причини та наслідки руїни

Что такое гаплоидные клетки растений

Естественная гаплоидия встречается жизненном цикле низших грибов, бактерий и одноклеточных водорослей У некоторых видов членистоногих и насекомых гаплоидными являются самцы, развивающиеся из неплодотворенных клеток Экспериментально гаплоидные формы были получены у пшеницы, кукурузы и не которых других растений при опылении их либо пыльцой отдаленного вида, либо пыльцой, хромосомный аппарат которой был инактивирован облучением оба способа стимулировали партеногенетическое развитие яйцеклетки Гаплоидных зародышей удавалось получить и у животных Для этого яйцеклетки либо охлаждали, что иногда заставляет их развиваться партеногенетически, либо оплодотворяли спермиями, хромосомы которых были предварительно инактированы облучением. Полиплоидия может возникнуть результате 1 нарушения расхождения хромосом митозе 2 слияния клеток соматических тканей либо ихядер 3 нарушений мейоза, приводящих к образованию гамете нередуцированным числом хромосом. Большой интерес для селекционеров представляют гаплоидные растения Гаплоиды получают двумя способами. Рассмотрим отрезок хромосомы, содержащий цистроны 8ш и Ь При конъюгации клеток мужская вводит женскую свое генетическое вещество, и образуется зигота диплоидная клетка содержащая двойную хромосому исходные бактериальные клетки гаплоидные имеют по одной хромосоме Структура отрезка двойной хромосомы выглядит схематически так, как показано па рис 100.

что такое гаплоидные клетки растений

Генотип гаплоидов имеет характерные особенности У гаплоидов проявляются рецессивные гены По внешнему виду гаплоиды сходны с соответствующими диплоидами, но меньше их Клетки гаплоидов имеют меньший размер, чем клетки диплоидов Гаплоиды не образуют полноценных гамет Путем удвоения числа хромосом соматических клеток гаплоида можно получить полностью гомозиготное диплоидное растение. Побегирегенеранты, полученные из пыльцевых каллусов, неоднородны по ряду морфологических признаков Это обусловлено гетерогенностью каллусов Поэтому необходимо проводить цитологическое изучение и каллусов, и растенийрегенерантов. Отдаленная гибридизация важный метод формообразования и улучшения существующих сортов Основная его проблема низкая совместимость или полная несовместимость скрещиваемых видов Для ее преодоления эффективны различные модификации методов культуры тканей своевременное изолирование и доращивание гибридных зародышей на питательных средах каллусогенез при культивировании незрелых гибридных зародышей и регенерация растений из каллусных тканей. Показаны преимущества этого метода сравнении с культурой пыльников Существенное влияние на эффективность гаплопродукции оказывает ряд факторов генотип исходных форм, степень дифференцировки незрелых гибридных зародышей, обработка гибридных колосьев растворами физиологически активных веществ, сроки посева и опыления исходных форм, состав питательных сред для доращивания зародышей способы колхицинирования.

что такое гаплоидные клетки растений

Выращивание гаплоидов in vitro позволяет получать гомозиготные константные линии из гетерозисных гибридных популяций короткие сроки и тем самым ускорять отбор положительных вариантов Возможна оценка перспективных популяций на ранних этапах селекционного процесса. Пло́идность от греч ploos кратный и eidos вид число наборов хромосом, находящихся ядрах клеток организма. Естественная полиплоидность природе распространена достаточно широко До 75 арктический флоры полиплоиды, так же велик процент полиплоидов пустынных и высокогорных регионах, где выживают растения, устойчивые к экстремальным условиям обитания. Человеком полиплоидия используется издавна Сначала просто размножали самые крупные экземпляры, дающие много зерна или же хорошие плоды С развитием генетики выяснилось, что такие гиганты отобранные природные полиплоиды В настоящее время на основе искусственной автополиплоидии синтезированы высокоурожайные формы и сорта пшеницы, ржи, гречихи, кукурузы, картофеля, хлопчатника, сахарной свеклы, сахарного тростника и других культурных растений Растенияполиплоиды как правило характеризуются более крупными размерами, повышенным содержанием ряда веществ, устойчивостью к неблагоприятным факторам внешней среды, отличными от исходных форм сроками цветения и плодоношения Искусственная полиплоидия вызывается ядами, разрушающими веретено деления, такими как алкалоид колхицин.

У человека большая часть клеток диплоидны Гаплоидны только зрелые половые клетки гаметы Другие варианты плоидности несут лишь отрицательное воздействие. Путем удвоения числа хромосом соматических клеток гаплоида можно получить полностью гомозиготное диплоидное растение Такие растения отличаются фенотипическим однообразием и, как правило, восстановленной фертильностью. Развитие половых клеток и двойное оплодотворение у покрытосеменных растений. Затем по одному ядру с каждого полюса перемещаются к центру клетки, где ядра сливаются, за счет чего образуется диплоидное центральное ядро зародышевого мешка Вокруг трех ядер, оставшихся на каждом полюсе клетки, обособляется цитоплазма Все эти клетки являются гаплоидными На том полюсе зародышевого мешка, куда проникнет спермий из пыльцевой трубки, обособляется яйцеклетка и с двух сторон от нее располагаются вспомогательные гаплоидные клетки синергиды На противоположном полюсе зародышевого мешка находятся три одинаковые гаплоидные клетки антиподы, которые выполняют вспомогательную роль процессе оплодотворения и вскоре погибают рис.

Простейшие зеленые водоросли, например Protococcus, размножаются только бесполым путем простым делением клеток У большинства других зеленых водорослей при бесполом размножении вегетативная клетка превращается одну или более специализированных репродуктивных клеток, называемых зооспорами Каждая зооспора снабжена одним или несколькими жгутиками и хорошо приспособлена к тому, чтобы обеспечить распространение вида.

Другой примитивный тип полового размножения наблюдается у спирогиры, состоящей из длинных нитей гаплоидных клеток, соединенных концами Осенью, когда обычно происходит размножение, две нити располагаются рядом, параллельно друг другу, и клетки, лежащие одна против другой, образуют направленные друг к другу куполообразные выросты Эти выросты увеличиваются, сливаются и превращаются трубку, связывающую обе клетки друг с другом Одна из клеток округляется, медленно перетекает по трубке и соединяется с другой клеткой Затем ядра обеих клеток сливаются, и оплодотворение завершается Образовавшаяся клетка, или зигота, окружается толстой клеточной стенкой и таком виде может провести зиму Весной зигота делится мейотически и образует четыре гаплоидных ядра, из которых три ядра дегенерируют Четвертое ядро сохраняется и после разрыва толстой стенки делится митотически, давая начало новой гаплоидной нити Половое размножение спирогиры примитивно, так как нем участвуют неспециализированные клетки любая клетка одной нити может слиться с клеткой соседней нити, ничем не отличающиеся друг от друга изогамия.

что такое гаплоидные клетки растений

Покинув антеридий, подвижный сперматозоид подплывает к яйцеклетке результате их слияния получается диплоидная зигота вокруг зиготы образуется толстая клеточная стенка, способная защитить ее от неблагоприятных внешних воздействий При прорастании зигота делится мейотически с образованием гаплоидных клеток Последние после ряда митотических делений дают начало новой колонии У одних видов Volvox одной и той же колонии имеются и антеридии и овогонии у других же видов каждой колонии имеются либо только антеридии, либо только овогонии, и зависимости от этого она называется мужской или женской У таких форм эволюция полового размножения дошла до стадии дифференциации полов.

Эволюция шла, таким образом, по разным направлениям, каждое из которых привело к различного рода специализации Первое направление переход от формирования одинаковых гамет изогамия к формированию разных гамет гетерогамия это дает явные преимущества, способствующие выживанию вида многочисленность и подвижность сперматозоидов обеспечивают их встречу с яйцеклеткой, а большие размеры и запасы питательных веществ яйцеклетки обеспечивают питанием зиготу до тех пор, пока она не станет способной к самостоятельному питанию Второе направление эволюции специализация клеток колонии или многоклеточного тела, с тем чтобы одни клетки выполняли только вегетативные функции, а другие только репродуктивные Третье направление развития привело к дифференциации полов У рассмотренных примитивных растений одно и то же растение может размножаться как половым, так и бесполым путем зависимости от окружающих условий Четвертое направление эволюции привело к удержанию оплодотворенной неподвижной яйцеклетки организме материнского растения У наиболее высокоорганизованных водорослей и у всех высших растений наблюдается четко выраженное и регулярное чередование поколения растений, размножающихся половым путем, и поколения размножающихся бесполым путем спорами Возникновение такой смены поколений результат пятого направления эволюции, начало которого следует искать у зеленых водорослей Так, морской салат Ulva представлен растениями двоякого рода, идентичными по размерам и строению Однако одни из этих растений диплоидные спорофиты, образующие путем мейоза гаплоидные зооспоры, которые развиваются гаплоидные гаметофиты Эти последние вторая форма продуцируют гаметы, сливающиеся с образованием диплоидной зиготы, которая развивается диплоидный спорофит.

Устьица образованы специальными клетками эпидермиса, между двумя из которых так называемыми замыкающими клетками устьица имеется отверстие регулируемой величины устьичная щель Через нее осуществляется связь между атмосферой и воздухоносными межклеточными пространствами толщи листа или другого органа, покрытого эпидермисом Замыкающие клетки устьиц под влиянием перемены условий влажности или освещения меняют свою форму, смыкаясь друг с другом или размыкаясь При этом они открывают или, соответственно, закрывают устьичную щель На свету, когда растение фотосинтезирует и нуждается притоке углекислого газа из атмосферы, устьичные щели открыты Ночью они закрываются замыкающие клетки закрывают просветы устьиц и жаркое время дня, что предохраняет растение от большой потери воды, от увядания.

Рис 25 Процесс дифференциации клетки образование стволе из меристематических камбиальных клеток специализированных клеток луба ситовидных трубок и клетокспутников 1 исходные камбиальные клетки вверху делящаяся клетка внизу две клетки, результат только что закончившегося деления их предшественницы, материнской клетки 2 начало дифференциации клеток из левой клетки начинает образовываться ситовидная трубка, из правой клеткаспутник Левая клетка утолщается, ней возникает и увеличивается вакуоль, цитоплазма занимает лишь пристеночную и околоядерную области Правая клетка заполнена цитоплазмой с ядром, готовится к поперечному делению 3 следующий этап дифференциации левоя клетка выросла длину и ширину, вакуоли увеличились, правая поделилась 4 у левой утолстилась клеточная стенка 5 левой ядро рассасывается, клеточных стенках, на стыках с соседними клетками вверху и внизу, образуются поры, эти стенки превращаются ситовидные пластинки 6 левой клетке ядро рассосалось, центре клетки полость, ситовидные пластинки уже образовались левая клетка близка к тому, чтобы стать ситовидной трубкой правые клетки превратились клеткиспутники Дел кл делящаяся клетка дел я делящееся ядро я ядро неделящееся цитоплазма вакуоль с пл ситовидная пластинка с тр ситовидная трубка кл сп клеткаспутник.

Большинство специализированных клеток не способно к размножению Однако растение растет всю свою жизнь, и течение всей жизни нем образуются новые клетки Они развиваются из клеток образовательных меристематических тканей Размножение делением является специализацией меристематических клеток, их функцией организме Происшедшие из них клетки развиваются, превращаясь те или иные специализированные клетки клетки ситовидных трубок, клетки пробки, волокна и Образовательная ткань находится разных частях растения например, точках роста на верхушках побегов, корней В толще стебля обычно есть несколько слоев образовательной ткани Под слоем пробки находятся клетки феллогена, которые, делясь, пополняют число клеток пробки, корки Внутрь от луба располагается слой клеток камбия Те из порождаемых ими клеток, которые образуются снаружи от камбия, развиваются клетки луба рис 25 Оказавшиеся внутри, ближе к оси ствола, дают начало клеткам древесины.

В мякоти листа между верхним и нижним эпидермисом находится основная ткань клетки с тонкими оболочками и большим количеством зеленых пластид хлоропластов В этих клетках происходит фотосинтез Верхние слои состоят большей частью из продолговатых клеток, плотно прилегающих друг к другу, это столбчатая паренхима Нижние слои рыхлые, между клетками расположены межклетники пространства, заполненные воздухом это губчатая паренхима Паренхима пронизана ветвящимися жилками, которые построены из пучков механической разнообразные волокна и проводящей ситовидные трубки и водоносные сосуды тканей. Оболочка, или клеточная стенка, это защитное образование Под оболочкой находится цитоплазма Самый наружный ее слой, примыкающий к оболочке, поверхностная клеточная мембрана плазмалемма Она представляет собой комбинацию слоев жироподобных и белковых молекул Такие мембраны называются липопротеиновыми липос жир, протеин белок Мембрана подобной конструкции отграничивает цитоплазму от вакуолей, эта мембрана называется тонопластом Многие органоиды клетки построены из липопротеиновых мембран Однако каждом случае мембрана построена из жироподобных веществ липидов и белков, присущих именно данной мембране Качественное разнообразие липидов и особенно белков колоссально, отсюда огромное разнообразие мембран, отличающихся по свойствам, и пределах одной клетки, и разных клетках.

Лизосомы довольно мелкие около 0, 5 мк диаметре округлые тельца еще один органоид цитоплазмы Они покрыты оболочкой липопротеиновой мембраной Содержимое лизосом ферменты, переваривающие белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и липиды Оболочка лизосомы препятствует выходу ферментов из органоида гиалоплазму, противном случае последняя переваривалась бы этими ферментами. Хлоропласты пластиды высших растений, которых идет процесс фотосинтеза, использование энергии световых лучей для образования из неорганических веществ углекислого газа и воды органических веществ с одновременным выделением атмосферу кислорода Хлоропласты имеют форму двояковыпуклой линзы, размер их около 4 6 мк Находятся они паренхимных клетках листьев и других зеленых частей высших растений Число их клетке варьирует пределах. Хлоропласты способны перемещаться по клетке На слабом свету они располагаются под той стенкой клетки, которая обращена к свету При этом они обращаются к свету своей большей поверхностью Если свет слишком интенсивен, они поворачиваются к нему ребром и выстраиваются вдоль стенок, параллельных лучам света При средних освещенностях хлоропласты занимают положение, среднее между двумя крайними В любом случае достигается один результат хлоропласты оказываются наиболее благоприятных для фотосинтеза условиях освещения Такие перемещения хлоропластов фототаксис это проявление одного из видов раздражимости у растений.

Таблица 6 Покрытосеменные вверху слева направо колокольчики, пеларгониум, шафран крокус внизу слева астры внизу справа репейник. Клеточные белки являются ферментами Ферменты определяют течение всех реакций, составляющих суть жизнедеятельности клеток От наличия тех или иных ферментов зависит образование и превращения всех других веществ клетки, будь то жиры, углеводы, алкалоиды, смолы и Это, свою очередь, формирует все свойства клетки, отличающие ее от клеток других растений, клеточных ядрах которых закодирован состав другого набора ферментов Вот почему сведения о составе всех белков, которые могут образоваться клетке, это информация о всех свойствах клетки и организма Дальше мы увидим, что эта информация наследственная, что она полном объеме передается от клетки к клетке при их размножении и от материнского растения к дочерним.

Хромосомы имеют различную форму Это либо прямые или изогнутые палочки, либо разнообразные крючки, овальные тельца, шарики рис 36 Сильно варьируют они и по размерам Каждая клетка растений данного вида содержит своем ядре одинаковый набор или наборы хромосом из строго определенного числа разных, но строго определенных хромосом У всех высших и некоторых низших растений течение их жизненного цикла чередуются два поколения с клетками, содержащими ядрах однократный гаплоидный, n набор хромосом, и с клетками, ядра которых имеют двойной диплоидный, 2 n набор хромосом Гаплоидный набор состоит из n разных хромосом, по одной каждого типа Численная величина строго постоянна для всех гаплоидных клеток всех растений данного вида Так, для лесной земляники это число составляет 7, для гороха тоже 7, но для фасоли 11, для яблони 17, для земляной груши 51, для сахарного тростника 60 Диплоидный набор это два гаплоидных, сложенных вместе В нем по две хромосомы каждого типа Если у гороха гаплоидном наборе 7 разных хромосом, то диплоидном 7 разных пар хромосом, причем две хромосомы пределах каждой пары одинаковы Легко сосчитать, что для перечисленных растений диплоидный набор 2n составляет для земляники 14, для гороха 14, для фасоли 22, для яблони 34, для земляной груши 102, а для сахарного тростника 120 хромосом.

Рис 38 Схема поведения хромосом условной клетки при мейозе А изображено диплоидное ядро клетки, содержащее 3 пары хромосом 1 и 1 1я пара гомологичных хромосом, 2 и 2 2я пара, 3 и 3 3я пара 2n В 3 хромосомы, происходящие от материнского организма, светлые цифры без штриха парные им гомологичные хромосомы, происходящие от отцовского организма, зачернены цифры со штрихом Гомологичные хромосомы обозначены общим номером Каждая хромосома состоит из двух хроматид Б слияние гомологичных хромосом На этой стадии гомологичные хромосомы обмениваются между собой отдельными участками В результате происходит некоторое перераспределение материнского и отцовского наследственного материала между хромосомами кроссинговер В образуются нити веретена, прикрепляющиеся к хромосомам, исчезает оболочка ядра Г гомологичные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки, у полюсов оказывается по одной гомологичной хромосоме из каждой пары, общее число хромосом у каждого полюса вдвое меньше, чем исходном ядре А Д образуются два ядра с гаплоидным набором хромосом каждом одно из них попало больше бабушкиных светлых, материнских по отношению к ядру А и меньше дедушкиных зачерненных, отцовских по отношению к ядру А хромосом, другое наоборот таким образом, новые ядра не вполне тождественны друг другу по составу своего наследственного вещества их различие обусловлено также и кроссинговером, происходящим с хромосомами на стадии Б Е Ж митотическое деление каждого из гаплоидных ядер Д продольное расщепление каждой хромосомы, расхождение хромосом к полюсам, образование двух гаплоидных ядер из каждого ядра Д В итоге появилось 4 клетки с гаплоидными ядрами вместо одной клетки с диплоидным набором хромосом.

Обычно размеры растительных и животных клеток колеблются пределах от 5 до 20 мкм поперечнике Типичная бактериальная клетка значительно меньше ок 2 мкм, а наименьшая из известных 0, 2. Часто клетки содержат некоторое количество запасных веществ, служащих пищевым резервом Растительные клетки основном запасают крахмал полимерную форму углеводов В клетках печени и мышц запасается другой углеводный полимер гликоген К часто запасаемым продуктам относится также жир, хотя некоторые жиры выполняют иную функцию, а именно служат важнейшими структурными компонентами Белки клетках за исключением клеток семян обычно не запасаются.

Очевидно, что клетка тем не менее не может быть полностью изолирована от окружающей среды, так как должна получать вещества, необходимые для метаболизма, и избавляться от его конечных продуктов К тому же липидный бислой не является полностью непроницаемым даже для водорастворимых веществ, а пронизывающие его каналообразующие белки создают поры, или каналы, которые могут открываться и закрываться зависимости от изменения конформации белка и открытом состоянии проводят определенные иона Na, K, Ca2 по градиенту концентрации Следовательно, разница концентраций внутри клетки и снаружи не может поддерживаться исключительно за счет малой проницаемости мембраны На самом деле ней имеются белки, выполняющие функцию молекулярного насоса они транспортируют некоторые вещества как внутрь клетки, так и из нее, работая против градиента концентрации В результате, когда концентрация, например, аминокислот внутри клетки высокая, а снаружи низкая, аминокислоты могут тем не менее поступать из внешней среды во внутреннюю Такой перенос называется активным транспортом, и на него затрачивается энергия, поставляемая метаболизмом Мембранные насосы высокоспецифичны каждый из них способен транспортировать либо только ионы определенного металла, либо аминокислоту, либо сахар Специфичны также и мембранные ионные каналы. G2 Масса клетки продолжает увеличиваться до тех пор, пока она приблизительно вдвое не превысит начальную, а затем наступает митоз.

II Метафаза Хромосомы, до этого момента расположенные беспорядочно, начинают двигаться, как бы влекомые нитями веретена, прикрепленными к их центромерам, и постепенно выстраиваются одной плоскости определенном положении и на равном расстоянии от обоих полюсов Лежащие одной плоскости центромеры вместе с хромосомами образуют экваториальную пластинку Центромеры, соединяющие пары хроматид, делятся, после чего сестринские хромосомы полностью разъединяются. Микрохирургия С помощью микроманипулятора отдельные части клетки можно удалять, добавлять или какимто образом видоизменять Крупную клетку амебы удается разделить на три основных компонента клеточную мембрану, цитоплазму и ядро, а затем эти компоненты можно вновь собрать и получить живую клетку Таким путем могут быть получены искусственные клетки, состоящие из компонентов разных видов амеб.

Кратное увеличение числа хромосом клетках может возникать под действием высокой или низкой температуры, ионизирующих излучений, химических веществ, а также результате изменения физиологического состояния клетки Механизм действия этих факторов сводится к нарушению расхождения хромосом митозе или мейозе и образованию клеток с кратно увеличенным числом хромосом по сравнению с исходной клеткой Из химических агентов, вызывающих нарушение правильного расхождения хромосом, наиболее эффективен алкалоид колхицин, препятствующий образованию нитей веретена деления клетки Воздействуя разбавленным раствором колхицина на семена и почки, легко получают экспериментальные полиплоиды у растений П может возникать и вследствие эндомитоза удвоения хромосом без деления ядра клетки В случае нерасхождения хромосом митозе митотическая П образуются полиплоидные соматические клетки, при нерасхождении хромосом мейозе мейотическая П половые клетки с измененным, чаще диплоидным, числом хромосом нередуцированные гаметы Слияние таких гамет даёт полиплоидную зиготу тетраплоидную 4 n при слиянии двух диплоидных гамет, триплоидную 3 n при слиянии нередуцированной гаметы с нормальной гаплоидной и.

У полиплоидных форм растений нередко наблюдается гигантизм увеличение размеров клеток и органов листьев, цветков, плодов, а также повышение содержания ряда химических веществ, изменение сроков цветения и плодоношения Эти особенности чаще наблюдаются у перекрёстноопыляющихся форм, чем у самоопылителей Хозяйственнополезные качества полиплоидов издавна привлекали внимание селекционеров, что привело к развёртыванию работ по искусственному получению полиплоидов, которые представляют важный источник изменчивости и могут быть использованы как исходный материал для селекции например триплоидная сахарная свёкла, тетраплоидный клевер, редис и др Обычный недостаток автополиплоидов низкая плодовитость Однако после длительного отбора можно получить линии с достаточно высокой плодовитостью Неплохие результаты даёт создание искусственных синтетических популяций, составленных из наиболее плодовитых линий автополиплоидов некоторых перекрёстноопыляющихся растений, например.

П имела огромное значение эволюции дикорастущих и культурных растений полагают, что около трети всех видов растений возникли за счёт П хотя некоторых группах, например у хвойных, грибов, это явление наблюдается редко, а также некоторых преимущественно партеногенетических групп животных Доказательством роли П эволюции служат полиплоидные ряды, когда виды одного рода или семейства образуют эуплоидный ряд с увеличением числа хромосом, кратным основному гаплоидному например, пшеница Triticum monococcum имеет 2 n 14 хромосом, Tr turgidum и др 4 n 28, Tr aestivum и др 6 n 42 Полиплоидный ряд видов рода паслён Solanum представлен рядом форм с 12, 24, 36, 48, 60, 72 хромосомами Среди партеногенетически размножающихся животных полиплоидные виды не менее часты, чем среди апомиктических растений см Апомиксис Партеногенез Советскому учёному Б Л Астаурову впервые удалось искусственно получить плодовитую полиплоидную форму тетраплоид из гибридов двух видов шелкопряда Bombyx mori и В mandarina На основании этих работ им предложена гипотеза непрямого через партеногенез и гибридизацию происхождения раздельнополых полиплоидных видов животных природе См также Видообразование.

Садовод покупает черенок яблони любитель узамбарских фиалок бережно несет домой мохнатый листок, подаренный единомышленником метре от тополя с обломанной вершиной из земли лезет целая роща молодых побегов всё это примеры вегетативного размножения у растений А вегетативное размножение это, согласно словарю, образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи Многоклеточная часть может быть как специально предназначенной для размножения клубень, луковица, так и неспециализированной побег, почка, участок стебля или корня Но любом случае это будет бесполое размножение, при котором растениепотомок генетически идентично материнскому. Выращивать новые растения из культуры клеток такие растения называют регенерантами можно различными способами Если из каллуса развиваются органы растения корни или побеги, а из побега, свою очередь, вырастает целостное растение, то говорят об органогенезе Одна из возможных схем микропобеги укореняют растворе или среде с ауксином, а когда корневая система становится достаточно развитой, маленькое растение извлекают пинцетом или специальным крючком и высаживают простерилизованный грунт Этот сценарий напоминает вегетативное размножение природе Но есть и другой путь соматический эмбриогенез При этом из клеток культуры определенных условиях формируются зародыши растений эмбриоиды, почти такие же, как семенах, и уже из них получают растениярегенеранты.

Кстати, создание генномодифицированных растений тоже предполагает работу с культурами клеток В культуре гораздо быстрее можно разобраться и с биохимией нового растения к примеру, проверить, синтезируется или нет вещество, которое будет защищать его от вредителей, или провести первичные испытания на безопасность А если результаты будут удовлетворительными, быстрее можно получить новые растения большом количестве. Как уже говорилось, культуре мы волейневолей ведем отбор популяции клеток Накапливаются мутации, изменяются свойства, и конце концов не очевидно, что регенерант, выращенный из этой культуры, будет идентичен тому растению, от которого был взят эксплант Если требуется неизменность течение долгого времени, то гораздо эффективнее криоконсервация хранение биообъектов in vitro жидком азоте при 196 С Разумеется, для этого необходимы специальная аппаратура, среды, содержащие криопротекторы, специальные режимы замораживания размораживания и многое другое. Корневище В сельском хозяйстве корневищами размножают ревень, мяту, спаржу, бамбук, декоративном садоводстве ландыш, ирис и другие Они легко размножаются делением корневища на части, каждая из которых должна содержать вегетативную почку. Рис Размножение корнями и листьями 1 размножение корневыми отпрысками осота полевого 2 размножение корневыми черенками одуванчика 3 размножение корневыми клубнями георгина 4 размножение детками бриофиллума 5 размножение целыми листьями сенполии 6 размножении листовыми черенками сансевьеры.

Рис 39 Типы полового размножения 1 изогамия 2 гетерогамия 3 оогамия 4 конъюгация. Оогамия Характерна для некоторых водорослей и всех высших растений Женская гамета яйцеклетка крупная и неподвижная У низших растений образуется одноклеточных гаметангиях оогониях у высших растений исключая покрытосеменные многоклеточных архегониях Мужская гамета сперматозоид мала и подвижна, образуется у грибов и водорослей одноклеточных, а у высших растений исключая покрытосеменные многоклеточных гаметангиях антеридиях Сперматозоиды способны передвигаться только воде Поэтому наличие воды обязательное условие для оплодотворения у всех растений, за исключением семенных У большинства семенных растений мужские гаметы утратили жгутики и называются спермиями. Рис 2 13 Гены контролируют синтез специфичных ферментов, которые свою очередь контролируют химизм клетки.

Функцию коферментов выполняют такие металлы, как железо, марганец, цинк, молибден и магний, и такие витамины, как тиамин, рибофлавин, никотиновая кислота и пиридоксин Лак той, так и другой группе активный кофермент это иногда не просто металл или витамин, а более сложная структура Железо, например, может входить состав гема оно занимает центральное положение этой сложной органической молекуле, содержащейся гемоглобине и некоторых важных окислительных ферментах Тиамин, рибофлавин и никотиновая кислота встречаются виде фосфорилированных производных, обеспечивающих активность ряда дыхательных ферментов Среди так называемых металлфлавопротеидов имеются ферменты, которые нуждаются нескольких типах коферментов так, альдегидоксидаза активной форме содержит помимо основного структурного белка еще и свободное железо, железо составе гема и, наконец, рибофлавин комплексе, носящем название флавинадениндинуклеотид Все эти коферменты необходимы для проявления активности альдегидоксидазы, причем, для того чтобы быть эффективным, каждый из них должен быть присоединен к белку соответствующем положении. Итак, клеточные ферменты, локализующиеся различных клеточных органеллах или цитоплазме, непосредственно управляют деятельностью всего биохимического аппарата клетки.

Кроме того, луб содержит элементы опорной ткани лубяные волокна Это очень длинные клетки с утолщенными стенками длина клетки может превышать ее ширину тысячи раз У льна длина тонких вытянутых лубяных волокон достигает 4 см а у рами даже 35 см Обычно это мертвые клетки, без протопласта Они выполняют механическую функцию, создавая прочность стебля. Рассматривая общие черты строения и жизнедеятельности растительных клеток, удобно говорить о некоей типовой клетке, вобравшей себя общие черты разных специализированных клеток Такую клетку, хотя она и не существует чистом виде, можно даже изобразить табл 7 рис 28 Из реальных клеток более других похожи на такую типовую клетки паренхимы листа табл 8 рис. Рис 29 Клетки из черешка листа сахарной свеклы 1 хлоропласты 2 ядро с ядрышком 3 вакуоли 4 цитоплазма 5 митохондрии 6 клеточная оболочка 7 тонопласт. Все эти вещества продукты жизнедеятельности клетки Одни из них хранятся вакуолярном клеточном соке качестве запасных веществ и со временем вновь поступают цитоплазму для использования Другие являются отбросами обмена веществ, выведенными прочь из цитоплазмы Так, вакуоль выводится щавелевая кислота вакуолярном соке часто откладываются кристаллы щавелевокислого кальция иногда форме одиночных кристаллов, других случаях виде конгломерата кристаллов этой соли многогранных друзы или игольчатых рафиды, изображенных на рисунке.

Хромосомы имеют различную форму Это либо прямые или изогнутые палочки, либо разнообразные крючки, овальные тельца, шарики рис 36 Сильно варьируют они и по размерам Каждая клетка растений данного вида содержит своем ядре одинаковый набор или наборы хромосом из строго определенного числа разных, но строго определенных хромосом У всех высших и некоторых низших растений течение их жизненного цикла чередуются два поколения с клетками, содержащими ядрах однократный гаплоидный, n набор хромосом, и с клетками, ядра которых имеют двойной диплоидный, 2n набор хромосом Гаплоидный набор состоит из n разных хромосом, по одной каждого типа Численная величина строго постоянна для всех гаплоидных клеток всех растений данного вида Так, для лесной земляники это число составляет 7, для гороха тоже 7, но для фасоли 11, для яблони 17, для земляной груши 51, для сахарного тростника 60 Диплоидный набор это два гаплоидных, сложенных вместе В нем по две хромосомы каждого типа Если у гороха гаплоидном наборе 7 разных хромосом, то диплоидном 7 разных пар хромосом, причем две хромосомы пределах каждой пары одинаковы Легко сосчитать, что для перечисленных растений диплоидный набор 2n составляет для земляники 14, для гороха 14, для фасоли 22, для яблони 34, для земляной груши 102, а для сахарного тростника 120 хромосом.

Размножаются клетки делением При этом из одной клетки образуются две дочерние, каждая из которых свое время тоже может поделиться и Каждая из дочерних клеток должна нести своем ядре полный и одинаковый объем наследственного вещества, точно такого же, какой содержится ядре материнской клетки Только при этом условии наследственные свойства могут полностью передаваться от клетки к клетке и от растения к растениямпотомкам Специальный механизм митотическое деление ядра митоз обеспечивает равное и полное распределение наследственного вещества, вещества хромосом, между дочерними клетками рис. Мейоз отличается от митоза двумя принципиальными моментами Вопервых, при мейозе происходят слипание каждой пары гомологичных хромосом и обмен между ними частью наследственного материала, чего нет при митозе Вовторых, при мейозе к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы, по одной от каждой пары, а при митозе каждая хромосома расщепляется на хроматиды и к полюсам расходятся хроматиды, по одной от каждой хромосомы, В результате мейоза из диплоидной клетки образуются гаплоидные. С помощью цитологии решаются многие практически важные вопросы борьба с болезнями растений грибными, бактериальными, выведение новых сортов культурных растений, преодоление стерильности бесплодия гибридных сортов.

Стадия мейоза характерна для жизненного цикла всех эукариот, однако отнюдь не всегда этот процесс протекает период, аналогичный соответствующему моменту жизненного цикла человека Так, клетки многих простейших и грибов обычно гаплоидны. Иной цели служит процесс образования половых клеток гамет, яйцеклеток или сперматозоидов, который происходит при другом типе деления Этот путь деления изображен на рис. Большинство высших растений размножается половым путем Половое размножение связано с образованием гаплоидных клеток и с последующим слиянием мужских и женских гамет. Независимое распределение геиов Independent assortment Распределение генов, локализованных на разных хромосомах, по гаплоидным гаметам с образованием всех возможных комбинаций генов Лежит основе закона Менделя о независимом распределении признаков.

У ряда растений при переопылении тетраплоидов с диплоидами образуются не триплоидные, а гораздо чаше тетраплоидные или диплоидные гибриды Возникновение таких гибридов обусловлено мейотическими нарушениями процессе гаметообразования у диплоидных и тетраплоид ных форм Предмейотические отклонения, отсутствие редукционного деления хромосом мейозе у диплоидных форм либо эндоудвоение их после мейоза приводит к образованию гамет тетраплоидного типа Дополнительное редукционное деление и расхождение омосом мейозе тетраплоидов вызывает формирование гаплоидных гамет Появление нередунированных гамет наблюдалось у диплоидных растений кукурузы И, сорго 12, примулы 13, ежи сборной 14, картофеля 15, 16, а гамет диплоидного типа у тетраплоидных растений капусты 17, картофеля 18, кунжута 19, петунии. Мейоз важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1 к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов генов и 2 к уменьшению числа хромосом Мейоз начинается с конъюгации хромосомкаждая хромосома соединяется с соответствующей гомологичной хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Зигота без деления ядра прорастает диплоидный таллом Эти растения являются диплонтами Такой тип развития характерен для зеленых водорослей, имеющих сифоновую структуру, всех диатомовых и некоторых представителей бурых порядок Фукусовые.

Образованию спор из спорогенной ткани археспория спорангия предшествует мейоз При этом, как мы уже знаем, число хромосом уменьшается вдвое, и спора имеет одинарный набор хромосом, она гаплоидна Гаплоидными являются протонема, гаметофоры, органы полового размножения архегонии и антеридии и, конечно, гаметы Все эти структуры относятся к половому поколению гаметофазе. Торулопсис бесцветные почкующиеся дрожжи, обладающие слабой большинство видов или активной бродильной способностью Некоторые образуют капсулы, но во внеклеточных полисахаридах, отличие от криптококков, нет крахмалоподобных веществ Выделяются эти дрожжи из природных источников и из очагов, связанных с деятельностью человека Специфические субстраты и местообитания отдельных видов исследованы мало. Основной признак аскомицетов образование результате полового процесса сумок или асков одноклеточных структур, содержащих фиксированное число аскоспор, обычно 8 рис 50 Сумки образуются или непосредственно из зиготы у низших аскомицетов, или на развивающихся из зиготы аскогенных гифах В сумке происходит слияние ядер зиготы, а затем мейотическое деление диплоидного ядра и образование гаплоидных аскоспор У высших аскомицетов сумка представляет не только место образования аскоспор, но и активно участвует их распространении.

Разработка способа инактивации генетического аппарата спермиев путем воздействия на них рентгеновскими лучами дозах 100 200 кр дала возможность изыскать пути получения жизнеспособного диплоидного гиногенетического потомства у рыб Ромашов др 1960, 1963 Головинская и др 1963 Ромашов, Беляева, 1965а Головинская, 1969, и др Воздейстйием температуры на икру перед ее осеменением облученными спермиями удалось добиться значительного увеличения выхода диплоидного потомства у некоторых видов осетровых и карповых рыб Ромашов и др 1960 В субэпидермальном слое нуцеллуса семяпочки закладывается женский археспорий У покрытосеменных растений он бывает двух типов одноклеточный и многоклеточный Многоклеточный археспорий встречается у примитивных форм покрытосеменных и является исходным типом Одноклеточный археспорий, встречающийся у большинства видов покрытосеменных, возник из многоклеточного и считается более прогрессивным В одних случаях клетка женского археспория сразу превращается материнскую клетку макроспор, других после образования одной, двух или более кроющих париетальных клеток В материнской клетке макроспор происходит мейоз, причем заложение перегородок во время первых двух делений происходит последовательно, результате чего образуется тетрада макроспор с гаплоидным числом хромосом Расположение макроспор тетраде чаще бывает линейным или Тобразным.

Скелетным веществом оболочки клеток высших растений является целлюлоза Молекулы целлюлозы, представляющие собой очень длинные цепи, собраны по нескольку десятков группы микрофибриллы В них молекулы располагаются параллельно друг другу и связаны многочисленными водородными связями Они обладают эластичностью, высокой прочностью и создают структурный каркас оболочки, а также погружены ее аморфный матрикс, состоящий основном из гемицеллюлоз и пектиновых веществ. Молекулы матричных полисахаридов значительно короче молекул целлюлозы Их цепи располагаются оболочке достаточно упорядоченно и образуют многочисленные поперечные ковалентные и водородные связи как друг с другом, так и с целлюлозными микрофибриллами Эти связи значительно повышают прочность клеточной оболочки В зависимости от типа ткани, состав которой входит клетка, матриксе оболочки могут быть и другие органические лигнин, кутин, суберин, воск и неорганические кремнезем, оксалат кальция вещества. Важнейшие признаки профазы конденсация хромосом, распад ядрышка и ядерной оболочки и начало формирования веретена деления На прометафазе наблюдается интенсивное движение хромосом, микротрубочки веретена вступают контакт с хромосомами, а митотический аппарат приобретает форму веретена На метафазе завершается образование веретена деления, хромосомы перестают двигаться и выстраиваются по экватору веретена, образуя однослойную метафазную пластинку.

Такая система трубочек носит название фрагмопласт В его центральной части появляются многочисленные пузырьки Гольджи, содержащие пектиновые вещества Считается, что микротрубочки контролируют направление движения пузырьков Гольджи В результате постепенного слияния пузырь. G2 период подготовки к делению формирование веретена деления и других структур. Мейотическое деление ядра Мейоз редукционное деление ядра Мейоз включает два следующих друг за другом деления, каждом из которых выделяют те же фазы, что и обычном митозе. На метафазе 1 гомологичные хромосомы образуют двухслойную метафазную пластинку, располагаясь по двум сторонам от экваториальной плоскости Однако основное отличие от митоза наблюдается на анафазе 1, когда гомологичные хромосомы каждой пары расходятся по полюсам деления без продольного разъединения на хроматиды. Обычно частота гаплоидии не превышает 0, 1 Описаны миксоплоиды, содержащие как диплоидные, так и гаплоидные клетки Предполагается, что гаплоидные клетки возникают результате соматической конъюгации хромосом, сопровождаемой выпадением их репликации отдельных клеточных циклах.

Первый способ классический отдаленная гибридизация, когда зиготе отдаленного гибрида хромосомы одного из видов элиминируют Второй способ основан на методиках культивирования in vitro, где из неоплодотворенных половых клеток с редуцированным набором хромосом можно регенерировать целые растения Гаплоиды высших растений можно получить из эксплантов, взятых на любой стадии развития гаметофита после редукционного деления клеток спорогенной ткани пыльника. Увидеть их под микроскопом можно только во время деления клетки стадии метафазы Именно этот момент хромосомы формируются из хроматина и начинают приобретать определенное количество плоидность В живых организмах они могут быть парными и непарными. Это значит, что из каждой гомологичной пары имеется лишь одна хромосома У растений норме имеется гаплоидная фаза жизненного цикла гаметофит Благодаря митозу поддерживается постоянство числа хромосом ряду клеточных поколений. У семенных голосеменных и покрытосеменных растений оплодотворению предшествует опыление Оплодотворение голосеменных и покрытосеменных растений, отличие от споровых мхов и папоротников, не зависит от воды Именно поэтому ходе эволюции сперматозоиды лишились жгутиков и превратились спермии Исчезновение зависимости полового процесса от капельной воды позволило семенным растениям широко расселиться по планете и занять территории с сухим климатом.

В такой культуре клеток легко тестировать проявление рецессивных маркеров подобно тому, как это делается при работе с ауксотрофными маркерами бактерий. Полемика, вызванная успешным клонированием ряда животных, почемуто оставила тени успехи, связанные с клонированием растений Ведь уже достаточно давно мы имеем дело либо непосредственно с растениями, разводимыми на основе клонирования, либо с веществами, полученными из культивируемых растительных клеток и тканей Так, с помощью культивирования меристемы, гарантирующего безвирусность растения, были выведены всюду продаваемые гвоздики, хризантемы, герберы и другие декоративные растения Также можно купить и цветки экзотических орхидных растений, производство клонов которых уже имеет промышленную основу.

В самом общем виде эволюцию взаимоотношений гаметофита и спорофита можно представить следующим образом Наиболее примитивные организмы прокариоты у которых отсутствует половой процесс, никогда не образуют диплоидных особей Лишь появление полового процесса у организмов приводит к образованию спорофита, который на начальных стадиях эволюции, например у многих водорослей и грибов, представлен диплоидной зиготой, которая затем делится мейотически с образованием гаплоидных клеток, дающих начало новому поколению гаметофита Это пример крайне гетероморфного чередования поколений с доминированием гаметофита В дальнейшем зигота приобретает способность все большее и большее время развиваться путем митотических делений, формируя все более и более сложный диплоидный спорофит, который рано или поздно формирует путем мейоза гаплоидные споры, из которых развивается следующее поколение гаметофита На определенной стадии этого направления эволюции гаметофит и спорофит постепенно становятся изоморфными внешне почти одинаковыми, что, к примеру, довольно часто встречается у многих водорослей У высокоорганизованных водорослей, например у ламинарии дальнейший процесс прогрессивного развития спорофита приводит к его резко выраженному доминированию Но особенно характерно подавление гаметофита у высших растений Только у мхов спорофит, поселяющийся на гаметофите, уступает ему по вегетативной массе У плаунов же, хвощей и папоротникообразных спорофит уже отчетливо преобладает над гаметофитом, а у голосеменных и цветковых гаметофит редуцирован до нескольких и даже до однойединственной клетки Это пример также крайне гетероморфного чередования поколений, но уже с резким доминированием спорофита В очень упрощенном виде изменение соотношения спорофита и гаметофита эволюции растений показано на рисунке.

Вавилов Николай Иванович Николай Иванович Вавилов Память о Вавилове Арест и следствие Кабинет Николая Вавилова Учение о центрах происхождения культурных растений Учение о виде, как системе Закон гомологических рядов наследственной изменчивости Разработка научных теорий Ученыйгенетик Памятник Н И Вавилову Саратове Вавилов и Лысенко Научные достижения Просмотры книги Николая Ивановича Вавилова Первая жена с 19121926 Екатерина Николаевна СахароваВавилова. Таким образом, гаметогенез и оплодотворение это единый физиологический механизм, способствующий сохранению ряду последовательных поколений определенного числа хромосом. Метафаза I хромосомы располагаются экваториальной плоскости К центромерам прикрепляются нити веретена деления. В анафазе I хромосомы расходятся к полюсам, каждая дочерняя клетка получает по одной из гомологичных хромо. Гинецей совокупность пестиков одного цветка Обычно пестике выделяют три части завязь, столбик и рыльце. Рыльце верхняя расширенная часть пестика, предназначено для восприятия пыльцы Рыльце может быть разнообразной формы двухлопастное, звездчатое, перистое и и размера зависимости от особенностей опыления При отсутствии столбика рыльце называют сидячим.

Клеточная инженерия связана с культивированием отдельных клеток или тканей на специальных искусственных средах, созданием гибридных клеток Показано, что если взять кусочки ткани или отдельные клетки из разных органов, допустим, растений, хотя это возможно и у животных, и пересадить их на специальные среды, содержащие минеральные соли, аминокислоты, гормоны и другие питательные компоненты, то они способны расти Это значит, что таких изолированных от организма тканях и клетках продолжаются клеточные деления. Такие манипуляции с хромосомами дают возможность заменять одну или обе гомологичные хромосомы, допустим, одного сорта пшеницы на ту же пару хромосом, но из другого сорта Это дает возможность заменить признак, который селекционеру кажется слабым у данного сорта например, качество зерна или устойчивость сорта к болезням, на этот же, но более сильный признак из другого сорта Таким образом, он приближается к созданию идеального сорта, у которого все полезные признаки качества будут выражены максимальной степени. Для осуществления процесса переноса генов или трансгенез, необходимо выполнить следующие сложные операции. Для более наглядного представления рассмотрим пример, котором ученым из разных стран, том числе и нашей, удалось с помощью генноинженерных методов создать ценные для селекции новые формы растений.

На первом этапе размножение диплоидные клетки семенников многократно делятся митозом, образуя диплоидные сперматогонии недифференцированные первичные половые клетки На стадии роста сперматогонии увеличиваются размерах и превращаются сперматоциты первого порядка, которые результате первого деления мейоза на этапе созревания образуют гаплоидные сперматоциты второго порядка Они проходят второе деление мейоза и превращаются сперматиды гаплоидные половые клетки последнего периода сперматогенеза Из сперматид постепенно формируются сперматозоиды. Первый этап проникновение сперматозоида яйцеклетку У большинства животных яйцеклетки сохраняют способность к оплодотворению течение нескольких часов Если оплодотворения не происходит, половые клетки саморазрушаются и рассасываются благодаря действию ферментов лизосом. Двойное оплодотворение у покрытосеменных У покрытосеменных цветковых растений мужские гаметы, или спермии, развиваются пыльниках тычинок Здесь происходит деление мейозом исходных, материнских клеток с образованием гаплоидных микроспор Каждая микроспора делится митозом на две клетки вегетативную и генеративную Генеративная клетка вновь делится митозом и дает два спермия В результате из микроспоры образуется пыльцевое зерно, которое имеет три гаплоидные клетки вегетативную клетку и два спермия рис. Что такое меристемы Где располагаются меристемные ткани у развивающихся растений.

В течение очень короткого времени оплодотворенная яйцеклетка развиваестся полностью сформированное растение. Относительно простым примером чередования поколений является широко распространенная водоросль Ulva, или морской салат Водоросли включают себя ряд простейших форм растений Их размеры колеблются от единичных микроскопических клеток до многоклеточных образований со стеблями длиной около 75 футов, или 23 Ulva растет мелководных участках моря и имеет тонкие, почти прозрачные, зеленые листья. Развитие микрогамет происходит пыльниках Макрогаметы формируются завязи, где происходит оплодотворение и развитие зиготы. Оогамия женская гамета, называемая яйцеклеткой, лишена жгутиков, неподвижна и значительно крупнее мужской, которую называют сперматозоидом или антерозоидом гаметангии с яйцеклетками именуются оогониями, а гаметангии с мужскими гаметами сперматангиями или антеридиями.

Коньюгация слияние протопластов двух неподвижных гаплоидных вегетативных клеток с образованием зигот характерно для спирогиры, спиротении, нетриума, зигнемы, мужоции, гиалотеки Отдел Харовые водоросли Истинная оогамия наиболее развита среди отделов водорослей оогоний и антеридий многоклеточны, сложные и развиваются у большинства видов на одном растении антеридий сидит на короткой одноклеточной ножке и состоит из 8 плоских клетокщитков, которые плотно соприкасаются своими зазубреными краями От центра каждого щитка внутрь антеридия отходит цилиндрическая клетка, которая заканчивается округлой клеткойголовкой На клеткеголовке находятся 6 клеток меньшего размера Каждая из них даёт начало 4 сперматогенным нитям, состоящим из 200 300 клеток В каждой из этих клеток образуется по одному двужгутиковому антерозоиду Оогоний намного крупнее антеридия, его опоясывают коровые клетки, образуют коронку на вершинке Оогоний содержит одну большую яйцеклетку Сперматозоид подходит к клеткам коронки и ввинчивается оогоний характерно для видов рода хара, нителла. На данный момент человечество уже научилось неплохо выращивать искусственных условиях порядка 12 видов съедобных и условносъедобных грибов В основном к такого рода грибам относятся почвенные сапротрофы а также грибы, растущие на древесине или гумусе Обычно это виды из отдела базидиомицеты, Особенно распространённые среди них виды.

В центре стебля находятся клетки сердцевины округлые или многогранные паренхимные клетки Это элементы основной ткани Иногда они полые, и них находится воздух иногда они заполнены запасными питательными веществами, различными кристаллами, таннинами Стенки их могут быть рдревесневшими Древесину и луб пронизывают радиальные лучи Их клетки являются производными камбия и несут запасающую функцию На уровне луба эти лучи заметно расширяются. В мякоти листа между верхним и нижним эпидермисом находится основная ткань клетки с тонкими оболочками и большим количеством зеленых пластид хлоропластов В этих клетках происходит фотосинтез Верхние слои состоят большей частью из продолговатых клеток, плотно прилегающих друг к другу, это столбчатая паренхима Нижние слои рыхлые, между клетками расположены межклетники пространства, заполненные воздухом это губчатая паренхима Паренхима пронизана ветвящимися жилками, которые построены из пучков механической разнообразные волокна и проводящей ситовидные трубки и водоносные сосуды тканей.

Снаружи растительная клетка покрыта оболочкой неодинаковой по толщине и строению у разных клеток Образующие ее вещества вырабатываются цитоплазме и откладываются снаружи от нее, постепенно создавая оболочку Этими веществами прежде всего являются крупномолекулярные полисахариды пектин, гемицеллюлоза и небольших количествах целлюлоза Они образуют так назынаемую первичную оболочку Она довольно эластична, по мере роста клетки растягивается и тоже растет, а потому не препятствует росту клетки Однако она создает определенную прочность клетки и способна защитить ее от механических повреждений Есть клетки, которые лишены такой первичной оболочки, это некоторые клетки, служащие для бесполого и полового размножения зооспоры и гаметы водорослей и низших грибов, мужские гаметы высших растений У многих клеток имеется не только первичная, но еще и вторичная оболочка Она образуется под первичной и построена главным образом из целлюлозы Целлюлоза это полисахарид, молекулы которого образуют тончайшие нити микрофибриллы В оболочке нити целлюлозы погружены аморфное вещество, состоящее из пектиновых соединений У одних клеток эти микрофибриллы целлюлозы расположены поперек длины клетки, кольцами благодаря этому такие клетки могут растягиваться длину, но не ширину например, клетки сосудов стебля У других нити лежат продольно клетки с такой оболочкой эластичны при растягивании поперек, но очень жестки на продольное растяжение У третьих они расположены наискось, образуя спираль эпидермальные волоски семян хлопчатника, лубяные волокна Все это напоминает железобетонные конструкции, причем нити целлюлозы играют здесь роль железных прутьев, а пектиновые вещества роль цемента Клетки, имеющие вторичную оболочку, весьма прочны Они образуют механические, опорные ткани растения Иногда вторичная оболочка играет и роль склада питательных продуктов образующие ее вещества могут превращаться другие, более простые, которые расходуются как питание.

Жизнь клетки состоит непрерывной химической работе, которая своей совокупности называется обменом веществ Но существу, клетка представляет собой химический завод, вырабатывающий большой ассортимент продукции и самостоятельно добывающий энергию, необходимую для ее производства Ее продукцией являются вещества, которые необходимы и ей самой для поддержания ее собственной жизни для построения своего тела при росте и развитии, для замены своих сносившихся частей, и для создания дочерних клеток при размножении, и для нужд других клеток организма. Все химические реакции, протекающие клетке, и синтеза и распада осуществляются с помощью ферментов Ферменты белковые вещества, ускоряющие течение реакций Ускорение это настолько велико, что без ферментов подобные реакции вообще были бы невозможны клетке Известны случаи, когда благодаря ферменту реакция ускоряется 10 11 раз Это значит, что реакция, заканчивающаяся с участием фермента течение 0, 01 сек, без него протекала бы 31 год Понятно, что такие реакции без фермента были бы просто нереальными.

Мы говорим здесь о глюкозе как о веществе, расщепляя которое клетка добывает энергию Глюкоза является центральным, но пе единственным из таких веществ Молекула ее имеет остов из шести атомов углерода, соединенных между собой В результате длинной и сложной цепи реакций ее молекула дробится, окисляется и, конце концов, расщепляется на шесть молекул неорганического вещества углекислого газа С02, каждая молекула которого содержит лишь один атом углерода, причем он предельно окислен Сложив все последовательные реакции окисления глюкозы и исключив при этом все промежуточные продукты, можно получить суммарную реакцию этого процесса.

Во многих клетках обнаружены органоиды, названные микротрубочками Само их название говорит об их формеэто трубочки с каналом внутри Внешний их диаметр порядка 250А Иногда это двойные трубочки две одиночные, лежащие бок о бок друг с другом и имеющие общую стенку, которая разделяет их полости Стенки микротрубочек построены из белковых молекул Считают, что микротрубочки связаны с сократительной двигательной активностью цитоплазмы и ее образований Из них, как из строительных деталей, построены, повидимому, сократительные структуры жгутика органоида, при помощи которого перемещаются некоторые одноклеточные и колониальные водоросли, а также клетки, служащие для размножения многих низших растений Из микротрубочек во время деления клетки образуются нити веретена, о котором речь будет идти дальше В период деления микротрубочки собираются группы и образуют эти нити По окончании деления нити вновь распадаются на отдельные микротрубочки В клетках или их частях, которые лишены плотной оболочки, микротрубочки, возможно, выполняют опорную функцию, составляя внутренний скелет клетки.

Хромосомы имеют различную форму Это либо прямые или изогнутые палочки, либо разнообразные крючки, овальные тельца, шарики рис 36 Сильно варьируют они и по размерам Каждая клетка растений данного вида содержит своем ядре одинаковый набор или наборы хромосом из строго определенного числа разных, но строго определенных хромосом У всех высших и некоторых низших растений течение их жизненного цикла чередуются два поколения с клетками, содержащими ядрах однократный гаплоидный, набор хромосом, и с клетками, ядра которых имеют двойной диплоидный, 2п набор хромосом Гаплоидный набор состоит из разных хромосом, по одной каждого типа Численная величина строго постоянна для всех гаплоидных клеток всех растений данного вида Так, для лесной земляники это число составляет 7, для гороха тоже 7, но для фасоли 11, для яблони 17, для земляной груши 51, для сахарного тростника 60 Диплоидный набор это два гаплоидных, сложенных вместе В нем по две хромосомы каждого типа Если у гороха гаплоидном наборе 7 разных хромосом, то диплоидном 7 разных пар хромосом, причем две хромосомы пределах каждой пары одинаковы Легко сосчитать, что для перечисленных растений диплоидный набор 2п составляет для земляники 14, для гороха 14, для фасоли 22, для яблони 34, для земляной груши 102, а для сахарного тростника 120 хромосом.

Цитология греч цитос клетка, логос наука наука изучающая строение, основные функции и роль клетки Аспекты изучения цитологии клетки многоклеточных животных, растений, одноклеточных организмов, к числу которых относятся бактерии, простейшие и одноклеточные водоросли А так же цитология изучает строение и химический состав клеток, внутриклеточные структуры и их функции, функции клеток организме животных и растений, размножение и развитие клеток, адаптацию клеток к условиям окружающей среды. Клетка является основной единицей строения и развития всех живых организмов. Клетки всех организмов сходны гомологичны по своему строению, химическому составу, основным проявлениям жизнедеятельности и обмену веществ как одноклеточных, так и многоклеточных. Клетки, образующие у многоклеточных животных разнообразные ткани эпителиальную, мышечную и др, соединяются друг с другом плазматической мембраной В местах соединения двух клеток мембрана каждой из них может образовывать складки или выросты, которые придают соединениям особую прочность, хотя есть соединения с помощью щели синапсы у животных. Митохондрии В цитоплазме большинства клеток животных и растений содержатся мелкие тельца 0, 27 мкм митохондрии греч митос нить, хондрион зерно, гранула. Хромопласты находятся цитоплазме клеток разных частей растений цветках, плодах, стеблях, листьях Присутствием хромопластов объясняется желтая, оранжевая и красная окраска венчиков цветков, плодов, осенних листьев.

Лейкопласты находятся цитоплазме клеток неокрашенных частей растений, например стеблях, корнях, клубнях Форма лейкопластов разнообразна. Ядро Каждая клетка одноклеточных и многоклеточных животных, а также растений содержит ядро Форма и размеры ядра зависят от формы и размера клеток В большинстве клеток имеется одно ядро, и такие клетки называют одноядерными Существуют также клетки с двумя, тремя, с несколькими десятками и даже сотнями ядер Это многоядерные клетки. Профессор Нортон Зиндер, специалист области молекулярной генетики из университета Рокфеллера НьюЙорке, не исключает, что родительницей знаменитой овцы стала заблудившаяся клетка зародыша Известны случаи, когда эмбриональные клетки попадали кровь беременных животных Клонирование Долли было единственной удачей из 400 попыток Это анекдот, а не результат Во время эксперимента могли произойти любые вообразимые и невообразимые ошибки, утверждает Зиндер. Для каллюсных структур исходным материалом является каллюс это ткань, образующаяся у растений на местах ранений и способствующая их заживлению Она состоит из более или менее однородных паренхиматозных клеток, начало которым дает раневая меристема Элементы каллюса мало дифференцированы, однако вблизи его поверхности наблюдается рост, обусловленный активностью меристематических клеток Впоследствии каллюсе возможно образование флоэмы, ксилемы и других тканей Наружные клетки каллюса опробковевают.

Однако М Шлейден и Т Шванн ошибочно считали, что клетки организме возникают путем новообразования из первичного неклеточного вещества Это представление было опровергнуто немецким ученым Рудольфом Вирховым. С введением цитологию современных физикохимических методов исследования изотопное мечение живых клеток, дифференциальное центрифугирование клетки стало возможным изучить структуру и функцию различных компонентов клетки. Царство Дробянки включает три подцарства Архебактерии, Настоящие бактерии и Оксифотобактерии. Андроклинные гаплоиды гаплоидные растения, произошедшие из клеток мужского гаметофита пыльцевых зерен Получение андроклинных гаплоидов возможно только экспериментальным путём. Искусственно полиплоидия вызывается ядами, разрушающими веретено деления такими как колхицин. А́втополиплоиди́я наследственное изменение, кратное увеличение числа наборов хромосом клетках организма одного и того же биологического вида На основе искусственной автополиплоидии синтезированы новые формы и сорта ржи, гречихи, сахарной свёклы и других растений. Цель учащиеся углубляют знания о формах размножения организмов формируются новые понятия о митозе и мейозе и их биологическом значении. Митоз универсальный способ деления эукариотических клеток, при котором из диплоидной материнской клетки образуются две подобные ей дочерние клетки. Длительность митоза 13 часа и его процессе 4 фазы профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

Из каждой пары двух гомологичных хромосом материнской и отцовской, входящих хромосомный набор диплоидных организмов, гаплоидном наборе яйцеклетки или сперматозоида содержится только одна хромосома При этом она может быть 1 отцовской хромосомой 2 материнской хромосомой 3 отцовской с участком материнской хромосомы 4 материнской с участком отцовской Эти процессы приводят к эффективной рекомбинации наследственного материала гаметах, образуемым организмом В результате обуславливается генетическая разнородность гамет и потомства. Явление впервые описал 1931 году Богумил Немец у лука голубого Allium caeleum 9 В настоящее время это широко употребляемый термин, означающий наличие и сосуществование одной ткани, помимо диплоидных, клеток других уровней плоидности, частности полиплоидных Для растений миксоплодия скорее правило, чем исключение. Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора биологии по Скайпу. А что должно действительно остаться голове надолго, чтобы итоге не делать самых простых ошибок ни на экзаменах, ни, что еще важнее, своей жизни. А то получается как с понятиями транскрипция и трансляция сами названия процессов помнятся, но 50 случаев с точностью до наоборот. Поскольку результате митоза из одной исходной клетки говорят материнской клетки образуются две полноценные клетки, с совершенно идентичной исходной клетке генетической информацией, то митоз можно назвать термином размножение это бесполое размножение.

Сейчас пишу и думаю, как всетаки жаль, что этот блог интернете пока невидимка надеюсь, что пока Ведь информация этого поста полезна всем, особенно молодому поколению, чтобы изза незнания потом всю жизнь не расплачиваться здоровьем своих детей. До сих пор ломаю голову, как мог он знать тогда о возможных ошибках кроссинговера при мейозе. Огромное спасибо за Ваш труд на этом сайте Для меня очень ценной оказалась эта статья митоз и мейоз, очень доступно, как для студента, изложена информация, Ваш уникальный незамысловатый подход это замечательная редкость Спасибо Вам еще раз, буду пользоваться Вашими материалами и думаю, дальнейшем, буду приобретать книги Я так рада, что есть такие педагоги, которым Важно не просто изложить информацию, а изложить ее доступно и интересно, а главное легко. Здравствуйте, Борис Фагимович Из каждой пары двух гомологичных хромосом гамете не может быть после нормально завершившегося мейоза одного из указанных наборов правильный ответодной отцовской и одной материнской У меня такой вопрос я так понимаю, это гаметогенез, о каких отцовских и о каких материнских хромосомах идёт речь Это ведь деление клетки одного организма, ещё нет матери и отца Или это, как то связано с родителями этого человека Что я здесь упустил или не понял. Кариотип человека, например, составляет 46 хромосом, плодовой мушки дрозофилы 8 хромосом, одного из культурных видов пшеницы 28 Хромосомный набор строго специфичен для каждого вида.

Рис 4 Наборы хромосом клеток А растения скерды, Б комара, В дрозофилы, Г человека Набор хромосом половой клетке дрозофилы гаплоидный. Метафаза Во вторую стадию митоза нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом и перемешают их экваториальную зону клетки В конце метафазы все хромосомы выстраиваются одной экваториальной плоскости В этом положении они удерживаются микротрубочками веретена деления Микротрубочки связаны с центромерами хромосом Они обеспечивают движение хромосом к экватору и их выстраивание на равном расстоянии от полюсов клетки рис. В основе бесполого размножения лежит митоз Встречается несколько видов бесполого размножения. Рис 8 Виды бесполого размножения А простое деление надвое эвглены зеленой продольное Б почкование дрожжей и гидры В споруляция мхов Г вегетативное размножение листьями бегонии. Размножение спорами споруляция характерно для споровых растений водорослей, мхов, папоротников Размножение происходит с помощью специальных клеток спор, образующихся материнском организме рис 8, В Спора представляет собой небольшую клетку, состоящую из ядра и небольшого количества цитоплазмы Они образуются большом количестве исходном материнском организме Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму Так как они микроскопически малы, то легко переносятся ветром, водой или другими организмами, что способствует расселению этих растений Спорами размножаются и грибы, например пенициллум, шляпочные грибы.

Клонирование Искусственный метод размножения, который появился сравнительно недавно, начале 60х гг XX Он основан на получении нового организма из одной клетки исходного Так как ядро клетки содержит весь набор хромосом, а значит, и генов, то при определенных условиях его можно заставить делиться, что приведет к образованию нового организма В основе образования клона лежит митоз Для клонирования растений отделяют клетки образовательной ткани и выращивают их на специальных питательных средах Клетка растения, последовательно делясь, дает начало целому организму Этот метод настоящее время широко используется для получения ценных сортов растений. При половом размножении организме формируются специальные половые клетки гаметы мужского и женского типа, которые способны сливаться Мужские гаметы сперматозоиды или спермии если они неподвижны Женская гамета яйцеклетка Гаметы отличаются от всех других клеток организма, которые называются соматическими от лат сома тело Они всегда имеют гаплоидный набор хромосом. Лептотена Хромосомы спирализуются, становятся хорошо заметными Каждая состоит из двух сестринских хроматид, но они тесно сближены и создают впечатление одной тонкой нити Отдельные участки хромосом интенсивно окрашены за счет более сильной спирализации и называются хромомерами Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга конъюгируют В результате образуются биваленты двойные хромосомы.

Рис 10 Мейоз А профаза I Б метафаза I В анафаза I Г телофаза I Д профаза II Е метафаза II Ж анафаза II 3 телофаза. Анафаза I Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки Это основное отличие мейоза от митоза Таким образом, у каждого полюса оказывается только одна хромосома из пары, происходит уменьшение числа хромосом вдвое редукция Первое деление мейоза называется редукционным. Биологический смысл мейоза заключается образовании гаплоидных клеток, которые результате полового размножения сливаются, и вновь восстанавливается диплоидный набор Этот процесс обеспечивает постоянный набор хромосом у вновь образующихся организмов. Рис 11 Поведение хромосом мейозе А распределение гомологичных хромосом Б независимое распределение негомологичных хромосом В кроссинговер и нарушение сцепления генов. Конъюгация и кроссинговер способствуют рекомбинации генов, изменяется сочетание генов хромосоме, что увеличивает разнообразие гамет и сочетание признаков организме. У высших растений мейоз происходит при образовании спор, из которых потом развивается гаплоидный организм гаметофит Он может представлять собой взрослый организм у мхов или только несколько клеток на основном растении спорофите В обоих случаях на нем процессе митоза образуются гаметы, а после оплодотворении диплоидная зигота Она дает начало спорофиту. Гаметогенез протекает последовательно, три стадии и заканчивается созреванием гамет рис.

Стадия размножения Исходные первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом формируются половых органах В этот период клетки делятся происходит митоз, что приводит к увеличению их количества Клетки имеют диплоидный набор хромосом. Таким образом, из каждой первичной мужской половой клетки образуются четыре гаметы Гормон, обеспечивающий сперматогенез у млекопитающих, называется тестостероном. В овогенной ткани яичников на стадии размножения первичные половые клетки овогонии с диплоидным набором хромосом несколько раз делятся митозом За счет этого происходит рост овогенной ткани Далее каждая овогония превращается овоцит 1го порядка, который на следующей стадии начинает усиленно расти, накапливая питательные вещества виде зерен желтка. Процесс роста овоцита происходит значительно дольше, чем сперматоцита. Таким образом, при овогенезе из каждой первичной женской половой клетки овогония образуется одна крупная яйцеклетка с гаплоидным набором хромосом и три полярных тельца, которые редуцируются Они служат только для равномерного деления ядра и распределения хромосом мейозе Овогенез у млекопитающих происходит под контролем гормона прогестерона. У большинства видов организмов женские и мужские гаметы очень отличаются друг от друга.

В шейке располагаются центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных Кроме того, клетке находится минимальное количество органелл ядро, митохондрии и ферментный пузырек акросома Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину. Рис 15 Последовательность стадий оплодотворения А сближение сперматозоида и яйцеклетки Б проникновение сперматозоида яйцеклетку В слияние двух ядер Г образование веретена первого деления Д образование первых двух клеток зародыша. У животных существует два способа оплодотворения наружный и внутренний При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки икру, а самец сперму во внешнюю среду, где и происходит оплодотворение Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей морских ежей, рыб, земноводных. Разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворенного яйца, называется партеногенезом. Рис 16 Начальные стадии дробления яйца А ланцетника, Б лягушки, В птицы. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша гаструла рис 17, Б Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости В результате образуются два слоя клеток и полость с отверстием бластопором Полость гаструлы гастральная полость дальнейшем превращается кишечную полость.

Для исследования этого процесса был проведен опыт по пересадке ядра кожи лягушки неоплодотворенное яйцо, котором предварительно было разрушено собственное ядро Специальным уколом микропипеткой яйцеклетка стимулировалась к развитию Из яйцеклетки с пересаженным диплоидным ядром развилась нормальная бластула, гаструла и далее головастик Результат эксперимента доказывает, что постоянство набора генов сохраняется во всех клетках, а их специализация процессе развития есть результат действия определенных факторов. Мейоз жизненном цикле растений У растений гаметогенез и размножение протекают иначе, чем у животных Процесс мейоза происходит у них не на стадии образования гамет, а на стадии образования спор Кроме того, у растений наблюдается чередование поколений с диплоидным 2n и гаплоидным n набором хромосом. Рис 19 Схема образования А и развития Б зародышевого мешка 1 антиподы 2 два центральных ядра 3 синергиды 4 яйцеклетка. При прорастании споры развивается половое поколение гаметофит, который представлен небольшим заростком и существует очень недолго На заростке развиваются органы полового размножения антеридии и архегонии, которых результате митоза развиваются гаметы В антеридиях образуются сперматозоиды, а архегониях созревает яйцеклетка. Рис 21 Схема двойного оплодотворения цветковых растений 1 пыльца 2 пыльцевая трубка вегетативной клетки 3 два спермия 4 яйцеклетка 5 два центральных ядра 6 семязачаток 7 эндосперм семени 8 зародыш 9 кожура семени из покрова семязачатка.

Половое размножение имеет преимущество перед бесполым, так как обеспечивает большую возможность адаптации к изменяющимся условиям среды, появление большого разнообразия организмов. В настоящее время нанобиотехнология становится основой крупного промышленного производства Исследования по генной инженерии и получению новых материалов все более актуальны Это, например, относится к применению растениеводческой продукции качестве биотоплива Предполагается, что ближайшем будущем разработки нанобиоиндустрии будут востребованы еще больше. В настоящее время большой интерес представляют так называемые наноэлектротехнологии, биологические и физиологические процессы, осуществленные с помощью наноэлектрочастиц электронов, протонов, ионов, фотонов на уровне живых клеток и микроорганизмов. Фитобиологические реакции независимо от того, каком объекте они протекают, разделяются на две группы функциональнофизиологические и деструктивноодифицирующие. In vitro этот термин используется, для описания условий протекания процессов стерильной искусственной окружающей среде. Клон растение, полученное путем бесполого, вегетативного размножения.

Основной путь борьбы с вирусными болезнями это получение in vitro здорового посадочного материала Для получения безвирусных растений применяется культура апикальной меристемы, которой вирус почти не обнаруживается Если же растение донор апекса подвергнуть тепловой обработке 34 40 о С, то размножение вируса развивающейся верхушке побега тормозится так сильно, что растущий апекс становится свободным от вирусов Регенерант, выросший in vitro из такого изолированного апекса, будет безвирусным Полученное растение клонируют микрочеренкованием Важное место этой работе принадлежит диагностике зараженных растений Наиболее чувствительным методом тестирования является иммуноферментный анализ, для которого требуется минимальное количество материала из любого органа растения Технология получения безвирусного посадочного материала разработана для целого ряда овощных и кормовых, плодовоягодных, декоративных и древесных растений. Микроклональное размножение полностью зависит от состава питательной среды, света, температуры, водного обмена и газообмена Эффективность клонального микроразмножения растений ограничивается разными факторами, отрицательное влияние которых можно снизить путем совершенствования методов. Гаплоиды организмы, соматические клетки которых содержат одинарный набор хромосом n, то есть половину полного набора 2n, свойственного виду. Генетическая комплементация это такое взаимодействие генов гибридной клетке, вследствие которого восстанавливается функция дефектных генов.

Клеточная реконструкция это создание жизнеспособной клетки из отдельных фрагментов разных клеток ядра, цитоплазмы, митохондрий, хлоропластов, хромосом. Ценность гаплоидных клеток и растений и их использование на практике и науке. Гаплоидные растения представляют большую ценность для практической селекции и генетических исследовании Традиционными методами их выведение малоэффективно и длительно, тогда как культуре in vitro, особенно культуре пыльников, получение гаплоидных растений хорошо разработано и занимает значительно меньше времени. Протопласты спонтанно не сливаются, поэтому применяют химические индукторы слияния и физические электрослияние методы слияния Процесс гибридизации соматических клеток называется соматической парасексуальной гибридизацией По сравнению с половой она имеет ряд преимуществ возможность скрещивания филогенетически отдаленных видов растений, получение асимметричных гибридов, гибридов, гетерозиготных по внеядерным генам и др Недостатком ме тода является невозможность управления процессом и вследствие этого непредсказуемость результатов Генотип соматических гибридных клеток и гибридных регенератов является результатом целого ряда сложных событий, приводящих к генетическим изменениям Судьба ядерных и внеядерных генов при гибридизации соматических клеток зависит от многих факторов и слабо изучена К тому же соматические гибриды обладают большой изменчивостью.

Рассмотрим еще один с виду простой вариант полового процесса у простейшего Есть такая хрестоматийная одноклеточная зеленая водоросль с ужасным названием хламидомонада два одинаковых жгутика, клеточная стенка, построенная из гликопротеидов, один большой хлоропласт, гаплоидное ядро, размножение путем деления митозом У этого митоза есть особенности сохранение ядерной оболочки на всем протяжении клеточного цикла, использование базонем жгутиков качестве центриолей, а также то, что митозы идут по два, так что внутри клеточной стенки материнской клетки образуются четыре дочерние хламидомонады Иногда две хламидомонады сливаются одну с образованием зиготы Та теряет жгутики, округляется и превращается покоящуюся цисту После определенного периода покоя циста делится мейозом с образованием четырех 2 раза более мелких гаплоидных хламидомонад обычного строения Те растут и превращаются обычных Итак, вся жизнь гаплоидной фазе, диплоидная сведена к минимуму зиготе, которая не претерпевает митозов и тут же сменяется гаплоидной слияние и мейоз следуют сразу друг за другом, половой процесс сопряжен с размножением из двух слившихся клеток тут же получилось четыре новые Можно предположить, что это и есть исходный тип полового процесса.

Как вы, возможно, знаете, сборном типе простейших объединены все одноклеточные эукариотические организмы, которые демонстрируют огромное разнообразие клеточной организации, во много раз превосходящее таковое многоклеточных Простейшие название неудачное, так как с точки зрения устройства индивидуальных клеток их можно было бы назвать сложнейшими Большая часть из них гетеротрофна питаются готовой органикой, причем чаще захватывая твердые частицы обычно это бактерии путем фагоцитоза и считается животными, часть фотоавтотрофы, способны фотосинтезировать, традиционно они рассматриваются среди растений У простейших встречаются весьма забавные, том числе и достаточно сложные варианты полового процесса. Некоторые жгутиконосцы диплоидны, причем при оплодотворении сливаются две диплоидные клетки с образованием одной клетки с двумя диплоидными ядрами Лишь после этого оба ядра претерпевают мейоз, причем каждая дает четыре гаплоидных ядра, из которых три деградируют, а четвертое сливается с гаплоидным ядром от второй клетки, с восстановлением диплоидного состояния Заметим, что при этом варианте полового процесса получается не размножение, а, наоборот, из двух клеток получается одна аналогичного строения.

В большинстве разобранных примеров сливающиеся клетки несущественно отличаются от размножающихся без полового процесса Однако гораздо чаще клеточное поколение, которым предстоит слиться зиготы, более или менее отличается от нормальной клетки, которая просто живет При этом становится очевиден факт преобразования вегетативных клеток ряду митотических поколений половые клетки Особенно это характерно для паразитических простейших, им свойствен сложный жизненный цикл Клетка, находящаяся теле хозяина, как правило, приспособлена для паразитизма, а размножение происходит за счет гамет, опятьтаки приспособленных для свободного плавания. Мы с вами еще неплохо отделались у нас он очень невелик У наших родственников рыб глубоководных удильщиков мелкий самец присасывается к телу самки и становится эктопаразитом.

Ситуация, когда самцы крупнее самок как у нас с вами возникает по тому же механизму чтобы конкурировать с другими самцами и выглядеть сильным и красивым, ему приходится быть даже больше самок, использующих свою величину рационально, производя по возможности более увесистое потомство Кстати, примеров, чтобы самки были яркими, а самцы скромными, очень мало Самый яркий пример мы с вами, но ведь этой ситуации всего несколько сот лет Вся предшествовавшая история человечества от дикарей типа индейцев и папуасов до средних веков вполне соответствовала общему правилу самцы яркие, самки скромные Несколько сот лет всего лишь преходящая мода, и возникла она, судя по всему, тогда, когда самцы человека переключились с индивидуальных ритуальных схваток на турнирах и дуэлях на коллективные и отнюдь не ритуальные схватки во время серьезных войн при этом плюмажи и эполеты уступили место хаки либо на виртуальные схватки на экономическом рынке когда мужчину стали лучше всего украшать деньги и всевозможные автомобили и виллы. Кстати, если гаметы у животных всегда бывают двух полов, то сами организмы отнюдь не всегда К примеру, улитки гермафродиты Многие рыбы те же гуппи могут менять пол зависимости от того, кого больше аквариуме Любопытным образом обошлись с самцами перепончатокрылые насекомые пчелы, осы У них самцы гаплоидны, а самки диплоидны Самцы развиваются из яиц, оставшихся неоплодотворенными.

Триплоидная клетка начинает делиться и образует так называемый эндосперм триплоидную ткань, которой запасаются питательные вещес тва семени К примеру, пшеничном зерне мы едим именно эндосперм, а зародыш уходит с отрубями Когда семя прорастает, эндосперм отдает свои питательные вещества и дегенерирует Зачем цветковым растениям понадобилась такая сложность непонятно Скорее всего это ничего не значащая случайная причуда эволюции У части из них эндосперм образуется, но не развивается и все питательные вещества накапливаются первичных листьях семядолях К примеру, зрелой горошине вы не найдете и следа эндосперма.

Становится ясно, что хрестоматийное объяснение детям, откуда берутся эти самые дети, на примере пестиков и тычинок, не самое удачное У растений все гораздо сложнее, чем у нас Важно, чтобы вы запомнили, где у цветковых растений что Мы знаем, что ходе размножения они распространяют две структуры пыльцу и семена Пыльца это гаметофит, целый индивидуум Впрочем, он состоит всего из трех клеток, из которых две спермии А что такое семя Это совершенно готовое растение, по сути ребенок момент рождения Главная особенность этого ребенка состоит том, что он сушеный Иначе говоря, все клетки этого готового растеньица таковы, что содержат минимум воды, будь то листья, корни или стебли Это не простое высыхание внутренняя структура клетки заботливо поддерживается, чему способствует насышение внутриклеточной среды особыми очень гидрофильными белками дегидринами И прорастание семени состоит активном впитывании воды всеми его клетками.

Настоящие грибы подразделяются на зигомицеты, аскомицеты и базидиомицеты К зигомицетам, к примеру, относится плесень, развивающуюся на плодах Мицелий у них гаплоиден, вернее он содержит гаплоидные ядра, а на клетки не поделен Причем он бывает двух половых классов, никак друг от друга не отличающихся Когда два мицелия разных классов встречаются друг с другом, они образуют навстречу друг другу выросты, наполненные несколькими ядрами гаметангии Выросты объединяются и изолируются от породившего их мицелия клеточной стенкой, образуя так называемый зигоспорангий При этом ядра от разных гифов объединяются попарно, образуя диплоидные ядра, аналогичные зиготе Он прорастает некую структуру спорангий опятьтаки на ножке В это время диплоидные ядра претерпевают мейоз, результате чего спорангии образуются гаплоидные споры Они рассеиваются, прорастают и дают новые гаплоидные спорангии Помимо описанного, зигомицеты умеют образовывать спорангии и гаплоидные споры конидии без всякого полового процесса. Рис 3 Изогамия у хламидомонады 1 образование гамет 2 гаметы 3 слияние гамет 4 зигота видны жгутики 5 зигота со сброшенными жгутиками 6, 7, 8 прорастание зиготы и образование четырех новых особей хламидомонады. Рис 4 Оогамия у хламидомонады 1 неподвижная яйцеклетка, а сперматозоид 2 оплодотворение слияние сперматозоида с яйцеклеткой 3 зигота, покрывшаяся толстой оболочкой.

Этот процесс очень разнообразен у наземных растений У мхов, папоротников, голосеменных, например у хвойных, а также у цветковых растений он происходит поразному В связи с выходом из воды на сушу у мхов, папоротников, хвощей, плаунов и у семенных растений сильно усложнилось не только строение, но и процесс размножения У них, как и у многих водорослей, наблюдается правильное чередование бесполого и полового поколений Зигота прорастает без редукционного деления, и развивающаяся из нее особь имеет двойной набор хромосом. Рис 14 Пыльца покрытосеменного цветкового растения и ее прорастание 1 пылинка, внутри видны округлое вегетативное ядро ядро клетки пыльцевой трубки а и изогнутая генеративная клетка 2 через пору наружной оболочке пылинки вытягивается пыльцевая трубка 3 вегетативное ядро опустилось пыльцевую трубку 4, 5 генеративная клетка поделилась, образовались два спермия 6 зрелые спермин. Формы размножения организмов Бесполое размножение Размножение и индивидуальное развитие организмов. Следовательно, у растений из дифференцируемых клеток можно получить маленькие растения, а из человеческих клеток нового человека получить невозможно Исключением является рассмотренная выше полиэмбриония. Следующий тип бесполого размножения почкование В этом случае новая особь образуется результате выроста или почки на теле родительской особе, затем она отделяется и начинает самостоятельную жизнь Почкование наблюдается разных группах живых организмов.

Суть его состоит том, что от материнского экземпляра, отделяется большая хорошо сформированная часть, которая впоследствии дает начало новому организму, или же образуются структуры, специально предназначенные для вегетативного размножения луковицы, клубнелуковицы, корневища рис. Рис 15 Однояйцевые близнецы Появились на свет результате расхождения и самостоятельного развития двух бластомеров. Строение хромосомы лучше всего видно метафазе митоза Она представляет собой палочковидную структуру и состоит из двух сестринских хроматид 3 удерживаемых центромерой кинетохором области первичной перетяжки 1 которая делит хромосому на 2 плеча 2 Иногда бывает вторичная перетяжка 4, результате которой образуется спутник хромосомы. Во всех соматических клетках любого растительного или животного организма число хромосом одинаково Половые клетки гаметы всегда содержат вдвое меньше хромосом, чем соматические клетки данного вида организмов. В результате митоза образуются два новых ядра с идентичными наборами хромосом, точно копирующими генетическую информацию материнского ядра. Таким образом, результате мейоза получаются четыре гаплоидные клетки с однохроматидными хромосомами nc это либо половые клетки гаметы животных, либо споры растений.

Высокоспециализированными диаспорами являются корневищные пазушные почки некоторых видов ветреницы напр Anemone flucciola, почкокорневые клубни чистяка весеннего 8 При его образовании формируется не только почка, но и корень, гипертрофирующийся вследствие накопления запасных веществ Своеобразные выводковые тела имеются у печёночного мха маршанции развивающиеся на особых выростах таллома выводковых корзинках Особые выводковые структуры имеются и у многих листостебельных мхов. Бесполое размножение растений осуществляется гаплоидными спорами апланомейоспорами Они формируются специальных органах спорангиях У водорослей большинстве случаев спорангии одноклеточные только у некоторых водорослей спорангии многоклеточные, но не дифференцированные на ткани. Профаза II Спирализуются хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид, исчезают ядрышки, разрушается ядерная оболочка, центриоли перемещаются к полюсам клеток, начинает формироваться веретено деления Хромосомы приближаются к экваториальной пластинке. Телофаза II Хромосомы деспирализуются, исчезает веретено деления, формируются ядрышки и ядерная оболочка Происходит деление цитоплазмы. Огромное число эукариотических организмов существуют как отдельные клетки одноклеточные водоросли хлореллы, одноклеточные грибы дрожжи и одноклеточные животные амебы, инфузории.

В конце предыдущей лекции мы подошли к таким важным для генетики понятиям, как гомозигота, гетерозигота Однако они имеют смысл лишь для диплоидных организмов Именно диплоидность делает генетику довольно сложной наукой Поэтому, прежде чем двигаться дальше, позволю себе напомнить вам о половом процессе Что такое половой процесс и зачем он нужен Молекулярная биология демонстрирует нам удивительные механизмы точного самовоспроизведения жизни И то же время половой процесс необходим для того, чтобы воспроизводиться не вполне точно, и для этого выработались механизмы, часто еще более изощренные, чем те, которые обеспечивают точность. Удачные сочетания генов можно как приобрести, так и потерять В стабильных условиях эволюционно выгодно строго копировать сочетания генов В нестабильных условиях выгоднее как можно быстрее изменяться Приходится расплачиваться неудачными вариантами, но немногие удачные все окупят по эволюционному счету В принципе, чередование поколений, какойто степени решает эту проблему более или менее длительные периоды строгого самокопирования путем митоза пределах поколения чередуются с возникновением непредсказуемых сочетаний ходе оплодотворения и мейоза В основном это решение касается одноклеточных организмов, у которых каждая фаза включает много поколений не просто клеток, но организмов Однако даже тли переоткрыли этот путь они размножаются партеногенезом, но образуют самцов и переходят к половому размножению при ухудшении условий например, осенью.

Мы видим, что здесь независимо от многоклеточных животных произошло разделение на зародышевый и соматический пути микронуклеус только хранит, обменивает и копирует генетическую информацию, вторичный по отношению к нему макронуклеус работает, но не участвует дальнейшей передаче генетической информацией и периодически бесследно исчезает Далее, почти вся жизнь этого с позволения сказать простейшего проходит анеуплоидной фазе часть генома многократно продублирована гаплоидная фаза сведена к двум поколениям ядер, большинство из которых исчезает сразу после формирования Втретьих, из двух выживших после мейоза ядер одно активно перемещается, другое покоится Первое можно было бы назвать мужским, второе женским. У многоклеточных половой процесс отличается многообразием у растений, оригинальностью у грибов и однотипностью у животных Рассмотрим группы, к которым относятся популярные генетические объекты. Таким образом, каждая аска содержит аскоспоры, образовавшиеся одном мейозе, то есть продукты одной тетрады Клетки, образовавшиеся каждом делении мейоза, а также следующем за ними митотическом делении, занимают аске определенное место, таким образом, мы имеем позиционную информацию о некоторых событиях мейоза нейроспора имеет упорядоченные тетрады Это открывает возможность так называемого тетрадного анализа. Иногда асках нейроспоры можно наблюдать и такие варианты распределения спор по окраске.

Из вариантов жизненных циклов многоклеточных организмов нас будут интересовать те, которые наблюдаются группах, к которым принадлежат наиболее популярные генетические объекты Это высшие растения, двукрылые и млекопитающие Начнем с одного из важнейших генетических объектов среди млекопитающих человека. Не следует забывать и о цитоплазме покоящемся овоците она также частично стареет, а делящихся сперматогониях всегда свежая Вероятность заполучить неполноценное потомство нарастает с возрастом матери также и за счет этого фактора И действительно, около 1 детей, рожденных женщинами после 40 лет, имеют синдром Дауна результат нерасхождения гомологов одной из хромосом 1м делении мейоза, повидимому, связанного с нарушениями цитоплазмы Таким образом, с биологической точки зрения раннее размножение для женщин желательно, для мужчин если они не подвергают себя излишнему облучению довольно безразлично. Вопервых, определенном смысле можно сказать, что у дрозофилы есть легкий намек на гаплоидную фазу из более чем одного поколения клеток Дело том, что после оплодотворения мужские и женские ядра не сливаются, а располагаются рядом Сразу же начинается первое деление дробления, при этом ядерные оболочки разрушаются и хромосомы связываются с единым веретеном деления, но все еще виде двух групп, мужской и женской Только собравшись у полюсов, мужские и женские хроматиды оказываются вместе и одеваются единой ядерной оболочкой.

Группа исследователей под руководством Дж Копенхэйвер не только обнаружила мутацию арабидопсиса qrt 1 обеспечивающую соединение пыльцевых зерен тетрады, но и ввела его геном посредством трансгенеза гены разноцветных флюоресцентных белков, работающие микроспорах и позволяющие следить за их распределением между клетками тетрады Как это выглядит, показано на следующей фотографии. Вверху слева две розовые клетки одновременно содержат продукт сразу двух встроенных генов флюоресцентных белков красного и синего, которые у родительского растения находились гетерозиготе, то есть были унаследованы им от одного из своих родителей, подвергшегося трансгенезу две другие бесцветные клетки попали хромосомы, не имевшие трансгенов Вверху справа оба трансгена попали разные клетки диады и, соответственно, разные пары клеток тетрады, так что все четыре клетки имеют разную окраску ультрафиолетовом излучении данном случае были совмещены фотографии, сделанные с разными фильтрами Тетрады среднем ряду расщепляются 2 2 отношении трех трансгенов синего, желтого и красного На нижний ряд можно пока не обращать особого внимания он опятьтаки демонстрирует явление генной конверсии, которым мы займемся позже.

Апогамия греч апо из, от, без и гамия половой процесс Половой процесс у растений без участия гамет Их роль выполняют антиподы или синергиды у цветковых растений, а у высших споровых клетки заростка Зародыш формируется гаплоидный или диплоидный некоторые представители семейства злаковых, сложноцветных, розоцветных, пасленовых, рутовых цитрусовых. Конъюгация лат конъюгацио соединение форма полового процесса без участия гамет Характерна для кишечной палочки отдел Бактерии, инфузориитуфельки тип Простейшие, у которых сближаются две одноклеточные особи и через цитоплазматический мостик обмениваются генетическим материалом В результате конъюгации у бактерий не происходит увеличение числа особей У зеленой водоросли спирогиры конъюгация происходит подругому две многоклеточные нити и встают параллельно друг другу, образуют встречные цитоплазматические мостики, по которым протопласт физиологически мужской особи перетекает женскую нить В результате образуется множество зигот. Конъюгация хромосом лат конъюгацио соединение попарное сближение гомологичных хромосом и переплетение их хроматид, при котором становится возможен кроссинговер Конъюгируют только по одной хроматиде из каждой гомологичной хромосомы, прилегающей друг к другу Конъюгация происходит профазе I мейоза.

Профаза I мейоза I самая продолжительная фаза первого деления мейоза Она включает себя большое количество различных процессов, поэтому ее подразделяют на пять стадий 1 Лептотена фаза тонких нитей Происходит спирализация хромосом, они укорачиваются и становятся видимыми световой микроскоп как обособленные структуры 2 Зиготена фаза парных нитей Гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и образуют пары биваленты тетрады Так как каждая из гомологичных хромосом имеет собственную центромеру, то биваленте имеется две центромеры Начинается конъюгация хромосом 3 Пахитена фаза толстых нитей Завершение конъюгации Дальнейшее уплотнение упаковки хромосомного материала, усиление спирализации хромосом В бивалентах происходит расщепление каждой хромосомы на две хроматиды, которые остаются при этом соединенными нескольких точках при помощи своих центромер, а также хиазм, возникших при конъюгации Происходит кроссинговер обмен гомологичными участками гомологичных хромосом После завершения кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются связанными бивалент тетраду вплоть до анафазы 4 Диплотена фаза удвоенных нитей Гомологичные хромосомы несколько отходят друг от друга, оставаясь связанными при помощи хиазм 5 Диакинез фаза расходящихся хромосом Исчезают ядерная оболочка и ядрышко Центриоли, если они есть, мигрируют к полюсам клетки Уменьшается число хиазм, хромосомы перемещаются плоскость экватора Образуются нити веретена деления.

Чередование поколений смена полового и бесполого поколений цикле развития некоторых животных кишечнополостные, некоторые членистоногие и растений, различающихся способом размножения У животных, например некоторых медуз, половое поколение представлено свободноплавающими одиночными медузами, а бесполое сидячими полипами, образующими колонии, от которых путем почкования отделяются новые особи У большинства растений одно поколение имеет гаплоидный набор хромосом клетках это обычно половое поколение, дающее гаметы, гаметофит, а другое диплоидный обычно это бесполое поколение, дающее споры, спорофит У водорослей, папоротников это различные организмы у мхов, голосеменных и покрытосеменных половое и бесполое поколения находятся на одной особи см рис.

Нередко при этом растения размножаются обрывками или частями таллома, мицелия или частями вегетативных органов Многие нитчатые и пластинчатые водоросли, мицелии грибов, талломы лишайников свободно распадаются на части, каждая из которых легко становится самостоятельным организмом Так могут размножаться и некоторые цветковые растения, обитающие воде Примером растения, размножающегося исключительно вегетативно, на территории Европы является двудомная элодея канадская Elodea canadensis, попавшая сюда из Северной Америки При этом Европу были занесены лишь женские экземпляры, не способные образовывать семена отсутствие мужских растений Несмотря на отсутствие семенного возобновления растение это исключительно быстро размножается и стремительно осваивает новые местообитания.

Черенком называют отрезок вегетативного органа, служащий для искусственного вегетативного размножения Черенки могут быть стеблевыми, или побеговыми, однако некоторые растения могут размножаться также листовыми бегония, лилия или корневыми малина черенками Разновидностью черенкования является размножение деревьев и кустарников отводками В этом случае часть побега сначала специально прижимают к почве для укоренения и только потом отрезают Отводки встречаются и природе, при полегании ветвей пихты, липы, черемухи и других пород, способных укореняться таким образом Черенками размножают многие плодовые, древесные и травянистые декоративные растения открытом и закрытом грунте При черенковании сохраняются все свойства материнского культурного растения, что очень важно, так как при семенном размножении многие специально отобранные путем селекции признаки легко утрачиваются Очень широко садоводстве используется прививка, когда черенок или всего лишь вегетативная почка растения с нужными свойствами, так называемый привой, сращивается с более мощным и неприхотливым растением или подвоем Прививка позволяет быстро размножить ценные растения и обеспечивает их ускоренное развитие, при полном сохранении нужных качеств При этом прививаемое растение получает такие ценные свойства подвоя, как морозостойкость, устойчивость к грибным заболеваниям и неприхотливость к плодородию почвы К настоящему времени разработано более 100 способов прививок Многие сортовые растения, не образующие семян, размножаются исключительно с помощью прививок.

В зависимости от размера и подвижности гамет, наряду с хологамией, различают несколько типов полового процесса, показанных на рисунке. У семенных же растений микроспоры образуют крайне упрощенный микроскопический гаметофит, который окружен специальной оболочкой и называется пыльцевым зерном Пыльцевые зерна, или пыльца, переносятся к месту развития яйцеклетки ветром, насекомыми или другими агентами Здесь гаметофит образует длинный отросток, по которому мужские гаметы спермин или сперматозоиды у части голосеменных достигают яйцеклетки без обязательного наличия внешней водной среды, что дает этим растениям очевидные адаптивные преимущества. Из каких двух противоположных процессов складывается обмен веществ и энергии организме и клетке. Когда и у каких растений впервые появился хлорофилл процессе эволюции. Какой способ питания появился на Земле раньше хемотрофный или фототрофный. На какой стадии хлоропласте образуется первичный углевод световая, темновая. Какие фазы проходит клетка процессе мейоза Как называется процессскручивания гомологичных хромосом Как называется процесс обмена участками хромосом При каком делении, и какой фазе мейоза происходит коньюгация гомологичных хромосом Сколько клеток, и с каким набором хромосом образуется при мейозе после первого деления Сколько клеток, и с каким набором хромосом образуется конце второго деления мейоза.

Таким образом, технология, связанная с криосохранением растительных объектов, развивается и постоянно совершенствуется Несомненно, эта технология имеет свое будущее, так как уже сегодня криобанки могут значительно облегчить работу селекционеров, предоставив им возможность широко использовать пул генов сортов, том числе старой селекции и диких видов, а также исчезающих видов растений. Сомаклональная вариабельность Метод культуры изолированных клеток, тканей и органов растений in vitro, широко используемый для решения многих фундаментальных вопросов клеточной биологии, физиологии и генетики растений, настоящее время находит все большее применение и при создании новых биотехнологий Начиная с первых работ по культивированию растительных клеток, тканей и органов особый интерес у исследователей вызвал вопрос о том, какие клеточные изменения могут происходить изолированных клетках, растущих на искусственных питательных средах, и причины, их вызывающие С разработкой техники получения растенийрегенерантов из каллусной ткани появилась возможность получать новые формы растений, отличающиеся как по фенотипическим, так и по генетическим признакам от исходных растений Такое разнообразие среди клеточных линий и растенийрегенерантов получило название сомаклоны, хотя еще 70 80е годы нашего столетия было принято называть растения, регенерировавшие из каллусной ткани, калликлонами, а из протопластов протоклонами.

В процессе культивирования изолированные протопласты регенерируют новую клеточную стенку и превращаются клетки, способные делиться и давать начало образованию каллусной ткани На формирование колоний протопластами влияет состав питательной среды Дальнейшая задача получение из каллусной ткани растенийрегенерантов Пока не удалось получить регенеранты из протопластов многих злаковых пшеницы, ячменя Однако успешно осуществляется регенерация из протопластов пасленовых табак, картофель, томаты и других культур. Протопласты выделяют из каллусных, суспензионных клеток или из клеток листьев, меристем, стеблей При выделении протопластов из листьев сначала удаляют эпидермис, лист нарезают на сегменты и затем подвергают энзиматической обработке пектиназой и целлюлозой Приложение. В настоящее время методом парасексуальной гибридизации получено большое число межвидовых, межсемейственных и межтрибных гибридов Однако во многих случаях гибридные растения, полученные таким путем, той или иной степени ненормальны Примером может служить соматический гибрид между арабидопсисом и турнепсом, который является растениеммонстром Возникающие аномалии являются результатом хромосомной несбалансированности Ю Ю Глеба Особый интерес представляют межцарственные клеточные гибриды, полученные от слияния протопластов растительных и животных клеток Описаны гибриды между протопластами эритроцитов крысы и протопластами дрожжевых клеток, между протопластами моркови и человека, табака и человека.

Цветок имеет следующие части цветоггожку, цветоложе, околоцветник, ты чинки, пестики Околоцветник защищает внутренние части цветка от неблагопри ятных условий среды и способствует опылению В тычинках формируется пыльца, которой развиваются мужские гаметы спермии В пестиках формируются се мязачатки, каждом из которых образуется женская гамета яйцеклетка У разных растений цветок варьирует по строению Цветоножка может отсутствовать, а цветоложе может быть разной формы плоское, выпуклое или вогнутое Око лоцветник может быть двойным, состоящим из чашечки и венчика, или простым, состоящим либо из чашечки, либо из венчика свободным или сросшимся с разным числом лепестков и чашелистиков Варьирует также число тычинок и пестиков цветках растений разных видов Цветки могут быть не только обоеполыми, но раз дельнополыми мужские цветки имеют только тычинки, а женские только пес тики У однодомных растений раздельнополые цветки формируются на одном растении, а у двудомных на разных растениях Строение цветка является диаг ностическим признаком семейства. Цветки часто расположены соцветии, что повышает вероятность опыления Соцветие представляет собой ветвящийся цветоносный побег В соцветии разли чают главную и боковую оси, заканчивающиеся цветками В зависимости от длины и толщины главной оси, от характера расположения боковых осей и степени их ветвления все соцветия делятся на несколько типов. Какие цветки называются сидячими Приведите пример растения с сидячими цветками.

Назовите соцветие, которое имеет следующее строение не имеющие цветоно жек отдельные цветки расположены один за другим на общей тонкой оси со цветия. Назовите соцветие, которое имеет следующее строение от вершины соцветия отходят дополнительные оси, из вершин которых выходят цветоножки отдель ных цветков. Назовите соцветие, которое имеет следующее строение не имеющие цветоно жек отдельные цветки расположены друг за другом на общей толстой обычно мясистой оси соцветия. Приведите пример опыления цветков растения строго определенными насеко мыми. Особенности строения представителей различных отделов растительного царст ва наглядно отражают этапы развития растительного мира, которое происходило определенных климатических условиях и сопровождалось усложнением организа ции растительных организмов и приспособлением их к конкретным условиям ок ружающей среды Поэтому желательно не разрывать изучение материала этих разделов. В полной мере это относится и реликтовому дальневосточному растению женьшеню настоящему Panax. Строение цветка У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать.

Околоцветник стерильная часть цветка, его покров Околоцветник может быть простым не дифференцированным на чашечку и венчик, образованным совокупностью одинаковых листочков и двойным дифференцированным на чашечку и венчик Простой околоцветник может быть венчиковидным образованным ярко окрашенными листочками, или чашечковидным образованным зелеными листочками Цветки, лишенные околоцветника ива, тополь, называются голыми. Микроспорогенез процесс образования микроспор микроспорангиях гнездах пыльника Микроспоры формируются из материнских клеток микроспороцитов имеющих диплоидный набор хромосом В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры Микроспоры быстро обособляются друг от друга. Гинецей дом для женщин совокупность пестиков одного цветка Обычно пестике выделяют три части завязь, столбик и рыльце Завязь замкнутая, нижняя, полая часть пестика, несущая и защищающая семязачатки В завязи может располагаться от одного пшеница, вишня до нескольких тысяч мак семязачатков Стенки завязи выполняет функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и, внутри завязи семязачатках происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие образовании околоплодника.

При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика вегетативная клетка порождает пыльцевую трубку По ней зародышевый мешок проникают два спермия, один из которых сливается с яйцеклеткой, и образуется диплоидная зигота Зигота делится путем митоза, и из нее формируется зародыш Второй спермий сливается со вторичным ядром, при этом возникает клетка с тройным набором хромосом В дальнейшем из этой клетки путем митоза развивается эндосперм пища зародыша Такой тип оплодотворения. Необходимо подчеркнуть, что биологическая сущность двойного оплодотворения заключается образовании эндосперма, питающего зародыш У голосеменных растений также формируется эндосперм, однако его образование происходит до оплодотворения, поэтому он не всегда используется зародышем У покрытосеменных растений эндосперм развивается только после оплодотворения, цветковые растения более экономично расходуют питательные вещества и энергию.

Зададим чисто теоретический вопрос а каков минимальный размер этой самой многоклеточной части, способной дать жизнь новому растению Для практических целей, понятно чем меньше, тем лучше бы Чисто теоретический ответ пределе должно хватить и одной клетки В ней имеется вся необходимая генетическая информация, да и при половом размножении зародыш развивается из одной клетки, которая образована слиянием яйцеклетки и спермия, проникшего завязь из пыльцевой трубки На самом деле так называемом двойном оплодотворении у цветковых растений участвуют минимум пять клеток яйцеклетка плюс один спермий дают зародыш, две полярные материнских клетки плюс еще один спермий эндосперм, источник питательных веществ для зародыша семени, подробности смотри школьном учебнике ботаники Как мы увидим далее, это важно Но принципе все верно каждое живое существо, а значит, и каждое растение, от фиалки до секвойи, начиналось с единственной клетки И даже десяток клеток с точки зрения быстрого и дешевого размножения выгоднее, чем целый клубень.

Замечали, как много стало на городских улицах киосков с надписью Цветы Пессимисты даже волнуются каждый день привозят целые снопы безупречных роз и хризантем, и к вечеру они не до конца раскупаются это какой убыток, раньше такого не бывало, да вправду ли это цветочная торговля или, может, прикрытие для криминальных структур Насчет криминальных структур не знаем, но раньше такого действительно не было Одна из тех незаметных перемен, которые принесли нашу жизнь биотехнологии розы для каждого любое время суток.

Принципиальную возможность клонального микроразмножения впервые показал на орхидеях французский ученый Жорж Морель 1960 Из одного протокорма шарообразной структуры, которая образуется после прорастания семени орхидеи, за год он получил миллионы растений В то же время велись работы по клональному микроразмножению картофеля, и выяснилась еще одна перспективная возможность растение можно избавить от вируса, взяв качестве экспланта незараженный фрагмент Инфекции бич культурных растений, и избавиться от них обычными способами бывает очень сложно Проделать ряд не таких уж сложных лабораторных манипуляций и на выходе получить незараженный сортовой экземпляр такая игра стоит свеч Ранее считалось, что от вирусов свободен конус роста, так как вирусы распространяются по проводящим тканям, а они меристеме еще не развиты Потом стало известно, что вирусы перемещаются и по межклетникам, а это значит, что заражен может быть и конус роста Но проверить, инфицирован ли эксплант, сегодня можно с помощью таких лабораторных методов, как иммуноферментный анализ или. Кстати, создание генномодифицированных растений тоже предполагает работу с культурами клеток В культуре гораздо быстрее можно разобраться и с биохимией нового растения к примеру, проверить, синтезируется или нет вещество, которое будет защищать его от вредителей, или провести первичные испытания на безопасность А если результаты будут удовлетворительными, быстрее можно получить новые растения большом количестве.

Получение чистых линий это второй этап традиционной селекции Новые признаки, нужные селекционеру, дает гибридизация Но бывает так, что выбранные генотипы не скрещиваются in vivo потому, что цветут различное время или изза анатомической несовместимости скажем, пыльцевая трубка, прорастающая из пыльцевого зерна, слишком коротка и не дотягивается яйцеклетки Однако во многих случаях оплодотворение можно произвести in vitro Жаль, что селекционеры мало этим пользуются, отмечает Е А Калашникова. Как и митоз каждое из двух мейотических делений подразделяется на четыре фазы профазу метафазу анафазу и телофазу. Аналогична профазе митоза спирализация хромосом растворение ядерной оболочки исчезновение ядрышка удвоение и расхождение центриолей образование веретена деления и прикрепление нитей веретена к центромерам гомологичных хромосом. Зиготена гомологичные двухроматидные хромосомы сближаются и тесно примыкают друг к другу происходит их конъюгация, или синапсис. Клеточная формула 2n2c по nc у полюсов n двухроматидных хромосом n2c, расщепляясь образуют n однохроматидных хромосом. В результате двух последовательных мейотических делений из одной клетки с диплоидным набором двухроматидных хромосом 2n4с образуются четыре клетки с гаплоидным набором однохроматидных хромосом. Однако возможно что за первым делением не следует рост и увеличение объёма дочерних клеток а происходит повторное деление этом случае говорят о палинтомиии.

При благоприятных условиях споры прорастают давая начало новому организму. Изучение существующего сортимента яблони и груши позволило выявить ряд триплоидных сортов К их числу относятся известные сорта яблони Брамлей Сидлинг, Боскопская красавица, Болдуин, Графенштейнская, Ананас Бержанецкого, Домнешти, Штеттинская красная, Ренет серый французский, Память Семакину цв ил 14 новые ценные зарубежные сорта Старк, Мутсу, Шарден, Джонаголд, Спиголд, Джерси Ред сорта Витязь и Зимняя превосходная селекции С И Исаева сорт Феникс селекции С Ф Черненко сорт Новинка осени Из сортов груши наиболее известны триплоидные сорта Кюре, Бере Аманли, Бере Диль, Анжуйская красавица, Орловская летняя. Естественные тетраплоиды яблони обладают существенными недостатками, главный из которых низкая плодовитость Однако с учетом перспективы использования этих форм селекции была проделана работа по вьщелению естественных тетраплоидов у ряда сортов В результате расхимеривания тканей известных сортов, относящихся к периклинальным цитохимерам, у которых разные слои тканей состоят из клеток с различной плоидностью, частности диплоиднотетраплоидных химер, были выделены тетрашюидные клоны этих сортов.

Ядро соматической клетки лягушки содержит 26 хромосом Для прокариот характерны гаплоидные ядра, хотя при половой конъюгации Диплоидные клетки большинства высших организмов содержат одну пару Если это женская клетка, то из четырех образующихся ядер сохраняется одно Мицелий у них гаплоиден, вернее он содержит гаплоидные ядра, а на Мейоз это особый вид деление клеток, при котором число хромосом Гаплоидные ядра содержат новые комбинации генетического материала. Еще материалы по Казаки 2 Наполеоновские войны Всего 7 Я не буду вдаваться подробности сюжета, его весь можно. Овогамия 3 форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками мужские гаметы, если имеют жгутики, сперматозоидами если не имеют, спермиями. Половое размножение более прогрессивная форма размножения, очень широко распространено природе, как среди растений, так и среди животных Образующиеся процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга генетически, а также по характеру приспособленности к условиям обитания.

 
 

фармакокинетика © Copyright 2017-2018 - the-institution