3.3 Генетика пола. Половые хромосомы. Типы хромосомного определение пола. Гомо – и гетерогаметный пол. Наследование, сцепленное с полом. Генетический анализ при этом типе наследования.

Пол – совокупность морфологических и физиологических и физических свойств организма, обеспечивающих половое размножение, способность организма производит половые клетки определённого знака – мужские и женские, слияние гаплоидных гамет– оплодотворённые – приводит к образованию диплоидной пары, из которой развивается новый организм.

Определение пола, т. е. переключение клеток на развитие в одном случае женские, а в другом мужские репродуктивных органов, у разных видов осуществляется на разных ступенях индивидуального развития. Механизм переключения полностью не раскрыт. Различают следующие типы определение пола:

1. генетические (прогамное – пол потомства определяет генотип яйцеклетки; сингомное – пол определяется в момент оплодотворение, зависит от генотипа сперматозоида)

2. фенотипическое – эпигамное, пол определяется после оплодотворение, под влиянием экологических условий.

Фенотипическое определение пола – редкая вещь, так как соотношение между полами, определяемое условиями среды, оказываются не устойчивыми и не определенными. Личинки, развивающиеся в контакте с хоботом, превращаются в самцов, свободные в самок.

Первые данные о связи пола с хромосомами клетки были получены в 1902 г. При изучении мейоза у травянистых клопов. У самцов 2n=13 и 2n=14 у самок. Изучение хода мейоза показало, что у самцов 13-я хромосома отличается от остальных более крупными размерами. Распределение хромосом происходило таким образом, что половина клеток имела (6+х) хромомсом, а вторая была (6+0), х – хромосома у них отсутствовала. Очевидно что х – хромосома имеет отклонения к определению пола, так как при слиянии клеток (6 + х) (6 + 0) = 13 развиваются самцы, тогда как при слиянии клеток (6 + х) (6 + х)=14, дает самок.

Гаметы несущие разные половые хромосомы всегда образуется в равном числе, это определяется механизмом мейоза. Пол дающий гаметы одного типа, называется гомогенным. Пол дающий гаметы двух типов, называется гетерогенным. Расщепление по нему напоминает при анализирующем скрещиванием. В том и другом случае расщепления происходит в соотношении 1:1 как показывает статистика расщепление по полу действительно соответствует этому:

М:Ж

Человек 51:49

Лошадь: 52:48

Собака: 56:44

Осел, овца: 49:51

Мышь, утка: 50:50

Наследственное сцепление с полом - это наследствование признаков, контролирующее генами, локализованные в половых хромосомах.

В 1916 году была обнаружена первая мутация у дроздофилов – белые глаза.

Наследствование этого признака выявленное в регулярных скрещиваниях обнаружена зависимость.

Обращает на себя внимание то, что:

1. рецепторное скрещивание дает разный результат, т.е. имеет значение направления скрещивания.

2. В F1 белоглазые только самцы, т.е признак сцепления с определенным полом.

3. признак распределяется крест-накрест, т.е. от матери – сыну, от отца – дочери.

4. Единственный рецессивный аллель, не гомозигота и не гетерозигота. Такое состояние называется гемизиготность. Признак определяется единственным рецессивным аллелем.

Поскольку распределение признаков четко повторяет распределение х- хромосом, можно сделать вывод о том, что гены физически локализованы в хромосомах, являются их частью.

Сцплено с полом у человека наследуется ряд рецессивных признаков, дальтотизм, гемофилия, отсутстввие γ-глобулинов в крови. Доминантно сцеплено сполом наследуется недостаток органического фосфора в крови, ген потемнения эмали зубов.

Наследственное сцепление с Y-хромосомой, от отца к сыну. Признаки синдактилия, гепертрихоз тела.

Наследствование при гетерогенности женского пола.

Этот тип наследствования отмечен у кур, бабочек и некоторых рыб. Окраска пера у кур, ген окраски сцеплен с полом.

Р ж:XY x м:XX

Полосатый черн

Плимутроп австролорп

F₁ м:XX ж:XY

Полосатый Черн

Р ж:XY x м:XX

черн полосатый

F₁ ж:XX м:XY

Полосатый полосатый

1. Реципрокный скрещивание дает разный результат

2. Наследование крисс-кросс

3. Рецесивный ген появляется в гемизиготе

Признаки, ограниченные полом, которые проявляется только у одного пола в силу аналитического строения, хотя гены, контролирующие признак, имеются у обоих полов, например, жирномолочность коров, яйценоскость кур и др.

Признаки, зависимые от пола, например, развитие рогов у овец. Гетерозиготные бараны (Hh) рогаты, т.е. у них рогатость доминантна, а гетерозиготные овцы (Hh) безрогие, т.е. рогатость рецесивна. По этому принципу наследуются многими вторичные половые признаки.

4.1

Экологические группировки водорослей, их значение в природе и жизни человека.

Подавляющее число водорослей живет в воде, где одни находятся во взвешенном состоянии или свободно плавают в воде. Немногие водоросли, живут как правило, на суше – на стволах деревьев, на почве и .т.п., ряд водорослей, живущих в воде могут жить и на почве и на суше.

Распространены водоросли как правило морские формы, реже пресноводные. Это обитатели прибрежных вод. Однако в отличие от бурых идут глубже.

Экологические группы водорослей:

Планктон не обладает собственным движением, т.е. не могут сопротивляться движению воды. Все водоросли, обладающие жгутиками, ведут планктонообразный образ жизни. Величина их измеряется микронами, что примерно составляет 1-2 мм в диаметре. Средний вес одного организма составляет 0,000006 мг.

В морях с прозрачной водой существует обильное развитие планктона, и происходит на глубине 100 метров, в пресных водоемах - не глубже 10 метров. У самой поверхности, где азот и фосфор часто бывает израсходованы, фитопланктоны развиваются слабее.

При гниении водорослей в воде сильно уменьшается кол-во кислорода, потребляемого бактериями вызывающими их разложение, появвляются продукты гниения (H₂S ,NH₄). Это может вызывать гибель рыб в водоеме. К бентносным относятся виды растущие на дне; отчасти сюда можно отнести вод-ли растущие эпифитами на др вод-лей и прочих водных растениях, а также вод-ли образующие особый ценоз – перифитон, обрастающие подвводные сооружения. Бентос морей: бурые, красные, зеленые, ксифоновые, клодоферовые, ульвовые. Пресноводный бентос на различном грунте: зеленые пенатные, синезеленые.

Основными факторами распределения морского фитобентоса по вертикали глубина и освещение. 3 пояса расщепленности по вертикали, которые дополнительно можно подразделить по горизонтали.

Литораль – пояс от высшего уровня прилива до нижнего уровня отлива. В наших северных морях – фикусы.

Сублитораль – пояс от нижнего уровня отлива до глубины 10 метров. В морях холодной и умеренной зоны крупные водоросли. В более нижних горизонтах красные.

Элитораль – пояс от 40 до 100 метров глубины. Растительность не богата, преобладают красные водоросли.

Встречаются на глубине 300 метров. Характеризуется высоким географизмом. Наиболее разнообразны водоросли в тропиках. Те водоросли, в которых оболочка принимает участие в построении коралловых рифов.

Применение:

На побережье тихого океана употребляют в пищу. Некоторые специально культивируются (порфира в Японии). Самая ценное вещество из них Агар – агар. Оно применятся при исскуственной культуре микроорганизмами. В медицине из него делают пилюли и таблетки. Агар-агар используют при изготовлении консервов, желе и т.д.

Значение:

1. На долю океана приходится 0,5 первичной продукции, выраженной в количестве фиксированного С. Водоросль является единственным обитателем морей и океанов. Это: диатоловые, бурые и красные, от части зеленые водоросли. Они населяю только верхний слой.

2. Водоросль – первичное звено, в кормовой цепи его морской и пресноводной стихии.

3. Благодаря фотосинтезу они снабжают O2.

4. Они дают ценные продукты. Из бурых водорослей получают альгиновую кислоту и альгиноты, обладающие колоссальной способностью к склеиванию.

Вред наносимый водорослями.

При нарушении термического режима водоросли – «цветут» (в конце весны или лета). Это способствует загрязнению воды органическими веществами. Развиваясь в массовом количестве забирают О₂. Разлагаясь загрязняют воду. Продукт распада водорослей ядовит. Цветение воды мешают хранению воды в резервуарах. Массовое цветение выводит из строя фильтры, насосные станции.

4.2 Световая стадия фотосинтеза. Электронно-возбужденные состояния пигментов, варианты их дезактивации. Электронные цепи фотосинтеза. Образование «восстановительных эквивалентов» фотофосфолирирования. Продукты световой стадии фотосинтеза.

На световой фазе фотосинтеза происходит поглощение света молекулами хлорофилла, а с участием дополнительных пигментов хлорофилла b, фикобилинов и трансформация энергии АТФ и восстановленного NADPH. В состав хлоропластов входит часть компонентов белковых комплексов.

Необходимы 8 квантов света для выделения одной молекулы О₂. Схема последовательности реакции в световой фазе фотосинтеза. Вакантные места («дырки») в П₆₈₀ ⁺ заполняются двумя электронами из содержащего марганца переносчиков электронов Z, который в свою очередь восстанавливается с участием с-ма S. Окисленный белковый комплекс S связывает воду и восстанавливается за счет электронов воды. Для осуществления этой реакции в белковом комплексе S необходимы марганец и хлор, а также кальций. Эта цепь реакции сразу замедляется, если возбуждена ФС I, так как в этом случае весь пластоцианин(ПЦ) переходит в восстановленное состояние. При возбуждении П₇₀₀ в реакционном центре ФС I энергией, эквивалентной 2 hv длительноволнового красного света, 2 ẽ захватываются мономерной формой хлорофилла а (А₁) и затем последовательного передающееся переносчикам электронной А₂ и А_В (железосодержащие белки FeS) и др. Фероредоксин (водорастворимый FeS-белок). НАДФ-оксиредуктаза с FAD в качестве ко-фактора, редуктаза востанавливает НАДФ⁺.

На вакантные места в П⁺₇₀₀ переходят в электроны с ПЦ. Энергия, освобождающаяся при движении электроны с ПЦ. Энергия освобождается при движении электронов от П₆₈₀ до П₇₀₀ используется для синтеза АТР из АДР и неограниченного фосфата (фотофосфолирировании).

Наряду с нецикличискими в мембранах хлоропластов функционирует с циклическими, транспортэлектронов, включающий в себя только ФС I , и комплекс цитохромов. В этом случае возбужденные молекулы П^*₇₀₀ последовательно отдают на А₁, А₂, А_В, Ф_Д, PQ цитохром b6, FeSr, цитохром, ПЦ и наконец П₇₀₀. При этом NADР не восстанавливается. Освобождающееся энергия используется для фосфолировании АДР. Сущность хемиостатической цпи переносчиков ẽ и р, действующая в соответсвии с ок-вост градиентом концентрации перешнуровывает ммбрану таким образом, что мембранный перенос ẽ и р в одну сторону чередуется с переносом в обратную сторону ẽ. В рез-те функционир протонной помпы (Н-помпы) по одну сторону мембраны накапливается избыток р и возникает Δμh ,кот служит фоормой запаса Е. Обратный пасивный ток Н⁺через протонный канал Н⁺-АТФазы – сопрягающий фактор.

На внутренней стороне мембране под действием света возбуждается П₆₈₀ и П₇₀₀. Электроны от П₆₈₀ захватываются акцепторами электронов на наружной стороне передаются в окисленную форму пластохинона (ПQ) – жирорастворимый перносчик р и ẽ, выполняющая функцию челнока. Принимая два электрона, 2PQ дифундируют к цитохромномукомплексу и захватывают из стороны два электрона водорода с 2 PQ водорода поступают в цепь: FeSr→цитf →ПЦ→П₇₀₀. А ионы Н⁺ попадают в полость тиллокоида. Вторая пара ионов водорода освобождается также при фотоокисиления воды. В ФС I электроны П₇₀₀ захватывается акцептором А передаются в фередоксину затем НАДФ на наружной мембраны, 1 р используется на востановление НАДФ.

Таким образом, из среды, окружающей тилакоид, при поглощении пигментами квантов света исчезают, а во внутренней полости тилакоида появляются р.

В результате на мембране возникает электрохимический потонциал ионов водорода, который затем используется для форсфолирования АДР. Это не циклическое фосфолирование. При циклическом фосфолировании, когда функционирует только ФС I, электроны от Фд поступает на цитохромный комплек с использовании пула PQ, который действует как переносить электронов и протонов. Затем электроны через циклотрон возвращаются на основной электрический уровень в П₇₀₀, а протоны поступают в полость тилакоида. Возникновение ионов марганца обеспечивает затем синтез фосфатной связи АТР с СF1.