granska genetik
de egenskaper som uttrycks av alla levande organismer styrs av gener. Dessa gener ärvs från organismens förälder/s och kontrollerar allt från art till morfologi. Gener finns på kromosomer, som är den strukturella organisationen av DNA som finns i kärnor i eukaryoter och nukleoler i prokaryoter. Studien av dessa kromosomer, de gener de innehåller och deras ärftlighet är vad som tillsammans kallas genetik.,
Gregor Mendel är känd som far till genetik. På 1860-talet tillbringade en Augustinisk munk som kallas Mendel tio år med att studera arv i ärtväxter. Genom att korsa växter med olika höjder och blomfärger kunde han bestämma att sådana egenskaper överförs från förälder till avkomma. Inte bara detta, men den resulterande uppvisade egenskapen är en kombination av den som uppvisas av moderplantorna. Som sådan kunde han säga att drag ärvs av två versioner av en gen, som interagerar för att producera en fenotyp hos avkommor. Detta visas i tabellen nedan., Vissa genversioner dominerar över andra: till exempel är den långa versionen dominerande över den korta versionen av genen, vilket innebär att om avkomman innehåller en lång version och en kort version av en gen kommer avkomman att vara lång. Avkomma kommer bara att vara kort om båda versionerna ärvda är korta. Dessa versioner är vad vi kallar alleler.
tabell 1: avkomman producerad av olika kombinationer av Mendels ärtväxter.
Efter Mendels arbete med ärtväxter och genetiskt arv bestämde ytterligare forskare att kromosomtal fastställs i varje art., I de flesta eukaryoter är numret utställt känt som diploidnumret (2n), eller två kompletta uppsättningar kromosomer: en ärvd från varje förälder. Alla medlemmar av en art har vanligtvis samma kromosomala nummer. Tabellen nedan visar diploidkromosomantalet av flera välkända arter.
tabell 2: diploidkromosomantalet för flera välkända arter av växter och djur.,
| Species | Diploid chromosome number (2n) |
| Human | 46 |
| Cat (domestic?,=”96f2fe26fa”>48 | |
| tomat | 24 |
| vete | 42 |
| schimpans | 48 |
denna forskning gav senare upphov till den kromosomala arvsteorin, där det står att egenskaper som visas hos avkommor ärvs från föräldrar och styrs av gener finns på kromosomer, passerade till avkomman från föräldrarna via gameter.,
genetisk variation uppstår när genen som styr ett drag muterar för att producera en ny variant eller rekombinerar för att producera en ny variant. Ett exempel på detta skulle vara vita ögon i fruktflugor.
organismer ärver två kopior av en gen, en från varje förälder. Dessa kopior kallas alleler. Det finns olika nivåer av interaktion mellan dessa alleler, som bestämmer vilken kopia av genen som kommer att uttryckas. Dominerande drag uttrycks över recessiva egenskaper (såsom exemplet på Mendels ärtväxter ovan)., Lagen om oberoende sortiment styr hur två kontrasterande egenskaper, var och en med sin uppsättning alleler, uttrycks. Ibland påverkar två eller flera gener ett enda drag, vilket leder till uttryck av det egenskapen, såsom kappfärg i labradorer. Detta kallas ofullständig eller partiell dominans. Gener som ligger på X-kromosomen uttrycks annorlunda i manliga och kvinnliga avkommor, eftersom manliga avkommor bara har en allel för detta drag. Codominant alleler uttrycks samtidigt, såsom mn blodgrupper hos människor., Abo-blodgruppen hos människor styrs av flera alleler i befolkningen, varav upp till fyra kan överföras till avkomman av föräldrarna. Vissa alleler är också dödliga. Dessa kan vara dödliga recessiva mutationer, där en dubbel kopia av denna allel kommer att döda organismen, men en recessiv dödlig kopia kommer att maskeras av den andra ”friska” kopian. En allel med en dominerande dödlig mutation är tillräcklig för att resultera i en organisms död. Temperatur-och miljövariabler kan också påverka genuttryck.,
alternerande livscykler
vissa organismer som svampar har alternerande livscykler där både haploid och diploid former förekommer naturligt i naturen kallas växling av generationer. Svampens fruktstruktur (teleomorf) producerar sporer (asexuell reproduktionsenhet anpassad för spridning). Denna enhet kan göra hyphae och bilda fria levande haploida individer genom fortsatt celldelning. Dessa hyphae kan skapa asexuella haploida kolonier., Å andra sidan kan dessa enheter smälta genom en process av karyogamy (nukleärt äktenskap) och bilda sexuella diploida fria levande individer. Vissa svampar är heterotalliska, som kan sexuell reproduktion utan att kräva en annan partner. Medan vissa andra svampar är homotalliska, kräver en annan individ med en annan parningstyp för att reproducera sexuellt reproducera. Detta avbildas i figuren nedan.,
Figur 1: den alternerande livscykeln för svampar
kromosomuppsättningar
diploid avser antalet kompletta kromosomuppsättningar som finns i varje cell i varje cell av svampar.en organism: diploida celler innehåller två kompletta uppsättningar. Haploida organismer innehåller å andra sidan endast en komplett kromosomuppsättning.
kromosomuppsättningar kan ändras i meios och ibland i mitos. I meios reduceras kromosomantalet., Kromosomuppsättningar fördubblas initialt för att skapa tetraploida celler (4n). Processen med meios, som producerar sexceller, delar 4n – modercellen i fyra haploid (n) dotterceller, som sedan kan kombineras i sexuell reproduktion för att bilda en diploid avkomma. Vid mitos bevaras det kromosomala antalet. Kromosomuppsättningar fördubblas initialt för att skapa en 4N-cell. Mitos delar sedan modercellen i två dotterceller med lika kromosomuppsättningar på 2n., I mitos innehåller dottercellerna samma genetiska information som modercellen, medan i meios innehåller varje dottercell endast hälften av den genetiska informationen i modercellen, vilket möjliggör genetisk rekombination hos avkomman.
vad skulle hända om denna Kromosomfördubbling och minskning inte inträffade?
i meios, om kromosomfördubbling inte inträffade före celldelning, skulle var och en av de fyra dottercellerna bara innehålla en fjärdedel av kromosomerna i deras modercell – så en diploid modercell skulle producera fyra celler med endast en halv kromosomuppsättning., När dessa könsceller kombineras för att bilda avkomma, avkomman skulle bara haploid, och så skulle vara en annan art till föräldern och så oförmögen att föda. I mitos, om kromosomfördubbling inte inträffade före celldelning, skulle var och en av de två dottercellerna endast innehålla en kromosomuppsättning från sin modercell. Detta skulle resultera i en individ med celler med olika kromosomtal, vilket skulle resultera i genetiska mutationer., Om kromosomreduktion inte inträffade i meios, skulle kombinationen av två celler för att bilda avkomma resultera i avkomma med dubbelt så många kromosomer hos någon av dess föräldrar eller en 4N kromosomuppsättning. Denna avkomma skulle då vara en annan art. Om kromosomreduktion inte inträffade vid mitos skulle de resulterande dottercellerna innehålla en 4N kromosomuppsättning, och det skulle vara oförenligt med resten av organismen.
vad händer när det kromosomala numret inte upprätthålls?,
processerna för mitos och meios är strukturerade för att säkerställa att antalet kromosomer hos avkomman återspeglar förälderns. Men ibland går saker fel, och det är inte fallet. Nondisjunction uppstår när karyokinesis inte förekommer korrekt: kromosomer misslyckas med att separera i sina systerkromatider, vilket resulterar i dotterceller med ojämnt antal kromosomer. Monosomi inträffar efter nondisjunction, i dottercellen innehållande färre kromosomer – denna cell kommer att innehålla en färre kromosom eller en kromosom där den ska innehålla två., Den andra dottercellen kommer att uppvisa trisomi-den kommer att innehålla en extra kromosomeller tre kromosomer där den ska innehålla två. Polyploidi uppstår när en cell innehåller mer än två haploid kromosomuppsättningar (såsom triploid eller tetraploidceller). Autopolyploidy innebär att mer än två haploida kromosomuppsättningar av samma art är närvarande; detta kan uppstå som ett resultat av ofullständig segregering i meios, eller om två spermceller befruktar samma äggcell., Allopolyploidi resulterar när modercellerna inte är av samma art, vilket resulterar i en dottercell som innehåller en komplett diploid kromosomuppsättning från varje modercell. Ett exempel på detta är en mule, som är ett kors mellan en häst och en åsna. Sådana organismer är vanligtvis sterila. Resultatet av dessa händelser är aneuploidy eller en cell som inte innehåller ett diploidkromosomnummer. Detta är grunden för många genetiska sjukdomar, såsom Downs syndrom (som härrör från trisomi), eller Edwards syndrom (också till följd av trisomi).
Figur 2: den fullständiga kromosomuppsättningen av en kvinna med Downs syndrom., Trisomi sker på kromosom 21.
andra avvikelser i kromosomuppsättningar inkluderar en förändring i arrangemanget av kromosomuppsättningen. En radering av en del av en kromosom, hos människor, kan leda till sjukdomar som cri du chat syndrom; en upprepning av en del av en kromosom som härrör från ojämn korsning över av genetiskt material under meios., Inversioner av gensekvenser, translokationer av kromosomsegment, kan resultera i familjär Downs syndrom hos människor; och bräckliga platser i kromosomer, såsom Martin-Bell syndrom hos människor, en vanlig orsak till mental retardation.
Vad är skillnaden mellan Haploid och Diploid? Vad betyder det?
en haploidkromosomuppsättning förekommer i eukaryoter när en sexcell eller gamete produceras. Denna cell innehåller hälften av det genetiska materialet, eller kromosomer, av dess modercell.
en diploid kromosomuppsättning förekommer i de flesta eukaryoter i somatiska celler – det vill säga icke-sexceller., Dessa celler innehåller hela uppsättningen av genetiskt material, eller kromosomer, av organismen, eller dubbla haploid kromosomuppsättningen. Således ligger hela genuppsättningen av en organism i varje cell i den organismen.
skildringen av diploidkromosomuppsättningen av en organism är känd som en karyotyp. Karyotypen är organiserad av storleksordningen av kromosomernas storlek och centromerens placering.
Figur 3: karyotyp av en människa, som visar ett diploidkromosomnummer på 46.,
inslagning av Haploid vs. Diploid
Diploid-och haploidceller och organismer förekommer i naturen. Skillnaderna mellan haploid och diploid kromosomuppsättningar är i antalet kromosomer närvarande och i de typer av celler där de förekommer. Haploidceller innehåller halva kromosomantalet av diploida celler, och är mestadels könsceller, medan diploida celler är somatiska celler. Vissa organismer har en haploid och en diploid livscykel, såsom alger., Diploida celler reproducera via mitos skapa dotterceller identiska med modercellerna och varandra. Haploid reproducerar å andra sidan via meios som producerar avkommor eller celler som skiljer sig från andra föräldrar men innehåller lite av varje förälder och varje cell som skiljer sig från den andra.
utvald Bildkälla
Låt oss omsätta allt i praktiken. Prova denna biologi övningsfråga:
letar du efter mer Biologipraxis?
kolla in våra andra artiklar om biologi.
Du kan också hitta tusentals övningsfrågor på Albert.io Albert.,io låter dig anpassa din inlärningsupplevelse för att rikta övning där du behöver mest hjälp. Vi ger dig utmanande övningsfrågor för att hjälpa dig att uppnå behärskning i biologi.
börja träna här.
är du en lärare eller administratör intresserad av att öka biologistudenternas resultat?
Läs mer om våra skollicenser här.