Ознайомлення з теоретичним матеріалом на тему: 
Одноклітинні, колоніальні та багатоклітинні організми
Одноклітинні організми – це організми, які складаються лише з однієї клітини, у якій здійснюються всі необхідні життєві функції, притаманні багатоклітинним організмам. Ці організми зустрічаються серед прокаріотів (бактерії, ціанобактерії, архебактерії) і серед основних царств еукаріотів. Є одноклітинні тварини (наприклад, амеба-протей, евглена зелена, інфузорія-туфелька), одноклітинні рослини (наприклад, зелені водорості хламідомонада і хлорела, діатомові водорості), одноклітинні гриби (мукор, дріжджі). Одноклітинні організми, зазвичай, мають малі розміри, тобто є мікроорганізмами. Проте деякі одноклітинні тварини видимі неозброєним оком, а деякі багатоклітинні організми мікроскопічні. Одноклітинними були перші організми на Землі, але багатоклітинність у процесі еволюції незалежно розвивалася кілька разів. Клітини одноклітинних організмів поєднують властивості і клітини, і самостійного організму. Тому вони мають більші розміри, аніж клітини багатоклітинних організмів.
Колоніальні організми – це організми, які складаються з багатьох клітин одного чи декількох типів, що функціонують незалежно одна від одної. До колоніальних організмів належать колоніальні джгутикові (наприклад, вольвокс, евдоріна), колоніальні інфузорії (зоотамнії), колоніальні кишковопорожнинні (сифонофора, коралові поліпи) та ін. Колоніальними є організми, у яких особини дочірніх поколінь за безстатевого розмноження залишаються поєднаними з материнським організмом, утворюючи більш-менш складне поєднання – колонію. У рослинних джгутикових (евдоріна, гоніум) клітини колонії поєднуються між собою драглистою речовиною. А в колоній вольвокса окремі клітини не повністю ізольовані одна від одної, а пов'язані між собою тонкими цитоплазматичними містками. В інших, складніше організованих колоніях окремі особини можуть займати певне місце і виконувати спеціальні функції, важливі для всієї колонії. Наприклад, у сифонофор кожна колонія складається з видозмінених поліпів та медуз, які морфологічно та функціонально спеціалізовані. Взаємна інтеграція та спеціалізація, при цьому, досягає такої глибини, що колонія набуває рис єдиного організму.
Багатоклітинні організми – це організми, які складаються із сукупності клітин, групи яких спеціалізуються на виконанні певних функцій, утворюючи якісно нові структури: тканини, органи, системи органів. У більшості випадків завдяки такій спеціалізації окремі клітини не можуть існувати поза організмом. Багатоклітинними організмами є більшість рослин, грибів і тварин. Оскільки в здійсненні певної життєвої функції беруть участь клітини, тканини, органи, системи органів, то ця функція у багатоклітинних буде мати складніший і досконаліший характер. Спеціалізація складових частин багатоклітинного організму на виконанні певної функції робить їх залежними від інших частин, тому разом із диференціацією відбуваються процеси інтеграції, завдяки яким між частинами формуються внутрішні зв'язки (фізіологічні, генетичні, нервові, гуморальні та ін.), що обумовлюють підпорядкування їх організму як цілісній системі. Багатоклітинні організми поєднують молекулярний, клітинний, тканинний, органний і системний рівні.
Тканина – це сукупність клітин, подібних за будовою, походженням та виконуваними функціями. Утворюються тканини в багатоклітинних організмів унаслідок диференціації клітин. Диференціація клітин – процес виникнення відмінностей у будові та функціях клітин під час їхнього розвитку. Головними чинниками диференціації клітин є: а) відмінності цитоплазми ранніх ембріональних клітин, які обумовлені неоднорідністю цитоплазми яйцеклітини; б) індуковані впливи сусідніх клітин; в) вплив гормонів; г) вплив чинників довкілля та ін. Здійснюється цей важливий процес здебільшого в процесі зародкового розвитку і в деяких органах дорослого організму (наприклад, у кровотворних органах, гонадах). Диференціація клітин має, зазвичай, незворотній характер.
Молекулярно-генетичною основою диференціації клітин є активність специфічних для кожної тканини генів. Тканини виникають у більшості багатоклітинних тварин і вищих рослин, нижчі рослини і гриби тканин не мають.
Порівняльна характеристика тканин рослин та тварин
Ознаки
Тканини рослин
Тканини тварин
Міжклітинна речовина
Немає
є
З чого утворюються?
Від твірної тканини
Від зародкових листків
Основні типи
Твірні, покривні, провідні, механічні, основні.
Епітеліальні, сполучні, м'язові, нервова.
Органи – частина тваринного або рослинного організму, яка виконує одну або декілька функцій. Органи складаються з тканин різних типів, але, як правило, переважає один із них (наприклад, у серці переважає поперечнопосмугована серцева тканина). Ці структури багатоклітинних організмів характеризуються розташуванням, особливостями будови, виконуваними функціями тощо. Органи, виконуючи спільні функції, утворюють системи органів. У межах систем органи можуть послідовно з'єднуватися один з одним (наприклад, органи травного каналу) або бути "розкиданими" в організмі (наприклад, органи ендокринної системи). Усі органи організму взаємопов'язані і взаємодіють – корелюють. Кореляція є мірою залежності двох або більше випадкових величин. При цьому зміна однієї або кількох цих величин призводить до систематичної зміни іншої або інших величин. У процесі еволюції органи, в зв'язку з виконанням додаткових функцій, можуть видозмінюватися (наприклад, видозмінами пагона є вусики, вуса, колючки, бульби, цибулини, кореневища тощо).
Різноманітність органів
А. За функціями
Б. За наявністю порожнини: паренхіматозні – заповнені сполучною або основною тканинами (наприклад, легені, листок); порожнисті– мають всередині порожнину (наприклад, шлунок, стебло злакових).
В. За тривалістю існування: постійні– функціонують до кінця життя (наприклад, мозок, стебло); тимчасові – існують нетривалий час, а потім зникають (наприклад, плацента, квітка).
Г. За розташуванням: зовнішні (наприклад, очі, листок) та внутрішні (наприклад, серце, насінний зачаток).
Д. За походженням: гомологічні – мають однакове походження, але виконують різні функції (наприклад, лапа тигра і ласт тюленя, бульби картоплі і колючки глоду); аналогічні – мають різне походження, але виконують подібні функції (наприклад, крило метелика і крило птаха, колючки глоду і колючки кактуса).
У процесі розвитку в організмі рослин і тварин органи функціонально доповнюють один одного, формуючи фізіологічні та функціональні системи. Фізіологічні системи органів – це постійне поєднання органів, які виконують в організмі спільні життєво важливі фізіологічні процеси (наприклад, дихальна система для виконання функції дихання). В організмі багатоклітинних тварин і людини умовно розрізняють такі основні фізіологічні системи органів, як кровоносна, дихальна, травна, сечовидільна, статева, нервова та ін. Функціональні системи органів – це тимчасове поєднання органів різних систем для виконання певних функцій. Наприклад, під час бігу тварин узгоджено функціонують органи дихальної, кровоносної, опорно-рухової, нервової систем.



Біологія. Експерес-підготовка до ЗНО та ДПА
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

РОЗДІЛ III. ОРГАНІЗМЕНИЙ РІВЕНЬ ОРГАНІЗАЦІЇ ЖИТТЯ (продовження)


Генетика — наука, що вивчає закономірності та матеріальні основи спадковості та мінливості організмів.
Спадковість — здатність організмів передавати наступному поколінню свої ознаки і властивості, тобто здатність відтворювати собі подібних.
Ген — ділянка молекули ДНК, яка інформує про структуру одного білка.
Алелі — різні форми одного й того самого гена.
Локус — ділянка хромосоми, в якій розташований певний ген.
Генотип — сукупність усіх спадкових властивостей особини, спадкова основа організму, складена сукупністю генів.
Фенотип — сукупність усіх внутрішніх і зовнішніх ознак та властивостей особини, що сформувалися на базі генотипу під час індивідуального розвитку.
Гомозиготи — особини, у яких у певному локусі гомологічних хромосом присутні однакові алелі; при самозапиленні дають однорідне потомство, що не розщеплюється за даною парою ознак.
Гетерозиготи — особини, у яких у певному локусі гомологічних хромосом присутні різні алелі; при самозапиленні дають розщеплення за даною парою ознак.
Моногібридне схрещування — схрещування батьківських форм, що спадково відрізняються лише за однією парою ознак.
Дигібрідне схрещування — схрещування батьківських форм, що відрізняються за двома парами ознак.
Домінування — проявлення лнше однієї з альтернативних ознак у гетерозиготи.
Домінантна ознака — ознака, що проявляється в гомозиготи; домінантний ген позначається великою літерою.

Рецесивна ознака — ознака, що не проявляється в гомозиготи; рецесивний ген позначається малою літерою.
Мінливість — здатність організмів змінювати свої ознаки і властивості.
Модифікаційна (фенотипова) мінливість — зміни фенотипу, що виникають під впливом змін зовнішніх умов і не пов’язані зі змінами генотипу.
Мутації — зміни генотипу, спричинені структурними змінами генів або хромосом.
Поліплоїдія — кратне гаплоїдному набору збільшення кількості хромосом у клітині.
Р — батьківські організми, взяті для схрещування.
В (дзеркало Венери) — жіноча стать.
Н (щит і спис Марса) — чоловіча стать, х — схрещування.
F1, F2 — гібридне потомство, індекс відповідає порядковому номеру покоління. — гамети.
Метод
Суть
Значення
1. Гібридологічний
Застосований Г. Менделем. Полягає в схрещуванні організмів, які відрізняються за певними станами однієї чи кількох спадкових ознак
Дослідження характеру успадкування станів ознак за допомогою системи схрещувань
Метод
Суть
Значення
2. Генеалогічний
Полягає у вивченні родоводів організмів та кількісному аналізі ознак нащадків у ряду поколінь
Дає змогу простежити характер успадкування різних станів певних ознак у ряді поколінь, з’ясувати ймовірність прояви ознак у нащадків
3. Популяційно- статистичний
Вибірково досліджують частини популяції і статистично обробляють одержані дані
Дає можливість вивчати генетичну структуру популяцій — частоти зустрічальності алелів та генотипів у популяціях організмів
4. Цитогенетичний
Ґрунтується на дослідженні особливостей хромосомного набору організмів
Дає змогу виявити мутації, пов’язані зі зміною як кількості хромосом, так і структури окремих із них
5. Біохімічний
Аналіз хімічного складу і процесів обміну речовин
Використовують для діагностики спадкових захворювань, пов’язаних із порушенням обміну речовин
6. Близнюковий
Полягає у вивченні близнят
Можна з’ясувати роль генотипу та чинників довкілля у формуванні фенотипу особин

Рік
Учені
Внесок у становлення генетики
1865
Г. Мендель
У праці «Досліди над рослинними гібридами» виклав відкриті ним закономірності спадковості, розробив метод гібрідологічного аналізу, припустив існування факторів спадковості
1900
X. де Фріз,
К. Корренс, Е. Чермак
Перевідкрили закономірності спадковості, установлені Г. Менделем
1906
У. Бетсон
Запропонував назву «генетика»
1909
Т. X. Морган
Відкрив явище зчеплення генів і сформулював хромосомну теорію спадковості


Грегор Йоганн Мендель (1822-1884)

Томас Гент Морган (1866-1945)

Карл Еріх Корренс (1864-1933)

Еріх Чермак (1871-1962)

Гібрідологічний метод аналізу успадкування ознак організму був розроблений Г. Менделем (1822—1884). Він проводив широкі експериментальні дослідження з гібридизації рослин, результати яких було опубліковано в 1865 р. Цей рік вважається роком народження генетики.
Під час експериментів Мендель схрещував рослини гороху.
Горох — зручний об’єкт для генетичних досліджень:
1)   самозапильник;
2)   має багато культурних сортів, які стійко зберігають свої ознаки;
3)   має таку будову квіток, яка дозволяє легко видаляти пилок;
4)   сорти відрізняються один від одного за сімома добре помітними і зручними для обліку ознаками Ознаки гороху, які досліджував Г. Мендель:
колір віночка квітки (червоний, білий); форма насіння (округла, зморшкувата); колір стручків (зелені, жовті); форма стручків (округла, з перетяжками); розміщення квіток (по довжині стебла, у верхівці пагона); довжина пагона (довгий, короткий).
Головна особливість гібридологічного методу Г. Менделя — підбір батьківських пар та кількісний аналіз ознак у нащадків у ряду поколінь:
використання чистосортних рослин, що зберігали батьківські ознаки в ряду поколінь;
використання сортів, що різняться однією, двома або трьома парами альтернативних ознак;
аналіз у гібридів тільки тих ознак, які досліджуються;
аналіз потомства кожної особини окремо від інших;
кількісний рахунок гібридів, що різняться досліджувальними ознаками

Під час моногібридного схрещування в першому поколінні гібридів завжди виявлялася тільки одна з двох альтернативних ознак; друга ознака не виявлялася, вона була в пригніченому стані. Усе перше покоління було однаковим.
Закон одноманітності першого покоління (закон домінування): у гібридів першого покоління виявляються тільки домінантні ознаки — воно фенотипово одноманітне.

Гібриди першого покоління F, при подальшому розмноженні (самозапиленні) дають розщеплення за альтернативними ознаками, у їхньому потомстві F2 з’являються особини з рецесивними ознаками, що складають приблизно четверту частину від усього числа нащадків (3 :1).
Закон розщеплення: під час схрещування гібридів першого покоління у гібридів другого покоління відбувається розщеплення ознак у відношенні 3:1— утворюються дві фенотипові групи.


Під час дигібридного схрещування кожна пара ознак успадковується незалежно від інших. Гібриди утворюють 4 фенотипові групи в характерному відношенні 9 : 3 : 3 : 1.
Закон незалежного розподілу генів:
при ди- чи полігібридному схрещуванні розщеплення станів кожної ознаки у нащадків відбувається незалежно від інших.
При утворенні гібридів спадкові фактори (гени) не змішуються, а зберігаються у чистому вигляді. У гібридів першого покоління присутні обидва фактори — домінантний і рецесивний, але у вигляді ознаки виявляється домінантний фактор. Зв’язок між поколіннями при статевому розмноженні здійснюється через статеві клітини — гамети. Необхідно допустити, що кожна гамета несе тільки один фактор із пари.
Соматичні клітини мають диплоїдний набір хромосом, тобто алельні гени парні: де можуть бути два домінантних алеля (гомозигота за домінантним алелем), домінантний та рецесивний (гетерозигота) або два рецесивних (гомозигота за рецесивним алелем). Коли утворюються статеві клітини, в кожну з гамет потрапляє лише один алель- ний ген із кожної пари. Гомозиготна особина може продукувати лише один сорт гамет (з домінантним або рецесивним алелем), тоді як гетерозиготна — два сорти у рівних кількостях
Припустимо, що певні особини мають лише одну пару гомологічних хромосом, кожна з яких несе лише один ген.
Хромосому з домінантним алелем позначимо символом А, а з рецесивним — а. Гібриди першого покоління будуть гетерозиготними (генотип Аа), вони дістали одну хромосому з домінантним алелем від одного з батьків, а другу, з рецесивним,— від другого. Під час утворення статевих клітин гібриди першого покоління формуватимуть гамети двох сортів: половина з них нестиме хромосому з домінантним алелем, а половина — з рецесивним. Унаслідок схрещування гібридів першого покоління між собою можливі три варіанти генотипів гібридів другого покоління: чверть особин матиме хромосоми
3 домінантними алелями (гомозиготи за домінантною ознакою АА), половина — одну хромосому з домінантним алелем, другу — з рецесивним (гетерозиготи — Аа), а чверть — хромосоми з рецесивними алелями (гомозиготи за рецесивним алелем — аа). За фенотипом три чверті гібридів другого покоління (гомозиготи за домінантним алелем та гетерозиготи) матимуть домінантну ознаку й одна чверть (гомозиготи за рецесивним алеллем) — рецесивну
Під час дигібридного схрещування організми відрізняються за двома ознаками. Один із батьків має дві домінантні ознаки, інший — дві рецесивні.
У гібридів першого покоління спостерігається одноманітність, вони гетерозиготні за двома ознаками (АаВв). Під час утворення статевих клітин формуються 4   види гамет із різними комбінаціями ознак.
Закон комбінування станів ознак можна записати, користуючись решіткою Пеннета.
Унаслідок схрещування гібридів першого покоління між собою можливі 12 варіантів генотипів, за фенотипом можливі 4 варіанти:
— 9 частин успадковують домінантні ознаки і кольору, і форми;
— 3 частини — домінантну ознаку за кольором і рецесивну за формою;
— З частини — домінантну ознаку за формою і рецесивну за кольором;
— 1 частина — обидві ознаки рецесивні

Розщеплення F2 за фенотипом: 1 червоний : 2 рожеві: 1 білий
1. Якщо один алель не повністю домінує над другим, спостерігається проміжне успадкування. У цьому випадку ознаки гібридів є проміжними в порівнянні з батьківськими формами
2. При схрещуванні гібридів F1 між собою у F2 відбувається розщеплення за фенотипом у відношенні 1:2:1
3. Гетерозиготи зовні відрізняються від гомозигот
За фенотипом організму не можна з достатньою повнотою судити про його спадкову структуру — генотип. При повному домінуванні, наприклад, гомозиготи АА і гетерозиготи Аа мають однаковий фенотип. Визначити генотип можна лише за характером розщеплення в гібридному поколінні.
Аналізуюче схрещування — це схрещування особини невідомого генотипу з особиною, гомозиготною за рецесивним алелем. Гомозиготна особина завжди утворює один сорт гамет, і за потомством F1 можна судити про кількість типів гамет досліджуваного генотипу.
Якщо під час аналізуючого схрещування особини невідомого генотипу з рецесивною гомозиготою всі особи в F, одноманітні, то невідомий генотип — гомозигота АА:

Якщо під час аналізуючого схрещування особини невідомого генотипу з рецесивною гомозиготою в F, є розщеплення 1:1, то невідомий генотип — гетерозигота Аа:

Незалежне розщеплення під час дигібридного схрещування (див. третій закон Менделя) відбувається в тому випадку, коли гени, що належать до різних алелів, розташовані в різних парах гомологічних хромосом.
Закономірність успадкування неалельних генів, які містяться в одній хромосомі, була вивчена Т. X. Морганом та його школою. Морган установив, що гени, локалізовані в одній хромосомі, успадковуються разом, утворюючи групу зчеплення. Кількість груп зчеплення в організмів певного виду дорівнює кількості хромосом у гаплоїдному наборі. Однак зчеплення генів може порушуватися у мейозі під час кросинговеру — при перехресті хромосом і обміні ділянками.
Закономірності кросинговеру
Сила зчеплення між двома генами, які містяться в одній хромосомі, обернено пропорційна відстані між ними
Частота кросинговеру між двома зчепленими генами є відносно сталою величиною для кожної конкретної пари генів
Гени розташовані вздовж хромосом у лінійному порядку
Кожний ген займає в хромосомі певну ділянку (локус), алельні гени займають однакові локуси гомологічних хромосом
Усі гени однієї хромосоми утворюють групу зчеплення, завдяки чому відбувається зчеплене успадкування деяких ознак; сила зчеплення між двома генами обернено пропорційна відстані між ними
Зчеплення між генами, розташованими в одній хромосомі, порушується внаслідок кросинговеру, під час якого гомологічні хромосоми обмінюються ділянками
Кожний біологічний вид характеризується певним каріотипом
Стать, особини якої мають однакові статеві хромосоми, називається гомогаметною. При утворенні гамет усі вони мають однакові статеві хромосоми.
Стать, у особин якої статеві хромосоми різні, називається гетерогаметною. Гамети цих особин відрізняються за статевими хромосомами й утворюються в рівному відношенні.
Ознаки, гени яких локалізовані в статевих хромосомах, називаються зчепленими зі статтю.
X- і Y-хромосоми мають спільні гомологічні ділянки. У цих ділянках локалізовані гени, що визначають ознаки, які успадковуються однаково як у чоловіків, так і жінок.
Крім гомологічних ділянок, X- і Y-хромосоми мають негомологічні ділянки. Х-хромосома має локуси, які відсутні в Y-хромосомі. Якщо в такому локусі міститься рецесивний алель, який обумовлює генетичне захворювання (наприклад гемофілію, дальтонізм), то гетерозиготна жінка буде здоровою, а гомозиготний чоловік — хворим.
Якщо декілька генів визначають одну ознаку організму, то вони взаємодіють один з одним. Розрізняють такі основні типи взаємодії неалельних генів: комплементарність, епістаз і полімерія.
При комплементарності кожний із взаємодіючих генів поодинці не забезпечує формування певної ознаки, але в присутності обох генів це відбувається.
Епістаз — тип взаємодії генів, при якому одна пара алелів може пригнічувати прояв іншої.
Полімерія — тип взаємодії генів, при якому декілька генів контролюють спадкування однієї ознаки. Такі гени називаються полімерними.
Плейотропія — множинна дія генів. Багато генів діють не на один, а на декілька різних ознак.
Полігенне спадкування пігментації шкіри в людини
Запліднена яйцеклітина — зигота — одержує цитоплазму переважно від материнського організму. Від сперматозоїда при заплідненні в яйцеклітину потрапляє дуже мало цитоплазми. Таким чином спадкова інформація цитоплазматичних структур (мітохондрій і хлоропластів) буде передаватися тільки по материнської лінії, тобто від матері — до доньки і сина, але далі її може передати тільки донька. Така спадковість одержала назву материнської. Оскільки материнська спадковість пов’язана з цитоплазмою, вона одержала назву позаядерної, або цитоплазматичної.
Структурні
Регуляторні
Кодують структуру білків і рибонуклеїнових кислот
1. Є місцем поєднання ферментів та інших біологічно активних сполук.
2. Впливають на активність структурних генів.
3. Беруть участь у процесах реплікації ДН К і транскрипції


Усі живі організми розвиваються в тісному взаємозв’язку один з одним і з довкіллям. Різні фактори середовища (світло, температура, волога, склад ґрунту тощо) впливають на організми, викликаючи в них зміну зовнішніх та внутрішніх ознак. Таким чином, організм має не тільки спадковість, яка поставляє матеріал для еволюції і селекції, але і мінливість.
Мінливість — здатність організмів змінювати свої ознаки і властивості.
Види мінливості
Модифікаційна (фенотипова, неспадкова, масова)
Генотипова (спадкова)
Мутаційна (генотипова, спадкова, індивідуальна)
Комбінативна
Зміни — модифікації
Зміни — мутації
Зміни — рекомбінації
Зміни фенотипу, що виникли під впливом довкілля, але не зачіпають генотипу й не передаються іншим поколінням, називаються модифікаціями, а така мінливість — модифікаційною.

Ступінь вираження модифікації залежить від інтенсивності та тривалості дії чинника
Модифікації не успадковуються
Модифікації можуть зникати протягом життя особини, якщо припиняється дія факторів, які їх викликали
Модифікації, які виникають на ранніх етапах онтогенезу, можуть зберігатися протягом усього життя особини, але не успадковуватися
Модифікації спрямовані на пристосування організмів до змін дії тих чи інших факторів
Різні ознаки організму в різній мірі змінюються під впливом зовнішніх умов. Межі, у яких можлива зміна ознак у даного генотипу, називаються нормою реакції.

Норма реакції
Вузька
Широка
Ознаки, іцо мають першорядне значення для процесів життєдіяльності
Ознаки не мають особливого значення для організму
Для вивчення мінливості певної ознаки складають варіаційний ряд: послідовність кількісних показників певної ознаки (варіант), розташованих у порядку їхнього зростання чи зменшення. Довжина варіаційного ряду свідчить про розмах модифікаційної мінливості.
Розподіл варіантів у варіаційному ряді зображають у вигляді варіаційної кривої. Варіаційна крива — це графічне вираження кількісних показників мінливості певної ознаки, яке ілюструє як розмах цієї мінливості, так і частоту, з якою зустрічаються окремі варіанти. За допомогою варіаційної кривої можна встановити середні показники та норму реакції тієї чи іншої ознаки.