معلومة

هل يمكن للتكاثر الجنسي أن يخلق معلومات وراثية جديدة؟

هل يمكن للتكاثر الجنسي أن يخلق معلومات وراثية جديدة؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

هل هناك احتمال ضئيل في أنه في التكاثر الجنسي يتشكل أليل جديد في الربيع لم يكن موجودًا في أي من الوالدين ، أم أن الأليلات في النسل تكون دائمًا من أحد الوالدين على الأقل؟

هل تم إنشاء معلومات وراثية جديدة أثناء التكاثر الجنسي ، أم فقط من خلال الطفرات خلال فترة حياة الكائن الحي؟


لا تقوم إعادة التركيب المتماثل فقط بخلط الطفرات المختلفة معًا ، ولكن يمكن للتسلسلات المتشابهة القريبة من بعضها البعض من أحداث تكرار الجينات ومن المناطق ذات التسلسلات المتكررة للغاية أن تتحد وتسبب تغيرات جسيمة في تسلسل الجينوم في النقاط الساخنة.


تحدث العديد من الطفرات أثناء تكرار الحمض النووي (أو عندما يكون هناك طفرات ، ولكن هذا يؤثر أيضًا بشكل كبير على التكرار).

قد تحدث الطفرات التي تحدث "أثناء التكاثر الجنسي" أثناء التكوُّن الجيني ، عندما يتطور البويضات والحيوانات المنوية في الوالدين. إذا حدثت طفرة أثناء هذه العمليات ، فمن الممكن أن تكون الأليلات في النسل مختلفة عن تلك الخاصة بالوالدين. بدلاً من ذلك ، قد ينتج التقاطع داخل الجين أثناء المشابك أليلات جديدة (إذا كان الوالد متغاير الزيجوت).


سؤال مثير للاهتمام! أثناء عمليات إعادة التركيب المتماثلة ، يتم إصلاح العديد من الطفرات بالفعل (وهذا يعني أنه يمكن استعادة تلك التي تراكمت بمرور الوقت) حيث يتم تكثيف كلا الكروموسومين ويمكن مقارنتهما بواسطة إنزيمات إصلاح الحمض النووي. ومع ذلك ، يمكن أن تحدث الطفرات وتنتقل. نظرًا لأن الخلايا المشيمية في المقام الأول لا يتعين عليها القيام بأكثر من ذلك بكثير من التدبير المنزلي (استقلاب الطاقة ، والعمليات الخلوية الأساسية ، إلخ) الجينات التي لا تعتمد عليها يمكن أن تتحول وتصبح مختلة وظيفيًا. يؤدي هذا في كثير من الأحيان إلى حدوث إجهاض ، إذا قمت بفحص الكروموسومات ، فقد تكون هناك أخطاء جسيمة بسبب عمليات الحذف أو النقل في الأجنة التي أجهضت. على وجه التحديد ، البويضات ، حيث يتم تصنيعها قبل ولادة الأنثى ثم يتم "إحيائها" حسب الحاجة فإنها تحمل عبء الطفرات طوال الحياة وهذا يسبب زيادة معدل الأمراض الوراثية (خاصة متلازمة داون) التي لوحظت في حالات الحمل اللاحقة.

TL ؛ د

يمكن أن تستمر الطفرات إذا لم تكن ضارة. تلك الشائعة بشكل خاص والتي تكمن في الجينات "الوظيفية" هي تلك التي تكمن في HLA. تشارك هذه الجينات في الجهاز المناعي ، وكثيرًا ما يتم ملاحظة الاختلافات عبر الأجيال. هذا لأن هناك الكثير وإذا فشل أحدهم ، يمكن للآخر أن يحل محله. تحدث الطفرات المحايدة بشكل متكرر (أي لا تؤثر على النسل على الإطلاق). لكن يمكن بالتأكيد إنشاء أليلات جديدة ، وهي الأساس الكامل للتطور.


تحتوي المعلومات البيولوجية على عدة تسلسلات هرمية غامضة بين المعلومات النحوية في نظام معياري هرمي ، والمعلومات الوظيفية ، دون سياق معين [1].

بدافع الضرورة ، يتم الحفاظ على تسلسل الحمض النووي بشكل عام ، ولكن التغييرات الصغيرة يمكن أن تؤدي بسهولة إلى تغييرات جسيمة في الطي والوظيفة والحد الأدنى من حالات الطاقة للبروتين. (تعد البروتينات في نهاية المطاف أنظمة ديناميكية ، حيث يقوم العديد باستمرار بأخذ عينات من هياكل تشكيل الطاقة الدنيا - الصور الثابتة على أغلفة المجلات والكتب مضللة)

بالإضافة إلى ذلك ، فإن الأليل ، بحكم التعريف ، هو متغير جيني يحدث في 1 ٪ على الأقل من السكان - بالإجماع (وقوة إحصائية كافية). على هذا النحو ، فإن المصطلح جزء من علم الوراثة السكانية. على سبيل المثال ، بالنسبة لبروتين طويل 400AA ، فهذا يعني أن حدث إعادة تركيب متماثل معين يجب أن يحدث بشكل متكرر جدًا وأن يتم تفضيله بواسطة واحدة على الأقل من العديد من الآليات (المعروفة).

هل تم إنشاء معلومات وراثية جديدة أثناء التكاثر الجنسي ، أم فقط من خلال الطفرات خلال فترة حياة الكائن الحي؟

نعم فعلا. إعادة التركيب لها عدة آليات ، وهي ليست حدثًا مثاليًا ، وتُظهر كفاءات مختلفة اعتمادًا على نوع الآلية وأنواع "المساعدون" / المساعدون بالإضافة إلى تركيزات المساعد المعنية - على الرغم من تركيزات العامل المساعد.

[1] جون كولير ، نظم المعلومات الهرمية الديناميكية مع التركيز على علم الأحياء ، إنتروبيا 2003 ، 5 ، ص. 100-124


  • يعتبر التباين الجيني قوة مهمة في التطور لأنه يسمح للانتخاب الطبيعي بزيادة أو تقليل تواتر الأليلات الموجودة بالفعل في السكان.
  • يمكن أن يحدث الاختلاف الجيني بسبب الطفرة (التي يمكن أن تخلق أليلات جديدة تمامًا في مجموعة سكانية) ، والتزاوج العشوائي ، والتخصيب العشوائي ، وإعادة التركيب بين الكروموسومات المتماثلة أثناء الانقسام الاختزالي (الذي يعيد ترتيب الأليلات داخل الكائن الحي ونسل rsquos).
  • يعد التباين الجيني مفيدًا للسكان لأنه يمكّن بعض الأفراد من التكيف مع البيئة مع الحفاظ على بقاء السكان.
  • التنوع الجيني: مستوى التنوع البيولوجي ، يشير إلى العدد الإجمالي للخصائص الجينية في التركيب الجيني لأحد الأنواع
  • تقفز فوق. أو تجاوزت: تبادل المادة الوراثية بين الكروموسومات المتجانسة التي ينتج عنها كروموسومات مؤتلفة
  • الاختلاف المظهرى: الاختلاف (بسبب التباين الجيني الوراثي الأساسي) شرط أساسي للتطور عن طريق الانتقاء الطبيعي
  • التباين الوراثي: الاختلاف في أليلات الجينات التي تحدث داخل السكان وفيما بينهم

دور الله في العمليات الطبيعية

إلى جانب اللامعقولية الحدسية للآلية الطبيعية ، يبدو أيضًا لكثير من الناس أنه إذا كان هناك تفسير طبيعي أو علمي لحدث ما ، فلا بد أن الله لم يكن له أي دور فعال في إحداثه.

في BioLogos ، نؤكد أن الله أحيانًا يعمل بأعجوبة لتحقيق أشياء لا يوجد تفسير علمي لها - فكر في القيامة ، وتحويل الماء إلى خمر ، أو المعجزات الأخرى التي يشهد لها الكتاب المقدس. لكننا نؤكد أيضًا أن الله يحقق غاياته المنشودة في العالم الطبيعي من خلال وسائل منتظمة ومتسقة يمكن أن يصفها العلم. من الصحيح لاهوتيًا أن نقول إن الله خلق جزر هاواي وأن الله ربط كل واحد منا معًا في أرحام أمهاتنا ، على الرغم من أن لدينا أوصافًا علمية مفصلة لهذه العمليات.

تؤكد BioLogos وجود معجزات مثل القيامة (ظهور يسوع للتلاميذ (يوحنا 20 ، 19-20) ، تم نشره عام 1886)

لذا فإن السؤال هنا هو ما إذا كان توليد المعلومات وتطويرها في الحمض النووي هو أحد تلك الأحداث المعجزة التي لا يوجد لها تفسير علمي محتمل ، أو ما إذا كانت عملية منتظمة ومتسقة يمكن أن يصفها العلم. في كلتا الحالتين ، الله هو صاحب الحياة. يجب أن ننظر في الأدلة الموجودة في العالم الطبيعي لتحديد الطريقة التي حقق بها الله ذلك.


بيولوجيا التكاثر

يجب على كل كائن حي أن يتكاثر (يخلق ذرية) من أجل تمرير جزء منه إلى الأجيال القادمة. اعتمادًا على الكائن الحي ، يمكن أن يتكاثر باستخدام التكاثر الجنسي أو اللاجنسي ، وكلاهما ينطوي على انقسام الخلايا. سوف تختلط الصفات الأبوية للكائنات التي تتكاثر جنسيًا أيضًا لتشكل مزيجًا فريدًا في النسل ، وسيرث الكائن الحي اللاجنسي جميع مواده الوراثية من الوالدين.

التكاثر هو العملية التي تخلق بها الكائنات ذرية وبالتالي تتكاثر في الأجيال القادمة. يمكن أن يحدث على حد سواء جنسيًا ، حيث يساهم الوالدان في مادة وراثية ، وغير جنساني ، أو & lsquow بدون ممارسة الجنس ، & [رسقوو] مع فرد واحد ينقل كل المواد الجينية إلى طفل. ما لم تحدث تغييرات عفوية أثناء التكاثر ، يشار إليها باسم الطفرات ، فإن الكائن الحي سيتلقى جميع سماته من والديه. 1 وهكذا ، فإن الكائن الحي هو دائمًا نسل أحد الوالدين على الأقل ، ويرث كل مادته الوراثية من أولئك الذين أنشأوه من خلال عملية التكاثر.

يتضمن التكاثر الجنسي الجماع ، وهي العملية التي يقوم فيها كائن حي (عادة ذكر) بإدخال مادته الجينية في كائن حي آخر (عادة أنثى). تتحد المادة الوراثية من كلا الوالدين وتؤدي في النهاية إلى تكوين النسل. مع نمو هذه النسل ، يشار إلى تطورها في الرحم بالحمل.

علم الوراثة المندلية:

عندما يتكاثر كائنان من خلال التكاثر الجنسي ، يظهر النسل سمات من كلا الوالدين. على سبيل المثال ، غالبًا ما يكون لون الشعر & rsquos مشابهًا لوالديهم & rsquo أو مشابهًا لقريب آخر. هذا بسبب الميراث ، أو انتقال السمات ، الذي اكتشفه جريجور مندل في القرن التاسع عشر. 2 قبل تحقيق Mendel & rsquos ، استخدم المزارعون هذه المبادئ دون إدراك ذلك في عملية تسمى الانتقاء الاصطناعي ، أو التغييرات التي يسببها الإنسان في مجموعة سكانية. 3 اختاروا نباتات ذات سمات مرغوبة وربّوها معًا لتكوين ذرية بمزيج من نفس الصفات المفضلة.

في الواقع ، عمل مندل مع نباتات البازلاء للتوصل إلى قوانين الميراث الخاصة به. اختار مندل نباتات ذات اختلافات في السمات مثل طول الساق أو شكل البازلاء أو لون الزهرة. لاحظ أنه إذا مزج نباتين لهما سمات معاكسة ، مثل شكل حبة البازلاء المتجعد والمستدير ، فسيكون كل نسلهما مستديرًا. 2 ومع ذلك ، عندما قام بتربية هذا النسل بنفسه ، لاحظ أنه في المتوسط ​​ u200b u200b ، فإن 1/4 من الجيل الثاني من النباتات تعبر عن السمة & ldquowrinkled & rdquo ، والتي من المفترض أنها اختفت خلال الجيل السابق. من هذه الملاحظة ، أدرك أن الجينات و mdashor وحدات الوراثة و mdashare تتكون من مجموعات مختلفة من الجينات الوالدين و rsquo. 2

تكاثر الصفات:

توجد سمة سائدة أو سمة معبر عنها (مرئية) بغض النظر عن السمة الأخرى ، وسمة متنحية ، والتي تكون مخفية ما لم تكن موجودة في كلتا المجموعتين من الجينات. يتم التعبير عن هذه السمات في مجموعات إما متجانسة (كلاهما) سائدة ، متغايرة الزيجوت (أخرى) ، أو متنحية متماثلة اللواقح. يعني متماثل الزيجوت أن الصفات إما من الصنف السائد أو كلاهما من الصنف المتنحي. في أي من المجموعتين ، سيتم التعبير عن هذه السمة بالكامل حيث أن كلا النسختين متماثلتان. يعني متغاير الزيجوت أن الصفات مختلفة و [مدش] على سبيل المثال ، واحد مهيمن والآخر متنحي ، وفي هذه الحالة سيتم التعبير عن السائد في الكائن الحي. بشكل عام ، يتم التعبير عن السمة السائدة عندما تكون موجودة في كائن حي (ستظهر ما إذا كان الكائن هو سائد متماثل الزيجوت أو متغاير الزيجوت) ولا يتم عرض السمة المتنحية إلا عندما يكون الكائن الحي متنحيًا متماثل اللواقح. 2 في حين أنه قد يبدو كما لو أن الكائن الحي لن يكون قادرًا على تمرير سمة لا يمتلكها إلى نسله ، فإنه يمكن في الواقع أن يكون & ldquohidden & rdquo في تركيبة متغايرة الزيجوت وبالتالي تظهر في جيل لاحق.

مم تتكون الجينات؟

وهكذا ، أثناء التكاثر الجنسي ، يختلط الوالدان مع صفاتهم لتشكل مزيجًا فريدًا في طفلهم. تختلط المادة الموجودة في الخلايا الأم و rsquos لتكوين الجينات التي يتم التعبير عنها في النهاية في النسل. توجد هذه المادة داخل كل جزء من جسم الكائن الحي و rsquos ويشار إليها باسم الحمض النووي الريبي منقوص الأكسجين (DNA). 4 يعطي الحمض النووي الخلية معلومات ويحتوي على تعليمات لصنع البروتينات التي تسمح للجسم بالعمل. الحمض النووي مادة وراثية ، تنتقل من الأجيال السابقة ، وبالتالي فإن الطفل سيحصل على أجزاء منه من كلا الوالدين. يتم لف الحمض النووي في شكل يسمى الحلزون المزدوج ، والذي يشبه السلم. 4 تشكل هذه الخيوط الطويلة من الحمض النووي أجسامًا تسمى الكروموسومات. 5 الكروموسومات تتكون من أجزاء من الحمض النووي ، كل منها يشفر سمات مختلفة للكائن الحي. يتكون الكروموسوم نفسه من دنا ملفوف حول بروتينات تعرف باسم الهيستونات. ومع ذلك ، فإن الكروموسومات عادة ما تكون ملفوفة بشكل فضفاض للغاية وبالتالي يكاد يكون من المستحيل رؤيتها حتى تتكثف ، أو تلتف بإحكام حول الهستونات. يحدث هذا التكثيف في الشكل أثناء تكاثر الخلية. 5

كيف تتكاثر الخلايا الفردية؟

تتكون الكائنات الحية من وحدات صغيرة تسمى الخلايا ، والتي تكون قادرة على إنشاء نسخ من نفسها للسماح للكائن الحي بالقيام بأشياء مثل النمو أو إصلاح نفسه. يحدث تكاثر الكائن الحي من خلال عملية تكاثر الخلايا والتي تسمى إما الانقسام أو الانقسام الاختزالي. يحدث الانقسام الاختزالي لغرض التكاثر الجنسي (الذي يتطلب مدخلات من شخصين) ، وينشئ خلايا تسمى الأمشاج (البويضة والحيوانات المنوية). البويضة هي الخلية التناسلية الأنثوية ، وهي تتحد مع الحيوانات المنوية (الخلية التناسلية الذكرية) لتشكيل مجموعة من الخلايا الأم التي ستصبح فيما بعد كائنًا حيًا. 6 أثناء الانقسام الاختزالي ، تنقسم خلية واحدة إلى أربع خلايا ابنة. تحتوي كل خلية من هذه الخلايا الوليدة على نصف كروموسومات الخلية الأصلية. 6

هناك 9 مراحل من الانقسام الاختزالي ، والتي تحدث في مجموعتين من الانقسام الخلوي يُشار إليها إما بـ I أو II.

  • الانقسام الاختزالي الأول هو المجموعة الأولى من انقسام الخلايا التي تحدث أثناء تكوين الخلايا الجنسية.
    • الطور البيني
      • يتم نسخ الكروموسومات و rsquo DNA ، بحيث يكون هناك اثنان من كل كروموسوم.
      • تتكثف الكروموسومات المنسوخة حديثًا في شكل & ldquoX & rdquo ، حيث يحتوي كل نصف من الكروموسوم على نفس الجينات مثل النصف الآخر. ثم يقرنون ويتبادلون الجينات مع الآخر من خلال عملية تسمى إعادة التركيب. ثم يختفي الغطاء المحيط بالكروموسومات ، ويتم تحريرها في جسم الخلية.
      • تصطف الكروموسومات المحررة في منتصف الخلية ، وترتبط الألياف بكل منها.
      • يتم تفكيك أزواج Xs الفردية بواسطة هذه الألياف ، لكن الكروموسوم الفردي على شكل X يبقى سليمًا (على عكس المجموعة الثانية من الانقسام الاختزالي).
      • يتم سحب الكروموسومات إلى طرفي نقيض للخلية ، وينتهي أحد كل كروموسوم في كل نصف الخلية. ثم تُحاط الخلية بكل مجموعة كاملة من الكروموسومات. يتم بعد ذلك تقسيم الخلية إلى قطعتين في عملية تسمى الحركية الخلوية ، مع مجموعة واحدة من 23 كروموسوم داخل كل خلية جديدة.
      • الطور الثاني
        • تحتوي كلتا الخليتين الجديدتين على 23 كروموسومًا فقط ، والتي يتم إطلاقها في جسم الخلية الجديدة.
        • في كل خلية ، تصطف الكروموسومات عبر منتصف الخلية ، وترتبط الألياف بكل نصف من الكروموسوم على شكل X.
        • يتم سحب كل نصف من X إلى أحد طرفي الخلية ، وتحويلها إلى كروموسومات فردية.
        • تنتقل الكروموسومات إلى طرفي نقيض للخلية ، ثم يتم حزم كل مجموعة من 23. ثم تخضع الخلية للحركة الخلوية مرة أخرى ، مما ينتج عنه أربع خلايا تحتوي كل منها على 23 كروموسومًا. 6

        عادة ما يكون لدى البشر 46 كروموسومًا في كل خلية ، لذا فإن تلك التي تم إنشاؤها من خلال الانقسام الاختزالي فريدة من نوعها من حيث أنها تحتوي على نصف مجموعة فقط. هذا لأنه عندما يتكاثر الآباء لإنشاء ذرية ، فإن هؤلاء الأبناء يتلقون نصف مجموعة من كل والد تتحد مع الآخر. تسمى الخلية التي تحتوي على 23 كروموسومًا أحادية العدد ، بينما تسمى الخلية التي تحتوي على 46 كروموسومًا ثنائي الصبغة. عادة ما تكون خلايا الجسم البشرية و rsquo ثنائية الصبغيات ، والخلايا الجنسية فريدة من نوعها من حيث أنها أحادية العدد. 6

        التخصيب:

        تسمى عملية تقسيم الخلية إلى 4 خلايا جنسية أحادية الصيغة الصبغية من خلال الانقسام الاختزالي ، عملية تكوين الأمشاج. هذا لأن الخلايا التي تم إنشاؤها من خلال الانقسام الاختزالي تسمى الأمشاج. 7 تسمى الخلية الجنسية الذكرية الحيوانات المنوية ، وتسمى الخلية الجنسية الأنثوية بالبويضة. يشار إلى كلاهما باسم الأمشاج ، أو الخلايا الجنسية أحادية الصيغة الصبغية. 7 في عملية تسمى الإخصاب ، يندمج الحيوان المنوي مع البويضة ويؤدي الجمع بينهما إلى تكوين خلية ثنائية الصبغيات تحتوي على كروموسومات من كل والد. يسمى هذا الاندماج للخلايا المشيجية بالزيجوت. 8 ثم تبدأ البيضة الملقحة في الانقسام ، وتنتج في النهاية مجموعة من الخلايا تسمى الكيسة الأريمية. 8 ستستمر الخلايا في الانقسام من خلال الانقسام وتؤدي في النهاية إلى كائن حي يمتلك مجموعة فريدة من السمات من كلا الوالدين.

        التكاثر اللاجنسي:

        لا ينطوي التكاثر اللاجنسي على الانقسام الاختزالي ، بل يشمل الانقسام الخيطي ، وهو نوع الانقسام الخلوي الذي تمر به جميع خلايا الجسم غير المشيمية. يتضمن الانقسام الخيطي مجموعة واحدة فقط من انقسام الخلايا ، وينتج خلايا ثنائية الصبغيات مماثلة للخلية الأم. بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا لعدم وجود مادة وراثية جديدة تظهر في النسل ، فإن التكاثر اللاجنسي ينتج أساسًا استنساخًا للوالد. الخلايا التي يتم إنتاجها في التكاثر اللاجنسي ثنائية الصبغيات ، وتحتوي على مجموعتين من الكائن الحي الأصلي وكروموسومات rsquos. يحدث هذا النوع من التكاثر عادة في النباتات واللافقاريات. يمكنه إعادة إنتاج فرد جديد تمامًا وفريد ​​من نوعه أو العمل لمساعدة كائن حي على النمو. بدلاً من أن يتم تخصيب البويضة بواسطة الحيوانات المنوية ، يمكن أن يحدث التكاثر اللاجنسي من خلال عملية تسمى التبرعم ، حيث يتشكل النسل خارج جسم الأم و rsquos. تسمح هذه العملية للوالد بالتكاثر عدة مرات بجهد قليل وبسرعة أكبر. نظرًا لأن هذه النسل متطابقة وراثيًا ، فقد يكون لدى هؤلاء السكان قابلية أكبر للإصابة بالأمراض. 9 وظائف التكاثر اللاجنسي لإنتاج ذرية متطابقة وراثيًا مع الوالد ، وبالتالي لا توفر التنوع والتغيير في السكان الذي يوفره التكاثر الجنسي من خلال الانقسام الاختزالي.

        1. & ldquo الطفرات. & rdquo فهم التطور. متحف جامعة كاليفورنيا لعلم الحفريات. 20 أبريل 2016.
        2. & quotMendelian Genetics. & quot knowgenetics.org. جيل علم الوراثة ، 2015. 16 أبريل 2016.
        3. & ldquo الاختيار الاصطناعي. & rdquo فهم التطور. متحف جامعة كاليفورنيا لعلم الحفريات. 20 أبريل 2016.
        4. & quotWhat هو DNA؟ & quot Genetics Home Reference. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. 16 أبريل 2016.
        5. & quot ما هو الكروموسوم؟ & quot المرجع الرئيسي لعلم الوراثة. المكتبة الوطنية الأمريكية للطب. 16 أبريل 2016.
        6. & ldquo ما هو الانقسام الاختزالي؟ & rdquo yourgenome.org. حرم ويلكوم جينوم الجامعي. 20 أبريل 2016.
        7. & ldquoGamete. & rdquo biology-online.org. علم الأحياء اون لاين. 20 أبريل 2016.
        8. & ldquoFetal Development. & rdquo المركز الطبي بجامعة ميريلاند ، 2016. 20 أبريل 2016.
        9. & ldquo التكاثر الجنسي. & rdquo فهم التطور. متحف جامعة كاليفورنيا لعلم الحفريات. 20 أبريل 2016.

        لمعرفة المزيد حول SexInfo Online ومهمتنا ، انقر هنا.

        The Sexperts ليسوا مهنيين طبيين أو قانونيين. لا ينبغي استخدام هذا الموقع ، بما في ذلك ميزة Ask the Sexperts ، بدلاً من خدمات الطوارئ القائمة في منطقتك. إذا كنت في خطر مباشر أو كنت بحاجة إلى مزيد من الرعاية القانونية أو الطبية ، فيرجى البحث عن الخدمات المناسبة.


        دورة الحياة ثنائية الصبغة المهيمنة

        في الحيوانات ، البالغين الذين يتكاثرون جنسيًا يشكلون أمشاج أحادية العدد من الخلايا الجرثومية ثنائية الصبغيات. يؤدي اندماج الأمشاج إلى تكوين خلية بويضة مخصبة أو زيجوت. سيخضع الزيجوت إلى جولات متعددة من الانقسام الفتيلي لإنتاج نسل متعدد الخلايا. تتولد الخلايا الجرثومية في وقت مبكر من تطور البيضة الملقحة.


        فئة 12 علم الأحياء: الفصل 2 التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة

        يحدث التكاثر الجنسي واللاجنسي في النباتات. تتكاثر جميع النباتات المزهرة تقريبًا عن طريق الاتصال الجنسي. تلعب الأزهار دورًا مهمًا في هذه العملية لأنها تحمل كلا من الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية المعروفة باسم androecium و gynoecium على التوالي

        تتكون الزهرة الفردية من الأجزاء التالية - & # xA0

        • عنيق
        • كاليكس
        • بتلات
        • سيبالس
        • سداة
        • المدقة
        • وعاء

        التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة هو من الوحدة 1 أي التكاثر الذي يحمل وزن 14 علامة. يمكن للطلاب المرور منهج علم الأحياء CBSE Class 12 للتحقق من وزن العلامات للوحدات الأخرى. سيتم تأطير حوالي 2-4 علامات & # x2019 الأسئلة من التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة.

        التلقيح

        التلقيح يعادل التكاثر ، حيث يحدث انتقال حبوب اللقاح من زهرة قوية إلى وصمة العار لزهرة أخرى. قد يحدث في نفس الزهرة أيضًا. تعتبر هذه الطريقة الجزء الأول من التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة. هنا ، تحتوي حبوب اللقاح على مشيج ذكر ، موجود في أنثر جزء الزهرة.

        أنواع التلقيح

        التلقيح من نوعين ، أحدهما هو التلقيح الذاتي والآخر هو التلقيح المتبادل.

        التلقيح الذاتي

        إذا تم نقل حبوب اللقاح من زهرة واحدة جذابة إلى نفس الزهرة ووصمة العار ، فإنها تُعرف بالتلقيح الذاتي. تعتبر النباتات خنثى أو ثنائية المسكن أفضل الأمثلة على هذا التلقيح لأنها تحتوي على أجزاء تناسلية ذكورية وأنثوية في نفس الزهرة. يمكن تقسيمها كذلك إلى:

        • Autogamy- نوع من التلقيح الذاتي حيث يتم نقل حبوب اللقاح من أنثر زهرة واحدة إلى وصمة العار من نفس الزهرة.
        • Geitonogamy هو نوع من التلقيح الذاتي حيث يتم نقل الأنثرات من زهرة إلى زهرة أخرى ووصمة عار ، ولكنها تحدث في نفس النبات.

        التلقيح المتبادل

        التلقيح المتبادل هو عملية التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة حيث يتم نقل حبوب اللقاح من أنثر إلى وصمة العار لزهرة أخرى. كلا الزهرتين مختلفتين وراثيًا في العملية وتعتمدان على عامل آخر حتى يحدث النقل. هنا ، عوامل التلقيح هي الطيور والحشرات والماء والرياح والحيوانات. نوع مختلف من التلقيح المتبادل هو:

        • زهور مائية: تلقيح عوامل الماء هذا النوع من الأزهار لأنها صغيرة جدًا.
        • أزهار شاذة: حتى هذه الأزهار صغيرة وغير واضحة. ومن ثم ، فإن الرياح تتلقيح لأن ميزة الزهرة والحفر صغيرة جدًا بحيث تحملها الرياح.
        • الزهور الزوفيلية: هذا نوع من التلقيح حيث تكون عوامل التلقيح هي الخفافيش والطيور والبشر.
        • الأزهار المحبة للحشرات: تقوم الحشرات عادة بتلقيح هذه الأنواع من الأزهار لأن البتلات تبدو جذابة للغاية. تجد الحشرات أن العطر مغرٍ للغاية ، وله وصمة عار كبيرة تجلس عليه.
        • زهور Ornithophilous: هذا شكل نادر من التلقيح حيث تقوم الطيور بتلقيح الأزهار.

        ما هي مزايا التلقيح الذاتي؟

        1. لا يوجد تنوع في التلقيح الذاتي ومن ثم يتم الحفاظ على نقاء سلالة النبات الكاملة.
        2. يتأكد التلقيح الذاتي أيضًا من إزالة الأحرف المتنحية.
        3. لا يجب أن تعتمد النباتات على عوامل خارجية للتكاثر الجنسي.
        4. توفر كمية صغيرة من حبوب اللقاح معدل نجاح هائل.

        ما هي مزايا التلقيح المتبادل؟

        1. يعد التلقيح المتبادل مهمًا جدًا لكل نبات لأنه يقدم جينات جديدة.
        2. يحسن مقاومة نباتات الجيل المستقبلي لأنها ستكون أكثر تكيفًا مع البيئة المحيطة.
        3. التلقيح المتبادل هو الطريقة الوحيدة لتكاثر النباتات ثنائية الجنس.
        4. إذا كان هناك أي سمات معيبة في النسب ، فسيتم إزالتها بسبب إعادة التركيب الجيني.
        5. البذور المنتجة من التلقيح الخلطي مذهلة في الحيوية.

        الملامح الرئيسية لتلقيح الرياح والمياه

        يساعد في إنتاج حبوب اللقاح بأعداد كبيرة ولن ينتج الرحيق. من ناحية أخرى ، فإن تلقيح الحشرات ملون وعطر وغني. حبوب اللقاح في هذا النوع من التلقيح لزجة. يعطي مكافآت للملقحات مثل الرحيق وحبوب اللقاح الصالحة للأكل كغذاء.

        أحداث ما قبل الإخصاب

        دعونا نتحدث عن الهياكل التناسلية للذكور والإناث في الأزهار.

        السداة ، حبوب اللقاح ، و microsporangium

        • السداة لها خيوط ومفخر يتشكلان مع فص له theca الذي يميزه عن طريق الصقيع.
        • حبوب اللقاح هي التمثيل الرئيسي للنباتات المشيمية الذكرية.
        • العضو الآخر هو هيكل يتكون من ميكروسبورانجيا تقع على الحافة.

        المدقة ، Megasporangium وكيس الجنين

        • يتكون المدقة ، وهي جزء من الوظيفة الإنجابية للأنثى ، من وصمة العار والأسلوب والمبيض.
        • يتم إنتاج البويضة من المسام الضخم ، ويشار إلى التكوين باسم التكوُّن الضخم.
        • ثم تتطور واحدة من الشركات الأربعة الضخمة إلى كيس جنيني (طور مشيجي أنثى).

        ما هو التكاثر اللاجنسي؟

        يحدث التكاثر اللاجنسي في النباتات من خلال التكاثر الخضري والتبرعم وتكوين الأبواغ. النباتات التي يتم إنتاجها عن طريق التكاثر اللاجنسي تزدهر في البيئات الخاضعة للرقابة. لا ينطوي على الاندماج الفعلي للأمشاج الأنثوية والذكرية لتكوين الأبوين بشكل مماثل.

        تحدث هذه الطريقة بشكل طبيعي وكذلك اصطناعي. النباتات التي تستخدم التكاثر اللاجنسي هي الزنجبيل ، الداليا ، البطاطس ، البصل ، والبراعم. تشمل طرق التكاثر الاصطناعية القطع ، والطبقات ، والتطعيم ، والتكاثر الدقيق. تزدهر النباتات التي ينتجها التكاثر اللاجنسي أقوى بكثير من أي طرق أخرى.

        أحداث ما بعد الإخصاب

        يحدث ما بعد الإخصاب ، السويداء وتطور الأجنة. علاوة على ذلك ، تنضج البويضات في البذور وتنضج المبايض إلى ثمار. دعونا نناقش هذه الأحداث واحدة تلو الأخرى - & # xA0

        السويداء & # xA0

        تتطور خلية السويداء الأولية التي تتشكل بعد اندماج مشيج ذكر مع نواتين قطبيتين في الخلية المركزية إلى نسيج السويداء بعد الإخصاب. يتم تخزين المواد الغذائية الاحتياطية داخل الأنسجة والتي يتم استخدامها لاحقًا من قبل الجنين المتنامي للتغذية. يتم استخدام السويداء بالكامل إما بواسطة الجنين النامي أو يمكن تخزين جزء صغير منه داخل البذرة الناضجة. تشمل الأمثلة الأخيرة البازلاء وجوز الهند والفاصوليا وما إلى ذلك.

        التطور الجنيني

        يقع البيضة الملقحة في الطرف الصغير من كيس الجنين. يحدث التطور الجنيني أيضًا في هذا الموقع. يبدأ الجنين في النمو فقط بعد تشكل السويداء إلى حد معين. هذا لضمان حصول الجنين المتنامي على التغذية السليمة. & # xA0

        تنمية البذور والفاكهة

        بمجرد اكتمال مرحلة الإخصاب ، تتطور الكاربيل إلى أنسجة فاكهة وبذور بداخلها. الجنين. نتيجة التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة هي البذور والفواكه.

        • تحتوي البذرة على الفلقات ، ومحور الجنين ، ومعاطف البذور.
        • يمكن تصنيف البذور الناضجة إلى نوعين - زلال سابق وغير زلالي. في الأخير ، يستهلك الجنين النامي السويداء بالكامل.
        • إن معاطف البذور الواقية القاسية هي نتيجة تكامل البويضات المتصلب. الميكروبيلي موجود أيضًا كمسام صغير على الطبقة الصلبة للبذرة. يسهل تدفق الماء والأكسجين إلى البذرة. & # xA0
        • يقل محتوى الماء الموجود داخل البذور مع نضوج البذور. خلال هذه المرحلة ، قد تصبح البذرة غير نشطة أو نائمة حتى تصبح الظروف الخارجية أكثر ملاءمة للإنبات.
        • يعتبر تكوين البذور طريقة أكثر موثوقية للتكاثر لأن التلقيح والتخصيب لا يعتمدان على الماء. يتم أيضًا تكييف البذور بشكل أفضل لتنتشر في أماكن جديدة وبعيدة. على سبيل المثال ، الغلاف الصلب للبذرة يحمي الجنين.
        • تحتوي بعض البذور على احتياطيات من البذور داخلها والتي تمد الشتلات بالتغذية حتى تتمكن من إجراء عملية التمثيل الضوئي بمفردها.
        • إن تطوير البويضات إلى بذور والمبيض إلى ثمار هو عملية متزامنة. & # xA0
        • الثمار مفيدة في نثر البذور إلى أماكن بعيدة.
        • إن احتمالية أن تأكل الحيوانات الثمار السمين عالية ، ومن خلالها يتم نقل البذور إلى أماكن بعيدة.
        • توفر الفاكهة أيضًا التغذية وتعمل كمصدر مهم للغذاء للإنسان.

        عينة أسئلة من التكاثر الجنسي في النباتات المزهرة

        السؤال. ما هو التطور أحادي البوغ؟

        الجواب. تُعرف عملية تكوين أكياس الأجنة من فجوة كبيرة واحدة بالتطور أحادي الأبواغ.

        السؤال. كيف تتشكل البيضة الملقحة في النباتات المزهرة؟

        الجواب. في النباتات المزهرة ، تتطور البيضة الملقحة عندما يكمل ذكر الأمشاج التزاوج عن طريق الاندماج مع نواة خلية البويضة. & # xA0

        السؤال. ما هو الإخصاب المزدوج؟

        الجواب. الإخصاب المزدوج هو عملية فريدة تحدث فقط في النباتات المزهرة. في هذه الحالة ، يندمج أحد الأمشاج الذكرية بعد دخوله في التآزر مع نواة خلية البويضة لتشكيل البيضة الملقحة. يندمج المشيج الذكري الآخر مع النواة القطبية لإنتاج نوى السويداء الأولية. نظرًا لحدوث كل من الاندماج الثلاثي والتناغم ، فإن هذه العملية تسمى الإخصاب المزدوج. & # xA0

        السؤال. ما هو الفرق بين Geitonogamy و Xenogamy؟

        الجواب. في حالة التزاوج الجغرافي ، تنتقل حبوب اللقاح من العضو الآخر إلى وصمة العار لزهرة أخرى تنمو على نفس النبات. من ناحية أخرى ، عندما يتم نقل حبوب اللقاح من العضو الآخر إلى وصمة العار من نبات مختلف ، يُعرف باسم Xenogamy.

        أسئلة قصيرة جدا

        السؤال. ماذا تسمى الأعضاء التناسلية الذكرية والأنثوية للزهرة؟

        الجواب. يسمى الجزء التناسلي الذكري Stamen والذي يتكون من العضو الذكري والخيوط. يسمى الجزء التناسلي الأنثوي Pistil والذي يتكون من ثلاثة أجزاء من وصمة العار والأسلوب والمبيض.

        السؤال. ماذا يعني التشكل؟

        الجواب. التكوُّن هو عملية بيولوجية تتحكم في نمو الخلايا ونموها في الحجم والشكل والتكوين والتوزيع من خلال التطور الجنيني للكائن الحي.

        السؤال. أي مناطق من المدقة تشكل الثمار والبذور؟

        الجواب. ينضج المبيض إلى ثمرة. تتحول البويضة إلى البذرة.

        السؤال. اسم بعض وكلاء التلقيح.

        الجواب. تعتبر عوامل التلقيح معقدة في نقل حبوب اللقاح من الذكر إلى منطقة الأنثى في الزهرة. تعتبر الحيوانات والطيور والحشرات والرياح والعوامل الحيوية وغير الحيوية أمثلة على عوامل التلقيح.

        أسئلة قصيرة

        السؤال. ما هو التلقيح؟ اذكر أهميتها.

        الجواب. يذكر التلقيح نقل حبوب اللقاح من العضو الآخر للزهرة إلى وصمة الزهرة المماثلة أو المنفصلة. يُعد التلقيح إجراءً مهمًا لأنه يفيد في الإخصاب عن طريق أخذ الأمشاج الذكرية بالقرب من بويضة الأنثى وترك اندماجها. لذلك فهو يفيد في إنتاج البذور والفواكه. يساعد أيضًا في التكاثر حيث تساعد البذور على تكوين نسل جديد. يساعد التلقيح المتبادل في إدخال انحرافات جديدة في النباتات.

        السؤال. اشرح ماذا يحدث بعد عملية الإخصاب؟

        الجواب. يشكل الإخصاب جزءًا مهمًا من عملية التكاثر الجنسي في الكائنات الحية المتكاثرة. في كل نباتات تحمل أزهارًا ، تحدث عملية الإخصاب فقط بعد التلقيح والإنبات والعملية التالية من الآن فصاعدًا هي:

        • يتحول المبيض إلى ثمرة
        • تتحول البويضة إلى بذرة
        • تميل الأجزاء الأخرى مثل الكورولا والكأس والبنى المتبقية من الأندريسيوم والجينيسيوم إلى السقوط.

        السؤال. ما هي أنواع التلقيح المختلفة؟

        الجواب. أنواع التلقيح من ثلاثة أنواع:

        • Autogamy & # x2013 يتم التلقيح داخل زهرة مماثلة حيث يتم نقل حبوب اللقاح من العضو الآخر إلى وصمة الزهرة المماثلة.
        • Geitonogamy & # x2013 يتم نقل حبوب اللقاح من العضو الآخر إلى وصمة العار لزهرة منفصلة ولكن من نبات مماثل.
        • Xenogamy & # x2013 نقل حبوب اللقاح من العضو الآخر إلى وصمة عار نبات فردي هو Xenogamy.

        السؤال. كيف تسهل النباتات المائية التلقيح؟

        الجواب. في النباتات المائية ، نحتاج إلى معرفة أن هناك نوعين ، أحدهما تنمو فيه الأزهار فوق الماء والآخر تنمو تحت الماء. بالنسبة للزهور التي تنمو فوق الماء ، يحدث التلقيح من خلال الحشرات والطيور. في حالة نمو النباتات تحت الماء يتم التلقيح عن طريق الماء.

        السؤال. ما هي المراحل التي تحدث بعد الإخصاب؟

        الجواب. هناك عدد من المراحل المختلفة التي تحدث بعد الإخصاب وهي كالتالي:

        • تطور السويداء.
        • تقوية الجنين
        • تتحول البويضة إلى بذرة
        • يتحول المبيض إلى ثمرة.

        السؤال. ما يشار إليه بالنباتات الأحادية والنباتات ثنائية المسكن؟

        الجواب. تُعرف النباتات التي تتكون من الأعضاء التناسلية للذكور وكذلك الأنثى أو الزهور بالنباتات الأحادية.

        في حين أن النباتات التي تتكون من أحد الأعضاء التناسلية مثل الجزء الذكري أو الجزء الأنثوي تُعرف بالنباتات ثنائية المسكن.

        السؤال. أعط وصفًا لتكوين حبوب اللقاح.

        الجواب. يتكون هيكل حبوب اللقاح من حواجز طلاء مزدوجة مشكلة في هيكل كروي.

        • تُعرف الطبقة الخارجية باسم exine والتي تتكون من sporopollenin ، أي مواد عضوية شديدة التحمل في الطبيعة ولا توجد في منطقة الفتح المعروفة باسم المسام الجرثومية. & # xA0
        • The interior layer is composed of cellulose and pectin and is known as the intine.
        • A full grown pollen is composed of a generative as well as vegetative cell.

        Long Questions

        Ques 1. What is the pre-fertilization procedure in flowering plants?

        الجواب. The two important pre-fertilization procedures are gametogenesis and gamete transfer. The female and male reproductive forms in flowers are the androecium and the gynoecium which distinguishes and goes through development. Mentioned below is clear information regarding the male and female parts:

        1. Stamen, Pollen Grains and Microsporangium

        • Stamen comprises two parts which are first, filament, the slender and long stalk, and second, the anther, the bilobed formation for each lobe taking two thecae hereafter they are dithecous.
        • Anther is a tetragonal form including microsporangia located at the verge.
        • Microsporangia progress into the pollen bags later on. Microsporogenesis is the structure of microspores over meiosis from a pollen mother cell.
        • Pollen grains are the illustration of the male gametophytes. The development of the pollen grains is designated by two cells which are vegetative cells and generative cells.

        2. Megasporium, Pistil, and Embryo bag/sac

        • The female reproductive portion of the flower is the gynoecium which may be multicarpellary. Individually, a pistil contains stigma, style, and the ovary.
        • The ovarian cavity existing in the ovary embraces the placenta from wherever the megasporangia appear, generally mentioned as the ovule.
        • The ovule contains the following forms which are funicle, hilum, integuments, micropyle, chalaza, nucellus, embryo sac, and the female gametophyte. An ovule is structured from a megaspore.
        • Structure of megaspores from the megaspore mother cell is discussed as megasporogenesis.
        • Generally, one of the four megaspores is functional which progresses into the female gametophyte, and the rest degenerate.
        • While developing a typical angiosperm embryo sac even though it describes 8-nucleated but is 7-celled.

        السؤال. List the features of flowers where pollination occurs through wind, water or insects.

        الجواب. Listed below are the features of flowers pollinated by various agents such as wind, water or insects:

        • These flowers are small in size and devoid of petals.
        • They neither have brilliantly coloured petals nor do they have any fragrance or nectar.
        • Their stamen and stigma are uncovered and can be blown by wind.
        • The texture of the pollen is smooth and in large quantities.
        • The stigma of such flowers are fluffy and can easily acquire pollen from air.
        • They contain tiny male flowers which are not very evident.
        • Pollens are released in huge quantities which are attracted by the big fluffy stigma of the female flowers.
        • The pollen released by male flowers keeps on moving in the water unless attracted by the stigma of the female flower.
        • They are big in size and have brightly coloured petals which helps them to attract insects.
        • The flowers have a sweet smell and nectar in search of which insects get attracted.
        • The pollens are sticky in nature which helps them to attach to the body of the insects.

        السؤال. What are the steps in sexual reproduction in flowering plants?

        الجواب. Created on the existence of either stamen or pistil, a flower can be categorized into unisexual or bisexual. Sexual reproduction in Flowering plants is divided into three steps which are:

        Pollination is a process of transporting the pollen grains through the anther and the stigma of the similar flower of a plant or to a flower of dissimilar plants for the procedure of fertilization and the production of seeds. Its implicated to transfer the pollen grains which are birds, wind, animals, and water.

        After the pollination, the male gamete is transferred down through the style of the pistil to the ovary and the male gamete is merged with the female gamete to shape a zygote. The zygote is situated nearby the embryo sac which was located at the micropylar end where the embryo grows. Normally, zygote differences only after a few numbers of endosperm are shaped. This guarantees nutrition is rendered to the emerging embryo.

        3. Formation of Fruits and seeds

        Afterward, the formation of a zygote is allowed to progress in an embryo. The ovules grow into seeds and the ovary grows into a fruit. The final product of sexual reproduction is seeded in angiosperms. Normally, the establishment of seeds proceeds within fruits. Seeds are beneficial structure in the following methods:

        • The procedure of seed development is responsible as other reproductive processes (fertilization and pollination) are water-dependent.
        • For diffusion to newer habitats, seeds have an enhanced adaptive strategy assisting species to colonize other parts.
        • Young seeds are self-nurtured up until photosynthesis as they have sufficient food reserves.
        • Creates new genetic combinations resultant to variations.
        • Seeds that are dormant and dehydrated can be put in storage for use during the year.

        Ques. What are the functions of a flower?

        الجواب. Flowers form an essential part of a plant as it helps in the reproduction process of a plant. The crucial role of a flower are as follows:

        • It helps in providing an attractive look to the plant.
        • The flowers are formed from gametophytes.
        • It helps in the development of a fruit along with a seed.
        • As it contains the reproductive organs of a plant, it helps in merging the male and the female gametes while protecting the reproductive organs.
        • Certain flowers help in supplying nectar to insects and birds.
        • Flowers have the ability to churn out diaspores even in the absence of reproduction.
        • Flowers can also facilitate the fusion of sperms and eggs from the same or separate flowers.
        • Flowers help in the process of pollination by alluring insects or different animals and birds before the pollination procedure takes place.

        Highlights of CBSE Class 12 Biology question paper

        • CBSE Class 12 biology question paper has been divided into 4 sections.
        • Section A will consist of very short answer type questions of 1 mark which will include assertion-based questions, case based questions as well as regular questions.
        • Section B will contain short answer type questionS of 2 marks. 
        • Section C will also contain short answer type questionS of 3 marks.
        • Section D will have long answer type questions of 5 marks.
        • The question paper will assess students in the following areas -

                  ਊ) Understanding and demonstration of knowledge

                  ਋) Application of acquired concepts and knowledge

                  ਌) Evaluation and Analysis of given information to create solution


        Which Parent Do Fungi Take After?

        Sexual reproduction ensures genetic diversity: A mother and father who aren’t related each contribute half of their DNA, which is scrambled together to provide the instructions for forming a new individual. This stirring of the genetic pot allows the offspring to be unique while preventing any harmful mutations in the parents’ genes from accumulating. But a new study finds that a deadly species of fungi has found a way to produce diverse offspring from identical parents, perhaps allowing this pathogen to become drug resistant.

        “The finding turns our view of the function of sex by 180 degrees,” says microbial geneticist Joseph Heitman of Duke University in Durham, North Carolina. “These fungi use sexual reproduction not just to mix up already existing genetic diversity, but to actually produce it from scratch.”

        The fungus in question, المستخفية الحديثة, infects people with weakened immune systems and is notoriously difficult to treat, causing about 600,000 deaths worldwide every year, including about one-third of AIDS-related deaths. The fungus’s ability to become drug resistant has long been a puzzle due to a lack of variation among individual cells. C. neoformans exists in two distinct “mating types,” analogous to the sexes in animals. But the vast majority of the cells found in nature are of only one mating type. In previous research, Heitman and colleagues showed that “unisexual” mating within one type does occur and that the parents in this type of reproduction commonly have exactly the same genetic makeup. Because the fungus can also reproduce asexually, by producing an outgrowth that separates into a new individual, “the key question raised was, why have sex if there was no preexisting genetic diversity to mix up in the offspring?” Heitman says.

        Research from other labs provided some clues. Sexual reproduction can result in a condition called aneuploidy, in which the offspring have extra copies of certain chromosomes. Aneuploidy has traditionally been considered harmful. In humans, disorders like Down syndrome and some cancers result from extra copies of chromosomes. But Judith Berman, a yeast geneticist at the University of Minnesota, Twin Cities, has shown that in another species, المبيضات البيض, some cells with extra chromosomes are more resistant to drugs.

        Although aneuploidy does not bring in new genetic sequences, it does make possible another kind of genetic diversity—in which the extra genes produce extra proteins, resulting in an organism that differs from its parents. In the new study, published yesterday in علم الأحياء بلوس, Heitman and colleagues set out to explore whether genetically identical, unisexually reproducing C. neoformans cells were using aneuploidy to generate offspring that differed from themselves. The investigators started by allowing C. neoformans cells to reproduce asexually or unisexually. As expected, the offspring of the former method were identical to the parents.

        But about 7% of the offspring produced by unisexual reproduction responded differently than their parents to temperature and drug treatment they also had other quirks, such as increased production of the pigment melanin, a known virulence factor. Two-thirds of these unconventional cells contained an extra chromosome. Cells carrying an additional copy of either chromosome 9 or 10 became drug resistant, living longer than their parents when treated with the antifungal drug fluconazole. Offspring with extra copies of chromosome 9 or 13 proved as virulent as their parents when injected into mice.

        Overall, duplications of chromosomes led to changes that were detrimental under some conditions (the presence of a drug) or neutral under others (higher or lower temperatures).

        Although the study doesn’t point to immediate treatment possibilities, Heitman says that many researchers are studying the mechanisms that allow cells to tolerate the many extra proteins produced by the additional genes, which might reveal a weakness to target. The fact that genetic diversity produced from scratch through unusual types of sexual reproduction can lead to antifungal drug resistance suggests that this process may occur in other fungal infections, Heitman believes. The mechanism may also underlie infections caused by some parasites, including الجيارديا, which causes intestinal illness, and الليشمانيا, which causes skin sores, organ damage, and anemia, he says.

        Berman agrees that the possibility that aneuploidy can confer benefits “isn’t what the textbooks say is supposed to happen. If it’s a mechanism of drug resistance we need to take that into account.” For example, Berman says, future treatments might combine antifungal drugs with compounds still to be developed that can hinder the formation of aneuploid cells.


        Sex: it's a good thing, evolutionarily speaking

        By comparing sexual and asexual species of evening primroses, pictured, Erika Hersch-Green demonstrated that sexual reproduction offers a significant advantage.

        (Phys.org) -- Sure, sex may be fun, but it’s a lot of work, and the payoff is by no means certain. Scientists have speculated for a long time on why all living things don’t simply make like amoebas and split.

        Now a biologist at Michigan Technological University has found one good reason: sexual reproduction strengthens an organism’s ability to adapt specifically, it may lead to stronger disease resistance.

        Erika Hersch-Green tested the idea on 32 different species of evening primroses. These native North American wildflowers are unusual in that a number of species reproduce asexually, essentially through cloning themselves. That allowed Hersch-Green and her colleagues to compare 16 species that reproduce sexually with an equal number that function asexually.

        “We found that the sexual plants have an increased ability for adaptive, positive evolution,” she said. “That’s in line with many of the theories of evolution of sex.”

        Scientists believe that sexual reproduction offers two big advantages: It can sweep bad mutations out of the gene pool more quickly. Also, by shuffling parents’ genetic material each generation, it increases the likelihood that new genetic combinations will arise that help organisms adapt to their environment.

        To find evidence of those good genetic recombinations, Hersch-Green and her team sequenced the gene chitinase (pronounced KIE-tin-ace) A in each of the 32 species. All plants have the gene, which makes the enzyme chitinase and helps them identify and fight off diseases such as powdery mildew. However, the genes are not exactly the same there are some differences in their building blocks, called nucleotides, which means that there are slight variations in chitinase from species to species.

        Once they knew the sequence of nucleotides in the gene for each species, the researchers compared them using well-established mathematical models. They found that the chitinase A genes in the evening primrose species that reproduce sexually were different in four places from the ancestral gene, while the genes in the asexual species had not changed. In addition, the genes in the sexual plants had a higher expression level, meaning they produced more of the chitinase enzyme used to fight off disease.

        She also looked at how well 12 different genotypes of the same asexual evening primrose species weathered attacks by powdery mildew. Those that sustained the most damage from the mildew also were less fit, meaning they produced fewer fruits. “This suggests that common pathogens of evening primrose plants are an important selective agent for these plants,” Hersch-Green said. “Furthermore, molecular changes that increase chitinase expression and reduce disease damage are likely to be very good for the plants.”

        “This is in line with the theory that sex provides an evolutionary advantage to organisms,” Hersch-Green said. “Until now, there had been no empirical evidence to support this advantage of new genetic combinations.”

        The findings are published in the article “Adaptive Molecular Evolution of a Defence Gene in Sexual but not Functionally Asexual Evening Primroses,” published May 15 online in the مجلة علم الأحياء التطوري.


        الهجرة

        Migration occurs within all major branches in the animal kingdom. These migrations are beneficial to the survival and breeding of the migrating animals. One advantage of these migrations is that it allows them to come into contact with others of their own species. As these different groups meet and interact, they also begin to breed with each other. Certain alleles that are absent in one group are generally present in the other group. Many times these missing genes are important to the survival of the species. As the two groups begin to interbreed, these missing genes now become a part of the genetic makeup of the species. Interbreeding in turn also allows for the combinations of beneficial characteristics that would otherwise never occur within a single group.


        Reproduction, heredity, and DNA.

        Please Use the overview and other internet sources to answer the following.

        Part 1: Genetics - From Genes to Proteins, Mutations (Chapter 10)

        Overview: Genetic information in DNA is transcribed to RNA and then translated into the amino acid sequence of a Protein.

        A) Step 1 - Transcription: During the process of transcription, the information in the DNA codons of a gene is transcribed into RNA.

        Suppose that gene X has the DNA base sequence 3'-TACCCTTTAGTAGCCACT-5'.

        Question: What would be the base sequence of RNA after transcription occurs?

        (In this particular example, assume that the RNA product does not require processing to become mRNA. In other words, the transcribed RNA becomes the mRNA sequence.)

        B) Step 2 - Translation: During protein synthesis at the ribosome, the base sequence of the mRNA codons is translated to the amino acid sequence of a protein.

        Question: Using the mRNA that you transcribed above, use the genetic code table to determine the resulting amino acid sequence. Turn this in.

        And, turn in the answer to these questions:

        What is the significance of the first and last codons? What meaning do these codons have for protein synthesis?

        C) Mutations: A mutation is defined as a change in the base sequence of DNA. This may occur as a "mistake" in DNA replication, for example.

        Suppose that during DNA replication, two mutant DNA sequences are produced as shown below.

        For the 2 mutated DNA sequences, you will investigate how these changes might affect the sequence of amino acids in a protein.

        Question: For each of the two, you will need to first transcribe the mRNA, and then use the genetic code table to determine the amino acid sequence.

        Turn these in, and state whether the protein sequence changes for each.

        Question: Then, explain why a change in amino acid sequence might affect protein function. Turn in your answer.

        Here is the original sequence, followed by two mutated sequences, 1 and 2:

        Original sequence 3'- TACCCTTTAGTAGCCACT-5'

        Mutated sequence 1) 3'-TACGCTTTAGTAGCCATT-5'

        Mutated sequence 2) 3'-TAACCTTTACTAGGCACT-5'.

        Part 2: Inheritance of Traits or Genetic Disorders (Chapter 12)

        Bob and Sally recently married. Upon deciding to plan a family, both Sally and Bob find out that they are both heterozygous for cystic fibrosis, but neither of them has symptoms of the disorder.

        Set up and complete a Punnett Square for cystic fibrosis for this couple turn in the Punnett square.

        When doing the Punnett Square, C = normal allele and c = allele for cystic fibrosis.

        Note: You can use the Table function in MS Word to create and fill in a Punnett Square.

        Based on the Punnett square, calculate chances (percentages) for having a healthy child (not a carrier), a child that is a carrier for the cystic fibrosis trait, and a child with cystic fibrosis? Turn in these percentages.

        Part 3: Cell division, sexual reproduction and genetic variability (Chapter 11)

        Eukaryotic cells can divide by mitosis or meiosis. In humans, mitosis produces new cells for growth and repair meiosis produces sex cells (gametes) called sperm and eggs.

        Although mutations are the ultimate source of genetic variability, both meiosis and sexual reproduction also can contribute to new genetic combinations in offspring.

        Question: How do both meiosis and sexual reproduction (fertilization) produce offspring that differ genetically from the parents? Be sure to talk about steps in meiosis that increase variability as well as the process of fertilization.


        شاهد الفيديو: مادة الأحياء للصف الثالث الثانوي العلمي. تابع درس التكاثر الجنسي في الحيوانات (ديسمبر 2022).