Митохондриальная Ева и Генетический Адам

Митохондриальная Ева — имя, данное в популярной культуре женщине, жившей в Африке около 200 000 лет назад, от которой современное человечество унаследовало митохондриальную ДНК. Эта женщина не была единственной прародительницей вида человек разумный. Параллельно с ней жили другие женщины, но их митохондриальные ДНК до нашего времени не сохранились. От них нам могли достаться другие участки ядерной ДНК.

Поскольку митохондриальная ДНК наследуется только по материнской линии, у всех ныне живущих людей такая ДНК была получена от «Евы». Аналогично, ДНК мужской Y‑хромосомы у всех людей мужского пола должна происходить от «молекулярно-биологического Адама».

митохондрии и их ДНК ребёнок получает только из материнской яйцеклетки. Поскольку митохондриальная ДНК не подвергается рекомбинации, изменения в ней могут происходить исключительно посредством редких случайных мутаций. Путём сравнения последовательности митохондриальной ДНК и возникших в ней со временем мутаций можно не только определить степень родства ныне живущих людей, но и приблизительно вычислить время, необходимое для накопления мутаций в той или иной популяции людей.

Митохондриальная Ева — научная абстракция, созданная для упрощения расчётов. На самом деле речь идёт об относительно однородной генетической популяции, среди потомков которой большинство ныне живущих людей получили митохондриальную ДНК от одной[8] женщины, в то время как потомки других женщин по прямой женской линии той же предковой популяции не дожили до наших дней. Если у женщины нет ни одной дочери, то её митохондриальная ДНК не будет передана потомкам далее её собственного сына, хотя половину других генов унаследуют сыновья и их потомство.

Вопрос про преодоление бесплодия межвидовых гибридов

Кариотипы, кариограммы

В заданиях ЕГЭ по биологии встречаются рисуночные тесты по кариотипам, кариограммам. По рисункам нужно определить какого пола этот  человек, какая мутация у него присутствует. Примеры таких заданий.

Хромосомная и балансовая теории определения пола

В ЕГЭ по биологии есть такой вопрос:

С1.  Известно, что и у дрозофилы, и у человека мужской пол определяется хромосомами XY,  а женский – XX. При этом при генотипе XXY дрозофила будет самкой, а человек мужчиной. Объясните этот феномен.

Ответ в ключах такой: 

 У человека пол определяется наличием У-хромосомы, если она есть – будет мужчина, если нет- женщина.

У дрозофилы пол определяется количеством Х-хромосом в геноме, наличие     У-хромосом при определении пола роли не играет.

Такой ответ не дает глубокого понимания  причины.

 Суть в том, что для объяснения необходимо применять две теории определения пола.

Хромосомная теория пола Корренса (1907) заключается в том, что пол определяется сочетанием половых хромосом при оплодотворении. Различают следующие типы хромосомного определения пола.
 Таблица 1 – Типы хромосомного определения пола

Тип	Гетерогамет- ный пол	Генотип		Организмы
		самцов	самок
XY	Мужской	XY	ХХ	Человек, млекопитающие, дрозофила, меландриум и др.
XO	-»-	XO	ХХ	Клоп (Protenor), кузнечикиDioscoreaи др.
XY	Женский	ХХ (ZZ)	XY (ZW)	Птицы, земноводные, бабочки, клубника и др.
XO	-»-	ХХ (ZZ)	XO (ZO)	Моль и др.

Но в природе встречаются особи, у которых Y хромосома генетически инертна и не оказывает особого влияния на определение пола. Так у дрозофилы обнаружены особи типа ХО, которые были самцами, но бесплодны, а особи ХХY - нормальные плодовитые самки.

Балансовая теория пола (Бриджес, 1922).

•Суть балансовой теории в том, что в определении пола принимают участие не только половые хромосомы, но и аутосомы. Один гаплоидный набор аутосом сообщает особи свойства мужского пола. В данном случае пол определяется соотношением количества (балансом) аутосом и половых хромосом.

•Гены женского организма сосредоточены в Х-хромосомах, мужского – в аутосомах (А).

Геномные и хромосомные мутации человека.

 

С Днем Победы!

ПОМНЮ! ГОРЖУСЬ!

Я ушла из детства в грязную теплушку,
В эшелон пехоты, в санитарный взвод.
Дальние разрывы слушал и не слушал
Ко всему привыкший сорок первый год.

Я пришла из школы в блиндажи сырые,
От Прекрасной Дамы в «мать» и «перемать»,
Потому что имя ближе, чем «Россия»,
Не могла сыскать.

Юлия Друнина. 

Как решать задачи по цитологии?

Задача №1.

Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет 6•10^-9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядрах в конце интерфазы, конце телофазы мейоза I и телофазы мейоза II. Ответ поясните.
Ответ: 1) В интерфазе при подготовке к мейозу в ядре происходит удвоение ДНК, поэтому масса ДНК в ядре составляет 2 х 6•10^-9 = 12•10^-9 мг .
2)В конце телофазы мейоза 1 образуется две клетки, масса ДНК в каждом ядре равна 6•10^-9 мг (в ядрах находятся по 23 двухроматидные хромосомы);
3)Перед мейозом 2 не происходит удвоения ДНК. В ядрах половых клеток (телофаза 2) находится гаплоидный набор хромосом (23 однохроматидные хромосомы), поэтому масса молекул ДНК в ядрах- 3•10^-9 мг .

Задачи на энергетический обмен

Чтобы решить задачу на энергетический обмен, нужно ВЫУЧИТЬ этапы обмена, уравнения реакции и четко называть соотношения количеств веществ в этих реакциях!

Уравнения реакций этапов энергетического обмена

1 этап – подготовительный

Полимеры → мономеры

2 этап – гликолиз (бескислородный)

С₆Н₁₂О₆+2АДФ+2Н₃РО₄=2С₃Н₆О₃+2АТФ+2Н₂О

3 этап - кислородный

2С₃Н₆О₃+6О₂+36АДФ+36 Н₃РО₄=6СО₂+42 Н₂О+36АТФ

 Суммарное уравнение:

С₆Н₁₂О₆+6О₂₊38АДФ+38Н₃РО₄=6СО₂+44Н₂О+38АТФ

Пример решения:

Гликолизу подверглось две молекулы глюкозы, окислению только одна. Определите количество образованных молекул АТФ и выделившихся молекул углекислого газа при этом.

Решение:

            Для решения используем уравнения 2 этапа (гликолиза)и 3       этапа (кислородного)энергетического обмена.

            При гликолизе одной молекулы глюкозы образуется 2   молекулы АТФ, а при окислении 36 АТФ. По условию задачи         гликолизу подверглось 2 молекулы глюкозы: 2∙2=4 ,а     окислению только одна.

4+36=40 АТФ.

            Углекислый газ образуется только на 3 этапе, при полном     окислении одной молекулы глюкозы образуется 6 СО₂

            Ответ: 40 АТФ; СО₂.- 6

  Задачи для самостоятельного решения:

Задачи по молекулярной биологии

Доброго времени суток, ребята!

Большое количество заданий в ЕГЭ на биосинтез белка решается, в принципе, однотипно. Для этого необходимо владеть определенной информацией и применять её в нужный момент. Предлагаю повторить материал перед контрольной работой.

Начните с повторения необходимой информации, которую можно посмотреть здесь.

 Необходимые пояснения:

• Один шаг это полный виток спирали ДНК–поворот на 360^o
• Один шаг составляют 10 пар нуклеотидов
• Длина одного шага – 3,4 нм
• Расстояние между двумя нуклеотидами – 0,34 нм
• Молекулярная масса одного нуклеотида – 345 г/моль
• Молекулярная масса одной аминокислоты – 120 г/мол
• В молекуле ДНК: А+Г=Т+Ц (Правило Чаргаффа: ∑(А) = ∑(Т), ∑(Г) = ∑(Ц), ∑(А+Г) =∑(Т+Ц)
• Комплементарность нуклеотидов: А=Т; Г=Ц
• Цепи ДНК удерживаются водородными связями, которые образуются между комплементарными азотистыми основаниями: аденин с тимином соединяются 2 водородными связями, а гуанин с цитозином тремя.
• В среднем один белок содержит 400 аминокислот;
• вычисление молекулярной массы белка:

где М_min – минимальная молекулярная масса белка,
а – атомная или молекулярная масса компонента,
в – процентное содержание компонента.

Задания выполняются с помощью таблицы, в которой нуклеотиды в иРНК (в скобках – в исходной ДНК) соответствуют аминокислотным остаткам.

Генетический код

Двадцать аминокислот, входящих в состав белков

 

Задача №1. Последовательность нуклеотидов в начале гена, хранящего информацию о белке инсулине, начинается так:

А–А–А–Ц–А–Ц–Ц–Т–Г–Ц–Т–Т–Г–Т–А–Г–А–Ц
Напишите последовательности аминокислот, которой начинается цепь инсулина.
Ответ: фенилаланин – валин – аспарагиновая кислота – глутаминовая кислота – гистидин – лейцин.
Задачи для самостоятельного решения:

Желудок жвачных

У питающихся грубыми растительными кормами жвачных сложный желудок состоит из рубца, сетки , книжки и сычуга: первые три отдела (рубец, сетка и книжка) образуют так называемый преджелудок и выстланы многослойным эпителием; преджелудок лишен пищеварительных желез и в нем происходит лишь бактериальное брожение с участием населяющих его симбионтов , которые могут существовать только в нейтральной или слабощелочной среде. Разложение растительной пищи симбионтами проходит в рубце, где скапливается лишь слегка пережеванная пища; брожение усиливается после повторного пережевывания жвачки и смачивания ее слюной, имеющей слегка щелочную реакцию. В сетке и книжке продолжается брожение и механическое перетирание пищевых частиц. Обработка желудочным соком происходит только в сычуге, в его кислой среде.

У ленивцев желудок служит преимущественно местом накопления пищи; он достигает 20- 30% массы тела и всегда набит пищей, медленно поступающей в кишечник и продвигающейся по нему с малой скоростью (иногда до недели). Сложный желудок китообразных, зубы которых не могут размельчать пищу, обеспечивает ее механическую обработку при перистальтических движениях стенок. У муравьедов измельчение пищи происходит в пилорической части желудка, которая имеет твердую кутикулярную выстилку и снабжена сильно развитой мускулатурой. Желудочный сок китообразных и муравьедов отличается активностью и разлагает (гидролизует) даже такие стойкие вещества, как хитин, другими животными обычно неперевариваемый.

Число хромосом и молекул ДНК в мейозе

Доброго времени суток, ребята!

Повторяем решение задач на определение числа хромосом и ДНК в мейозе. Вам в помощь вот такая таблица и схема.

Число хромосом и молекул ДНК в мейозе в общем виде.

Фаза мейоза	Интерфаза I	Профаза I	Метафаза I	Анафаза I	Телофаза I
Число хромосом	2n	2n	2n	в начале 2n в конце 1n	1n
Число молекулДНК	в начале 2c в конце 4с	4c	4c	в начале 4c в конце 2с	2c
Фаза мейоза	Интерфаза II (короткая)	Профаза II	Метафаза II	Анафаза II	Телофаза II
Число хромосом	1n	1n	1n	в клетке 2n на полюсах 1n	1n
Число молекулДНК	2c	2c	2c	2c	1с

                                  

                      Число хромосом и молекул ДНК в мейозе в клетках гонад человека.

Фаза мейоза	Интерфаза I	Профаза I	Метафаза I	Анафаза I	Телофаза I
Число хромосом	46	46	46	в начале 46 в конце 23	23
Число молекулДНК	в начале 46 в конце 92	92	92	в начале 92 в конце 46	46
Фаза мейоза	Интерфаза II (короткая)	Профаза II	Метафаза II	Анафаза II	Телофаза II
Число хромосом	23	23	23	в клетке 46 на полюсах 23	23
Число молекулДНК	46	46	46	46	23

 В соматических клетках пшеницы 28 хромосом, что соответствует 28 ДНК.

Фазы мейоза	Число хромосом	Число ДНК
ин­терфаза 1       2п4с.	28	56
Профаза 1.    2п4с	28	56
Метафаза 1 (2п; 4с).	28	56
Анафаза 1 (2п; 4с).	28	56
Телофаза 1 (1п; 2с).	14	28
Интерфаза 2 (1п; 2с).	14	28
Профаза 2 (1п; 2с).	14	28
Метафаза 2 (1п; 2с).	14	28
Анафаза 2 (2п; 2с).	28	28
Телофаза 2 (1п; 1с).	14	14