міститиметься в клітинах: а) на стадії профази І; б) на стадії профази ІІ; в) в ядрі яйцеклітини після мейозу ІІ; г) в ядрі сперматозоона після мейозу ІІ?
Д.З. опрацювати матеріал,п. 49
https://meet.google.com/yyy-szea-agg - посилання на онлайн урок (за розкладом)
19.04.2022 - 20.04.2022
Тема: Ріст та розвиток клітин та фактори, які на нього впливають. Старіння та смерть клітин. Причини порушення клітинного циклу.
Поняття про онкогенні фактори та онкозахворювання. Профілактика захворювань.
Розвиток організму відбувається завдяки двом процесам: клітинної проліферації — розростанню тканин унаслідок багаторазового поділу клітин та диференціації — утворенню різних клітин з початково однорідних.
Проліферація забезпечує ріст і диференціювання тканин у процесі індивідуального розвитку, забезпечує безперервне відновлення клітин і внутрішньоклітинних структур. У разі ушкоджень органів і тканин за допомогою проліферації усувається утворений дефект і нормалізується порушена функція. Іноді проліферація може виникати внаслідок порушень гормональних впливів і призводить до збільшення органа. Внаслідок проліферації клітин, що втратили здатність диференціюватися в клітини того чи іншого органа, розвивається пухлина.Джерелом проліферації є недиференційовані (стовбурові) клітини тканини, які, періодично зазнаючи розподілу і подальшого диференціювання, поступово перетворюються на специфічні клітини цієї тканини і виконують характерну для неї функцію. Стовбурові клітини наявні в усіх тканинах під час їх ембріонального розвитку і зберігаються в багатьох тканинах зрілих організмів.
Диференціація — це поява відмінностей між клітинами, утворення спеціалізованих клітин і тканин диференціація є незворотним процесом диференційовані клітини містять такий самий набір генів (генотип), як і недиференційовані. Проте, переважна більшість генів неактивні, заблоковані. У процесі диференціації, з одного боку, включаються гени, під дією яких клітина має перетворитися на певний один тип, а з другого — пригнічувати ті гени, які могли б спрямувати її по іншому шляху диференціації. Отже, відмінності між клітинами, які мають однаковий набір генів, визначає диференціальна активність генів.
Диференціація клітин відбувається починаючи з ранніх стадій ембріогенезу і продовжується формуванням тканин під час диференціації настають зміни в цитоплазмі клітин унаслідок її взаємодії з ядром проте найбільш помітною є морфологічна диференціація (зміни внутрішньої та зовнішньої будови).
2. Старіння та смерть клітин
Ознаками старіння клітин організму людини є:
1) Морфологічні ознаки: зменшення й ущільнення ядра; стирання меж між клітинами; утворення вакуолей у цитоплазмі; збільшення кількості амітозів.
2) Фізико-хімічні ознаки: збільшення дисперсності колоїдів цитоплазми та ядра; збільшення в’язкості цитоплазми та каріоплазми; більш легка коагуляція внутрішньоклітинних білків після дії на них спирту, розчинів солей.
3) Біохімічні ознаки: накопичення в цитоплазмі оранжево-жовтого пігменту ліпофусцину — продукту окиснення ненасичених ліпідів; зменшення вмісту води в клітині; зниження активності ферментів; збільшення вмісту холестерину; зменшення вмісту білка лецетину.
4) Функціональні ознаки: знижується інтенсивність внутрішньоклітинного дихання; пригнічується біосинтез білка; зміна здатності реагувати на зовнішні стимули (ефект дії факторів росту та гормонів зменшується, дія токсинів, антибіотиків, радіації, теплового шоку — збільшується).
За старіння клітин відбувається незворотне блокування клітинного циклу. Пригнічується активність деяких генів. Разом зі втратою здатності до поділу клітини втрачають здатність до суттєвого оновлення.
3. Причини порушення клітинного циклу та їхні наслідки
Найпоширенішими порушеннями клітинного циклу є такі:
1) Амітоз (прямий поділ клітини) — ядро має вигляд як у інтерфазі, не зникають ядерце та ядерна оболонка, реплікація ДНК та спіралізація не відбувається. Клітина зберігає функціональну активність. Поділяється лише ядро, без утворення веретена поділу. Спадковий матеріал розподіляється випадково Утворюються двоядерні клітини, що не здатні в подальшому поділятися мітозом. За повторного амітозу утворюються багатоядерні клітини. Відбувається у клітинах, що старіють, або патологічно змінених клітинах.
2) Ендомітоз — процес подвоєння кількості хромосом у ядрах клітин без руйнування ядерної оболонки та утворення веретена поділу. За повторних ендомітозів кількість хромосом у ядрі може ще більше зростати наслідком цього є поліплоїдія.
3) Політенія — поява в ядрі деяких соматичних клітин величезних багатонитчастих (політенних) хромосом, у сотні разів більших за звичайні. Є результатом численних реплікацій хромосом без наступного поділу клітини або її ядра.
Онкологія — галузь медицини, яка вивчає доброякісні та злоякісні пухлини, механізми та закономірності їх виникнення і розвитку, методи їх профілактики, діагностики та лікування. Ракові пухлини можуть виникнути в різних частинах тіла та органів.
Онкогенні фактори — це фізичні, хімічні чи біологічні подразники, що спричиняють перетворення нормальних клітин і розвиток пухлин.
1) Фізичні — різні види іонізуючого та УФ-випромінювання.
2) Хімічні — деякі хімічні сполуки та елементи, що містяться у навколишньому середовищі та є викидами промисловості та транспорту.
3) Біологічні онкогенні фактори — онкогенні віруси та деякі одноклітинні організми, продукти життєдіяльності деяких грибів і рослин, гормони ссавців (зокрема, статеві гормони).
Окрім названих онкогенних факторів, збільшувати вірогідність появи пухлин можуть шкідливі звички та спосіб життя.
2. Профілактика онкологічних захворювань
1) Відмова від паління тютюну. Тютюнопаління призводить до багатьох видів раку: рак легенів, стравоходу, гортані, ротової порожнини, горла, нирок, сечового міхура, підшлункової залози та шийки матки.
2) Фізична активність, раціональне харчування, відсутність зайвої ваги тіла. Існує зв’язок між зайвою вагою, ожирінням та багатьма типами раку: раку стравоходу, ободової та прямої кишки, молочної залози, слизової оболонки матки та нирок.
3) Відмова від уживання алкоголю. Спиртні напої у великій кількості спричиняють багато видів раку: рак ротової порожнини, глотки, гортані, стравоходу, печінки, ободової та прямої кишки, а також молочної залози.
4) Запобігання інфекціям. Вірусний гепатит В та С призводить до раку печінки, вірус папіломи людини — до розвитку раку шийки матки, бактерія Helicobacter pylori збільшує ризик розвитку раку шлунка. Паразитарна інфекція шизостомоз збільшує ризик розвитку раку сечового міхура, печінковий сисун — ризик раку жовчних протоків.
5) Запобігання забрудненню навколишнього середовища. Забруднення повітря, води та ґрунту хімічними канцерогенами призводить до 1-4 % усіх ракових захворювань.
6) Запобігання забрудненню на робочому місці. Більш ніж 40 речовин здатні спричиняти професійне захворювання на рак легенів, сечового міхура, гортані та шкіри, а також на лейкемію та рак носоглотки.
7) Уникати опромінення. Іонізуюче випромінювання спричиняє канцерогенну дію і може призводити до лейкемії та розвитку пухлин. УФ-випромінювання також є канцерогенним для людини, спричиняючи різні види раку шкіри (карциноми та меланому).
Для профілактики виникнення деяких видів раку слід проходити регулярні медичні обстеження.
3. Лікування онкологічних захворювань
У наш час існують такі ефективні методи лікування пухлин:
• хірургічне видалення та метастазів;
• опромінення пухлини та метастазів іонізуючою радіацією;
• цитостатична (гальмування поділу пухлинних клітин) або цитотоксична (знищення пухлинних клітин) хіміотерапія;
• імунотерапія з метою стимулювання власного протипухлинного імунітету;
• віротерапія за допомогою онколітичних вірусів;
• гормонотерапія за гормоночутливих або гормонозалежних пухлин;
• фотодинамічна терапія — за допомогою світлочутливих речовин, які вибірково накопичуються в пухлині, і їх опромінення;
• таргетна терапія — лікування пухлин за допомогою препаратів, які діють безпосередньо на клітину-мішень і мінімально впливають на здорові органи.
Д.З. опрацювати матеріал,п. 46, 47, 48
https://meet.google.com/yyy-szea-agg - посилання на онлайн урок (за розкладом)
12.04.2022 - 13.04.22
Тема: Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів. Особливості процесів регенерації організму людини. Трансплантація тканин та органів людини, її перспектива. Правила біологічної етики.
Тестування (кожне питання – 1 бал)
1. Пересадка тканин і органів в межах одного організму називається: а) автотрансплантація; б) алотрансплантація; в) ксенотрансплантація.
2. Пересадка тканин і органів між організмами одного виду називається: а) автотрансплантація; б) алотрансплантація; в) ксенотрансплантація.
3. Пересадка тканин і органів між організмами різних видів називається: а) автотрансплантація; б) алотрансплантація; в) ксенотрансплантація.
4. Особливий вид трансплантації, переливання крові, обов'язково враховує: а) групу крові; б) групу крові та резус-фактор; в) резус-фактор.
5. Який вчений розробив метод пересадки рогівки ока? а)Філатов; б) Сєченов; в) Амосов.
6. Реакція відторгнення трансплантата зумовлюється : а) антитілами; б) антигенами; в) не відбувається.
7. Що являє собою явище імунологічної толерантності? а) сприйняття своїх антигенів як чужих; б) сприйняття чужих антигенів як своїх власних; в) знищення чужих антигенів.
8. Напрям трансплантології, пов'язаний із вирощуванням нового штучного органу для пересаджування його людині: а) імплантація; б) трансплантація; в) клонування.
9. Вирощування клітин, тканин та органів поза організмом на живильних середовищах називають: а) експлантація; б)імплантація; в) клонування.
10.Найбільш подібними до людських є органи : а) свині, примата; б) примата, корови; в) свині, примата, кози.
Д.З. опрацювати матеріал,п. 43, 44, 45
https://meet.google.com/yyy-szea-agg - посилання на онлайн урок (за розкладом)
06.04.2022
Тема: Особливості процесів регенерації організму людини.Трансплантація тканин та органів людини, її перспективи. Правила біологічної етики.
Регенерація — це здатність живих організмів відновлювати свої пошкоджені або втрачені структури. Вона є однією з фундаментальних властивостей живих організмів, хоча й проявляється у різних організмів у різній мірі. Якщо одні організми можуть самовідновитися навіть після дуже сильних пошкоджень (гідри, планарії тощо), то інші здатні до регенерації у незначній мірі (нематоди).
Регенераційні властивості організму людини не є найвидатнішими, але він усе ж таки здатний до відновлення своїх пошкоджень. На рівень регенераційних властивостей впливає те, що людина є високорозвиненим видом зі складною поведінкою. А в процесі еволюції регенераційні властивості таких видів зменшувалися. Це було пов’язано з тим, що добре розвинена нервова система значно знижувала ризик отримання пошкоджень, для ліквідації яких і була потрібна регенерація.
Розрізняють дві форми регенерації — внутрішньоклітинна та клітинна. Внутрішньоклітинна відбувається всередині клітин за рахунок молекулярних механізмів і відновлює потрібні клітині органели та молекулярні структури. Клітинна регенерація відбувається на рівні організму за рахунок поділу клітин, що дозволяє повністю або частково відновлювати тканини й органи.
Залежно від задач, які вирішує в організмі людини процес регенерації, розрізняють фізіологічну й репаративну регенерацію.
Фізіологічна регенерація
Фізіологічна регенерація призначена для відновлення структур організму, які зазнають пошкоджень в ході нормальних фізіологічних процесів. Цей тип регенерації відбувається протягом усього життя людини (мал. 44.1). Наприклад, за рахунок фізіологічної регенерації відбувається постійна зміна епітелію кишкового тракту та покривного епітелію; цей самий процес є основою оновлення еритроцитів крові, час існування яких досить обмежений через відсутність ядра в клітині, тощо.
Періодичність оновлення структур організму людини за рахунок фізіологічної регенерації
Але існують тканини, у яких оновлення шляхом клітинного поділу є неможливим. Наприклад, вузькоспеціалізовані клітини, такі, як нейрони. У цих випадках регенерація відбувається шляхом поступової заміни органел (є внутрішньоклітинною).
Репаративна регенерація
Репаративна регенерація розпочинається у випадку пошкодження або загибелі структур організму, які не є наслідком нормальних фізіологічних процесів.
Такі пошкодження виникають в результаті захворювань або травм. У цьому випадку звичайна фізіологічна регенерація суттєво підсилюється і стає репаративною.
Репаративна регенерація може бути повного і неповною. У випадку повної регенерації пошкоджена тканина повністю замінюється новою і пошкодження зникає безслідно. У випадку неповної регенерації відновлення функцій відбувається за рахунок навколишніх тканин, а саме місце пошкодження заповнюється сполучною тканиною, яка формує рубець.
Перегляньте відео: https://www.youtube.com/watch?v=xLwIioujHcI
Принципи біологічної етики
Трансплантація тканин і органів робить актуальною проблему біоетики — моральних аспектів застосування цих технологій. Основні принципи біоетики, яких бажано дотримуватися для недопущення етичних проблем, запропонували американські вчені Т. Л. Бічамп і Дж. Ф. Чілдрес. Такими принципами є такі:
• принцип автономії (індивід має право розпоряджатися своїм здоров’ям);
• принцип «не зашкодь» (вимагає мінімалізації шкоди за медичного втручання);
• принцип блага (лікар зобов’язаний здійснювати дії, спрямовані на покращення стану пацієнта);
• принцип справедливості (вимагає рівного ставлення до всіх пацієнтів і рівного доступу до ресурсів для медичної допомоги).
Д.З. опрацювати матеріал,п. 43, 44, 45
05.04.2022
Тема: Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів
1.Форми розмноження організмів
Здатність до розмноження (утворення нового покоління особин того ж виду) — одна з основних особливостей живих організмів. Під час розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьківського покоління до наступного. це забезпечує відтворення ознак не тільки виду, а й конкретних батьківських особин. Для виду сенс розмноження полягає у заміщенні особин, які гинуть, що забезпечує безперервність існування виду. Також за сприятливих умов розмноження допомагає збільшити чисельність виду.
Є кілька форм розмноження, кожна з яких має свої переваги та недоліки. їх ми і розглянемо сьогодні на уроці.
Існує два основних типи розмноження — нестатеве і статеве.
2. Способи нестатевого розмноження
За нестатевого розмноження нащадки походять від одного організму, без утворення та злиття гамет. При цьому всі дочірні особини такі самі, як батьківська. Таких ідентичних нащадків називають клоном. Різнитися вони можуть лише внаслідок випадкової мутації. Вищі тварини не здатні до нестатевого розмноження, але є успішні спроби клонування їх штучно.
Існує кільки типів нестатевого розмноження:
• поділ клітини навпіл, за якого утворюються дві ідентичні материнській клітини (властиве, наприклад, бактеріям та одноклітинним еукаріотам — саркодовим, джгутиковим, інфузоріям);
• множинний поділ, за якого після низки повторних поділів батьківського ядра та поділу самої клітини утворюються численні дочірні клітини (властиве малярійному плазмодію);
• розмноження спорами (приклади — мукор та пеніцилін);
• брунькування (приклади — дріжджі, прісноводна гідра);
• вегетативне розмноження — цибулинами, бульбоцибулинами, бульбами, кореневищами, пагонами тощо (властиве рослинам);
• фрагментація тіла (плоскі та кільчасті черви, голкошкірі).
Переваги нестатевого розмноження:
• потрібна лише одна батьківська особина (за статевого — дві); не потрібні спеціальні механізми на кшталт запилення, за якого марно гине багато гамет; не потрібно витрачати час та енергію на пошуки партнера;
• утворюються генетично ідентичні нащадки; якщо вид добре пристосований до свого середовища, то генетична ідентичність нащадків є перевагою, оскільки зберігаються вдалі комбінації генів;
• сприяє розселенню та поширенню виду (гриби — спорами, рослини — повзучими кореневищами тощо);
• швидке розмноження (бактерії здатні до поділу кожні 20 хвилин; множинний поділ малярійного плазмодію; нестатеве розмноження стьожкових червів та печінкового сисуна).
Недоліки нестатевого розмноження:
• відсутність генетичної мінливості серед нащадків;
• марна втрата енергії та речовин за розмноження спорами, велика частина з яких не потрапляють у сприятливе місце для проростання;
• загроза перенаселення та виснаження поживних речовин в одному місці існування.
3. Статеве розмноження і статевий процес. Способи статевого розмноження
За статевого розмноження нащадки утворюються внаслідок злиття двох гаплоїдних гамет з утворенням диплоїдної зиготи, з якої розвивається новий організм. Процес злиття гамет називають заплідненням. Під час запліднення зливаються ядра гамет, і це призводить до об’єднання двох наборів хромосом — батька та матері.
чоловічі та жіночі особини утворюють різни типи гамет. Існують види, у яких і чоловічі, і жіночі гамети утворює один і той же організм, який має і жіночі, і чоловічі репродуктивні органи. Такі організми називають гермафродитними, або двостатевими. До них належать багато одноклітинних (парамеція), кишковопорожнинних (обелія), плоскі черви (свинячий ціп’як), малощетинкові черви (дощовий черв’як), ракоподібні (морський жолудь) та молюски (виноградний равлик), деякі риби та ящірки, а також більшість квіткових рослин. Види, у яких окремо існують чоловічі та жіночі особини, називають роздільностатевими. До них належать більшість тварин та людина.
Поліембріонія — процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Поліембріонія досить поширена серед різних груп тварин (війчасті та кільчасті черви, іноді у членистоногих,риб, птахів і ссавців). Як постійне явище вона притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям (наприклад, броненосцям). У людини у разі поліембріонії народжуються однояйцеві близнята, які мають ідентичний набір спадкової інформації.
У рослин за поліембріонії в одній насінині розвивається кілька зародків (тюльпани, лілії, латаття, суниці тощо). Додаткові зародки в насінині можуть розвиватися не тільки із заплідненої яйцеклітини, а й з інших клітин насінини.
Партеногенез (дівоче розмноження) — одна з форм статевого розмноження, за якого жіночі статеві клітини розвиваються без запліднення. У рослин це явище має назву апоміксис.
Педогенез — тип партеногенезу, за якого зародок починає розмножуватися ще на личинковій стадії онтогенезу. Серед комах трапляється у жуків (мікромальтус), віялокрилих, метеликів- мішечниць, галиць. Також педогенез відомий для реброплавів, деяких морських гіллястовусих раків та паразитичних плоских червів — трематод.
Неотенія — явище, за якого досягнення статевої зрілості й завершення онтогенезу відбувається на ранніх стадіях розвитку, наприклад на стадії личинки. При цьому організм може досягати дорослої стадії або не досягати. Неотенія притаманна деяким членистоногим, червам, земноводним, а також багатьом рослинам. Приклад — аксолотлі — неотенічні личинки хвостатих земноводних роду амбістом, які внаслідок нестачі гормону тиреоїдину залишаються і розмножуються на личинковій стадії.
Переваги статевого розмноження:
• нащадки отримують комбінацію ознак батьків; за сприятливої комбінації підвищується життєздатність та покращується пристосованість нащадків до умов середовища, що змінюється;
• внаслідок комбінативної мінливості надає більше матеріалу для еволюції.
Недоліки статевого розмноження:
• необхідність пошуку партнера;
• частина видів потребує спеціальних механізмів запліднення (запилення рослин птахами, комахами, вітром);
• частина нащадків за невдалої комбінації ознак виявляються менш життєздатними, ніж батьківські особини;
• менша кількість нащадків, ніж за нестатевого розмноження;
• менша швидкість розмноження, ніж за нестатевого.
IV. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ
1. Які форми розмноження організмів існують?
2. Назвіть способи нестатевого розмноження. У чому їхні особливості? Яким організмам притаманні такі способи розмноження?
3. Назвіть способи статевого розмноження. У чому їхні особливості? Наведіть приклади організмів, які розмножуються цим способом.
4. Порівняйте статеве та нестатеве розмноження, вказавши переваги та недоліки обох форм розмноження.
https://www.youtube.com/watch?v=26X8mqbXd3I
Д.З. опрацювати матеріал,п. 42
09.02.2022
Тема: Практична робота №2. Розвязування генетичних задач
Розв’язування типових генетичних задач
Мета: удосконалити навички складання схем схрещування, навчитися розв’язувати генетичні задачі.
Хід роботи
Розгляньте приклади розв’язків і розв’яжіть наведені задачі.
Моногібридне схрещування, повне домінування
Умова. Чоловік з ластовинням, серед родичів якого усі мали ластовиння, одружився на жінці без ластовиння. Від цього шлюбу народилося три доньки з ластовинням. Одна з них взяла шлюб із чоловіком без ластовиння. Які діти можуть народитися в цієї пари?
Розв’язок
• Уводимо умовні позначення.
А — наявність ластовиння
(оскільки в шлюбі людини з ластовинням і без нього народжуються діти з ластовинням)
α — відсутність ластовиння
• Складаємо схему схрещування.
(рядок генотипів і фенотипів батьків, розділений знаком «х» схрещування) (рядок гамет: з кожної пари в гамету потрапляє одна хромосома)
(рядок нащадків: генотипи нащадків отримують, з’єднуючи почергово генотипи яйцеклітин із генотипами сперматозоїдів, фенотипи визначають за генотипами)
Відповідь. Із ймовірністю 50 % народяться діти з ластовинням чи без нього.
Задачі
• 1. Батько й мати мають зелені очі (домінантна ознака). У них народилося двоє дітей: одна з зеленими очима, інша з блакитними. Яка ймовірність народження в цій родині наступної дитини з блакитними очима?
• 2. Чоловік, що має короткі вії, одружився на жінці з довгими віями. У її батька були короткі вії, а в матері довгі. Народилася дитина з довгими віями. Відомо, що довгі вії — домінантна ознака. Визначте генотипи всіх особин.
Моногібридне схрещування, неповне домінування
Умова. Наявність прямого волосся в людини зумовлена рецесивним геном, а кучерявого — домінантним. Тато має кучеряве волосся, а мама — пряме. Усі їхні діти мають хвилясте волосся. Як пояснити появу прямого волосся в онуків, якщо діти взяли шлюб з людьми, що мають хвилясте волосся? Яка частина онуків матиме пряме волосся? Розв’язок
• Уводимо умовні позначення.
А — кучеряве волосся
α — пряме волосся
Аα — хвилясте волосся
• Складаємо схему схрещування.
Відповідь. Народження онуків із прямим волоссям можна пояснити тим, що усі особи з хвилястим волоссям є гетерозиготами і несуть рецесивні алелі; 25 % онуків матимуть пряме волосся.
Задачі
• 3. Герцог Гамбурзький має пряме волосся. Він одружується з кучерявою принцесою Мюнхенською. Але його майбутній тесть поставив умову: якщо в них не буде кучерявого нащадка, то Гамбурзьке королівство переходить під його владу. Чи отримає тесть королівство, якщо для форми волосся спостерігається неповне домінування?
• 4. У джунглях Амазонії, дослідником Дж. Сімпсоном було відкрито популяцію аборигенів. При цьому більшість із них були всеїдними, але зустрічалися як виключні м’ясоїди, які нездатні засвоювати рослинну їжу, так і вегетаріанці, що не можуть харчуватися м’ясом. Генетики з’ясували, що м’ясоїдство викликане наявністю рецесивного алеля гену в 6-ій хромосомі, а вегетаріанці гомозиготні за цим же геном. Як аборигенам утворювати родини, щоб усі їх діти могли харчуватися виключно рослинами?
Моногібридне схрещування, ознака зчеплена зі статтю
Умова. У батьків, які мали нормальний кольоровий зір, народилося кілька дітей з нормальним зором і один хлопчик із дальтонізмом. Як це пояснити? Які генотипи батьків і дітей?
Розв’язок
• Уводимо умовні позначення.
ХD — нормальний кольоровий зір
Xd — дальтонізм Складаємо схему схрещування.
Відповідь: народження хлопчика із дальтонізмом спричинене гетерозиготністю матері за геном дальтонізму; генотип матері — гетерозиготний, генотип батька — гомозиготний за домінантним алелем, генотипи дітей з нормальним кольоровим зором — гомозиготні та гемізиготні за домінантним алелем, гетерозиготні, генотип хлопчика з дальтонізмом — гемізиготний за рецесивним алелем.
Задачі
• 5. Відсутність потових залоз у людей успадковується як рецесивна ознака, зчеплена зі статтю. Юнак із потовими залозами одружується на такій же дівчині, батько якої не має потових залоз, а мати й її предки мають потові залози. Яка ймовірність того, що сини і доньки від цього шлюбу не будуть мати потових залоз?
• 6. Явище нестачі Фосфору у крові людини може бути пов’язане із захворюванням на специфічну спадкову форму рахіту. Серед дітей від шлюбів 16 чоловіків, хворих цією формою рахіту, зі здоровими жінками народились 23 доньки і 19 синів. У всіх доньок була нестача Фосфору в крові, а всі сини були здорові. Яка генетична природа цього захворювання?
Дигібридне схрещування, повне домінування
Умова. Блакитноокий темноволосий чоловік, батько якого був світловолосим, одружується на кароокій світловолосій дівчині з родини, усі члени якої протягом кількох поколінь мали карі очі. Яких нащадків і з якою ймовірністю слід очікувати від цього шлюбу? Врахуйте, що кароокість домінує над блакитноокістю, а ознака темного волосся домінує над ознакою світлого.
Розв’язок
• Уводимо умовні позначення.
А — карі очі
а — блакитні очі
b — світле волосся
В — темне волосся
Складаємо схему схрещування.
Відповідь: Усі діти будуть кароокими і з ймовірністю 50 % темноволосими.
Задачі
• 7. У людей цукровий діабет — рецесивна ознака, а короткозорість — домінантна. Одружуються дівчина з цукровим діабетом і юнак із короткозорістю. Чи будуть їхні онуки здоровими відносно цих ознак, якщо їхні діти будуть одружуватися із людьми також здоровими за цими ознаками?
• 8. Дівчина з густим волоссям і звичайними вухами не може вибрати між двома претендентами на її руку. У першого з них звичайні вуха й густе волосся, але його батько був капловухим (як і батько дівчини). Інший претендент має лисину (його батько також із молодості був лисим), а вуха в нього звичайні. Кого дівчині обрати в чоловіки, щоб мати дітей, подібних на неї, якщо перший кандидат гетерозиготний за ознакою форми вух, а другий — гомозиготний за ознакою раннього облисіння?
Зчеплене успадкування
Умова. Відомо, що в дигетерозиготних людей за генами А і В у шлюбах з дигомозиготними за рецесивним алелем партнерами народжуються діти у співвідношенні А_В_ : A_bb : ааВ_ : aabb — 47 : 3 : 3 : 47. Як успадковуються гени А і В? Визначте відстань між генами А і В.
Розв’язок
• Складаємо схему схрещування.
Визначаємо відстань.
Відповідь: гени А і В успадковуються зчеплено, відстань між ними 6 морганід.
Задачі
• 9. У людини один з генів резус-фактора зчеплений із геном, що визначає форму еритроцитів і знаходиться від нього на відстані 3 морганіди. Резус-позитивність і еліптоцитоз (еритроцити еліптичної форми) визначаються домінантними аутосомними генами. Мама в подружжі гетерозиготна за обома ознаками, причому резус-позитивність вона успадкувала від матері, а еліптоцитоз — від батька. Тато ж резус-негативний і має нормальні еритроцити. Визначте ймовірність народження дітей з певними фенотипами в цій родині.
• 10. Аборигени, відкриті дослідником Дж. Сімпсоном, відрізняються формою черепа й довжиною пальців. Ці ознаки визначаються парою аутосомних домінантних алелей генів, розташованих на відстані 10 морганід. Яка ймовірність народження аборигенів з видовженим черепом і короткими пальцями від батька, що не має цих ознак, та мами, що має, якщо бабуся по маминій лінії мала видовжений череп і пальці звичної довжини, а дідусь — череп звичної форми і вкорочені пальці?
Задачі для самостійного розв’язування
• 11. Ретинобластома (злоякісна пухлина сітківки ока) успадковується як домінантна аутосомна ознака, причому вона проявляється лише в 90 % людей з домінантним геном. Чоловік має вилікувану ретинобластому, дружина не має ретинобластоми і походить з родини, де ні в кого з родичів цього захворювання не було. Визначте ймовірність народження в цих батьків дитини з ретинобластомою.
• 12. У темноволосої (домінантна ознака) без ластовиння (рецесивна ознака) матері й рудоволосого з ластовинням батька троє дітей: рудий з ластовинням син, рудий без ластовиння син і темноволоса з ластовинням донька. Яка ймовірність того, що наступною дитиною буде рудоволоса із ластовинням донька?
• 13. У Мохаммада і Газалі народився син. Подружжя вирішує питання, чи можна йому робити обрізання. Брат Газалі помер від кровотечі, що була спричинена такою операцією. Тяжкі кровотечі спостерігаються й у Гусейна — дядька Газалі по матері. Яку пораду варто дати Мохаммаду й Газалі?
• 14. Гіпоплазія емалі (світло-брунатний колір зубів) успадковується як зчеплена з Х-хромосомою домінантна ознака. У родині, де обоє батьків мають цю аномалію, народився син з нормальними зубами. Установіть генотипи батьків і ймовірність народження в них доньки з нормальними зубами.
• 15. У людей один із домінантних генів визначає формування вушної завитки, другий — слухового нерву. їхні рецесивні алелі відповідальні за вроджену глухоту. Для формування нормального слуху необхідна наявність двох домінантних алелів. У родині глухих Джона й Ебігейл народилися двоє дітей — Кевін і Амелі — які мають нормальний слух. Установіть генотипи батьків і дітей. Яка ймовірність, що третя дитина Джона і Ебігейл матиме нормальний слух?
Завдання: виконайте задачі №11-15
08.02.2022
Тема: Гібридологічний аналіз: частина 6. Успадкування, зчеплене зі статтю
Зчепленими зі статтю є ознаки, гени яких розташовані не в аутосомах, а в статевих хромосомах: Х та Y.
У людини жінки мають дві однакові статеві хромосоми: ХХ (гомогаметна стать). чоловіки — різні: XY (гетерогаметна стать). Жіночі гамети несуть по одній Х-хромосомі. чоловічі — 50 % хромосому Х, 50 % — хромосому Y. За злиття гамет під час запліднення визначається стать майбутнього організму.
Y-хромосома зазвичай менша за Х-хромосому. У Х- та Y-хромосомах є гомологічні ділянки, що містять алельні гени. Але у Х- та Y-хромосомах є і негомологічні ділянки. У цих ділянках Х-хромосоми містять гени, яким немає алельних у Y-хромосомі (наприклад, гени дальтонізму, гемофілії). І навпаки, в негомологічній ділянці Y-хромосоми містяться гени, у яких немає алелів у Х-хромосомі (ген гіпертрихозу).
якщо ген зчеплений з Y-хромосомою, він успадковується тільки чоловіками. якщо ген локалізований у Х-хромосомі, він може передаватися від батька — тільки донькам, а від матері — як синам,так і донькам з однаковою ймовірністю.
якщо ген зчеплений з Х-хромосомою і є рецесивним, то у жінок він виявляється лише у гомозиготному стані. Оскільки у чоловіків Х-хромосома лише одна, ця ознака виявляється завжди (і в домінантному, і в рецесивному стані).
У багатьох групах організмів гомогаметною статтю є жіноча, а гетерогаметною — чоловіча (мухи, клопи, жуки, ссавці, більшість видів риб, деякі земноводні та дводомні рослини тощо), а в інших — навпаки (метелики, плазуни, птахи, деякі риби і земноводні).
Під час розв’язування задач на зчеплене зі статтю успадкування генотипи у схемах схрещування слід записувати у хромосомному виразі (приклади: XbXb, XBY, ZpZp, ZpW), мосомі локалізований досліджуваний ген.
2. Приклади розв'язання задач
Приклад 1. За результатами досліджень, у кішок гени чорного та рудого кольору шерсті є алельними і містяться в Х-хромосомі, а в разі їх поєднання утворюються триколірні (черепахові) особини.
На одному подвір’ї живе триколірна кішка Марта. До неї залицяються два сусідських коти — чорний Пірат та Апельсин рудого забарвлення. Яких нащадків слід очікувати від схрещування триколірної кішки з кожним з цих котів?
В якому випадку можна за забарвленням визначити стать цих тварин і чому? Чи можуть бути винятки?
Розв’язання-відповідь
чорні коти мають лише один ген, що визначає колір шерсті — чорний — і він локалізований у Х-хромосомі. Саме цей ген буде передаватися від батька до кошенят жіночої статі. Руді коти так само мають лише один ген забарвлення шерсті — рудий — і так само будуть передавати його лише кошенятам жіночої статі.
Кішка ж буде утворювати яйцеклітини, 50 % з яких будуть містити гени чорного забарвлення шерсті, 50 % — рудого.
Складемо схему схрещування триколірної кішки з чорним котом:
Серед нащадків 25 % будуть чорними кішками, 25 % — триколірними кішками, 25 % — чорними котами, 25 % — рудими котами.
Складемо схему схрещування триколірної кішки з рудим котом:
Серед нащадків 25 % будуть рудими кішками, 25 % — триколірними кішками, 25 % — чорними котами, 25 % — рудими котами.
Триколірними за норми можуть бути лише кішки, адже тільки жіночі особини одночасно мають дві Х-хромосоми, що містять гени забарвлення. При цьому одна Х-хромосома має нести ген чорного забарвлення, а інша Х-хромосома — рудого. Винятком можуть бути лише коти з аномальним генотипом: Хруд.Хчорн.Y.
Приклад 2. Дальтонізм — форма кольорової сліпоти, що успадковується як рецесивна ознака. Ген дальтонізму міститься в Х-хромосомі й виявляється, як правило, у чоловіків.
Тимофій, що є сином дальтоніка, взяв шлюб з донькою дальтоніка Мар’яною. Обидва нормально розрізняють кольори.
Вкажіть генотипи подружжя. Визначте генотипи та фенотипи їхніх нащадків у F1.
Розв’язання-відповідь
Вводимо позначення:
D — нормальний зір; d — дальтонізм.
Визначаємо генотипи подружжя. Мар’яна розрізняє кольори нормально, але є донькою дальтоніка, від якого успадкувала одну з Х-хромосом. Відповідно, вона має ген дальтонізму і є гетерозиготною, її генотип XDXd.
Тимофій визначає кольори нормально, хоча його батько — дальтонік, оскільки батько передає сину Y-хромосому, що не містить генів дальтонізму. Генотип чоловіка: XDY.
Складаємо схему схрещування:
Генотипи дітей: 1XDXD: 1XDXd: 1XdY : 1XdY.
Фенотипи:
• 1/2 дівчатка з нормальним зором (50 %);
• 1/4 хлопчики з нормальним зором (25 %);
• 1/4 хлопчики-дальтоніки (25 %).
Всі доньки будуть розрізняти кольори нормально, 50 % синів будуть дальтоніками.
. УЗАГАЛЬНЕННЯ, СИСТЕМАТИЗАЦІЯ Й КОНТРОЛЬ ЗНАНЬ І ВМІНЬ УЧНІВ
1. Як відбувається успадкування ознак, зчеплене зі статтю?
2. Наведіть приклади ознак, гени яких локалізовані у Х-хромосомі, Y-хромосомі.
3. Наведіть алгоритм розв’язування задач на успадкування ознак, зчеплене зі статтю.
. ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Опрацювати матеріал. Спробуйте самостійно скласти та розв’язати задачу на успадкування ознак, зчеплене зі статтю.
01.02.2022 - 02.02.2022
Тема: Гібридологічний аналіз: частина 4 - КОДОМІНУВАННЯ; частина 5 - ЗЧЕПЛЕНЕ УСПАДКУВАННЯ І КРОСИНГОВЕР
Генотип | Група крові |
І00 | І (00) |
ІAA, ІA0 | ІІ (А_, АА, А0) |
ІBB, ІB0 | ІІІ (В_, ВВ, В0) |
ІAB | ІV (АВ) |
Група крові батька | ||||||
I (0) | II (А) | III (В) | IV (АВ) | |||
Групи крові матері | І (0) | І (0) | І (0) | І (0) | ІІ (А) | Групи крові дитини |
ІІ (А) | ІІІ (В) | ІІІ (В) | ||||
II (А) | І (0) | І (0) | І (0) | ІІ (А) | ||
ІІ (А) | ІІ (А) | ІІ (А) | ІІІ (А) | |||
ІІІ (А) | IV (АВ) | |||||
IV (АВ) | ||||||
ІІІ (В) | І (0) | І (0) | І (0) | ІІ (А) | ||
ІІІ (В) | ІІ (А) | ІІІ (В) | ІІІ (А) | |||
ІІІ (А) IV (АВ) | IV (АВ) | |||||
IV (АВ) | ІІ (А) | ІІ (А) | ІІ (А) | ІІ (А) | ||
ІІІ (В) | ІІІ (А) | ІІІ (А) | ІІІ (А) | |||
IV (АВ) | IV (АВ) | IV (АВ) | ||||
А | В | |
0 | А0 — ІІ група | В0 — ІІІ група |
0 | |
А | А0 |
0 | |
А | А0 — ІІ група |
0 | 00 — І група |
А | 0 | |
А | АА — ІІ група | А0 — ІІ група |
В | АВ — ІV група | В0 — ІІІ група |
А | |
А | АА — ІІ група |
В | АВ — ІV група |
Незалежне розщеплення під час дигібридного схрещування (див. третій закон Менделя) відбувається в тому випадку, коли гени, що належать до різних алелів, розташовані в різних парах гомологічних хромосом
Закономірність успадкування неалельних генів, які містяться в одній хромосомі, була вивчена Т. Х. Морганом та його школою. Морган установив, що гени, локалізовані в одній хромосомі, успадковуються разом, утворюючи групу зчеплення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі. Однак зчеплення генів може порушуватися у мейозі під час кросинговеру – при перехресті хромосом і обміні ділянками.
Закономірності кросинговеру
Сила зчеплення між двома генами, які містяться в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними
Частота кросинговеру між двома зчепленими генами є відносно сталою величиною для кожної конкретної пари генів
Основні положення хромосомної теорії спадковості
(Т. Морган, 1911 – 1926 рр.)
Гени розташовані вздовж хромосом у лінійному порядку
Кожний ген займає в хромосомі певну ділянку (локус), алельні гени займають однакові локуси гомологічних хромосом
Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплене успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними
Зчеплення між генами, розташованими в одній хромосомі, порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються ділянками
Домашнє завдання: опрацювати матеріал і скласти конспект. Цікаву інформацію можна знайти на онлайн-курсі "Автостопом по біології"
https://www.youtube.com/playlist?list=PL_zDp5rG6HquhkY3FrR_oQOv_7TZmr6gc02.11.2021 - 03.11.2021
Тема: Білки, нуклеїнові кислоти: огляд будови і біологічної ролі
1. Проаналізуйте конспект
Як ви вже знаєте, білки є високомолекулярними біологічними полімерами, мономерами яких є амінокислоти. Більшість білків має такий склад: 50-55 % Карбону, 6,6-7,3 % Гідрогену, 21-23 % Оксигену, 15-17 % Нітрогену та 0,3-2,5 % Сульфуру. Деякі білки містять приблизно 0,8 % Фосфору та дуже невелику кількість Феруму, Купруму та Мангану.
До складу більшості білків входить до 25 різних α-амінокислот — похідних карбонових кислот, у вуглеводному радикалі яких при α-атомі Карбону (найближчого до карбоксильної -COOH групи) один або кілька атомів Гідрогену заміщено на аміногрупу -NH2. При цьому 20 з них присутні в кожній білковій молекулі.
З їжею людина отримує 8 незамінних α-амінокислот: лейцин, ізолейцин, лізин, фенілаланін, валін, триптофан, треонін та метіонін. Незамінними вони є тому, що не можуть бути синтезовані організмом людини. їх відсутність призводить до затримки росту, втрати ваги та, зрештою, загибелі організму. На сьогодні в природі знайдено понад 300 різних амінокислот (зважте на те, що не всі вони є а-амінокислотами), близько 60 амінокислот та їх похідних міститься в організмі людини, але не всі вони входять до складу білків.
Білкові молекули мають чотири рівні структурної організації:
• первинна (послідовність амінокислот, з’єднаних між собою поліпептидним зв’язком);
• вторинна (впорядковане розташування окремих ділянок поліпептидного ланцюга у вигляді спіралей або складок);
• третинна (скручування молекули вторинної структури у клубок);
• четвертинна (формується кількома молекулами третинної структури, утворюючи стійкий комплекс).
Біологічними функціями білків є:
1. Структурна — білки входять до складу клітинних мембран, а також є основою цитоскелета, міжклітинного матриксу та деяких спеціалізованих тканин.
2. Каталітична, або ферментативна — усі ферменти за своєю хімічною природою є білками або комплексами білків з низькомолекулярними небілковими сполуками, які прискорюють біохімічні процеси, що відбуваються в живих організмах.
3. Транспортна — білки зв’язують та здійснюють внутрішньоклітинний та міжклітинний транспорт молекул.
4. Захисна — виконують функції імунного захисту завдяки здатності зв’язувати бактерії, токсини та віруси, протидіють кровотечі та тромбоутворенню, а також є захисним механічним бар’єром.
5. Скорочувальна — білки беруть участь у скороченні й розслабленні м’язів, роботі серця, легенів, шлунка та інших внутрішніх органів.
6. Рецепторна — мембранні рецептори клітин, що відповідають за функції вибіркового впізнавання та приєднання окремих речовин, мають білкову природу.
7. Регуляторна — гормони, медіатори та модулятори ендокринної, імунної та нервової систем є білками.
8. Запасна та травна функції — білки є найважливішими компонентами їжі, а також резервними, запасними речовинами.
Приклади білків за виконуваними функціями
Функція | Приклади |
Рецепторна | • адренорецептор повідомляє клітині про приєднання адреналіну |
Каталітична | • амілаза розщеплює крохмаль до мальтози; • каталаза розщеплює гідроген пероксид до води та кисню |
Структурна | • колаген надає пружності сполучній тканині, кісткам, сухожиллям, хрящам |
Скорочувальна | • актин та міозин входять до складу міофібрил |
Транспортна | • гемоглобін переносить кисень у крові хребетних тварин; • альбумін сироватки крові транспортує жирні кислоти і ліпіди у крові |
Захисна | • антитіла (імуноглобуліни) приєднуються до антигенів, зменшуючи їхню активність |
Регуляторна | • інсулін та глюкагон регулюють обмін глюкози; • гормон росту соматотропін прискорює ріст організму |
Запасна | • казеїн — білок молока; • яєчний альбумін — білок курячого яйця |
Молекула ДНК складається з двох полінуклеотидних ланцюгів, сполучених між собою водневими зв’язками: між А та Т виникають два водневих зв’язки, між Г та Ц — три. Нуклеотиди утворюють пари (принцип комплементарності). Кількість Г = Ц, А = Т, А + Г = Т + Ц.
ДНК міститься в ядрі клітини, мітохондріях, пластидах. Функція ДНК — збереження спадкової інформації та передача її нащадкам.
Молекули РНК є одноланцюговими, однак можуть утворювати водневі зв’язки всередині молекули. Вони значно коротші за ДНК. Існує кілька видів РНК, що відрізняються за розмірами, структурою та функціями.
https://www.youtube.com/watch?v=D73X5qwXunE - перегляньте відео!
2.ПЕРЕВІРТЕ СВОЇ ЗНАННЯ
1. Порівняйте хімічний склад білків, нуклеїнових кислот та неорганічних речовин.
2. Яку структуру мають білкові молекули?
3. Перелічіть функції білків у живих організмах і обґрунтуйте свою відповідь конкретними прикладами.
4. Охарактеризуйте біологічну роль нуклеїнових кислот.
5. Які різновиди нуклеїнових кислот вам відомі?
3.ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ
Повторити з курсу 9 класу тему «Органічні речовини в живих організмах: вуглеводи, ліпіди». Продовжити роботу над проэктом "Характеристика виду за видовими критеріями"
Складання характеристики виду за видовими критеріями
Етапи реалізації проекту
1. Ознайомтеся з літературою та інтернет-ресурсами з наведеного питання.
2. Ознайомтеся з характеристиками видів-двійників Хом’як даурський та Хом’як джунгарський.
3. Складіть характеристику обраного вами виду або видів за видовими критеріями.
4. Сформулюйте висновок про значення критеріїв для встановлення виду.
Немає коментарів:
Дописати коментар