в чем преимущество диплоидности по сравнению с гаплоидным состоянием

В чем преимущество диплоидности по сравнению с гаплоидным состоянием

Плоидность организмов

Существуют организмы, которые большую часть жизненного цикла являются гаплоидными, диплоидными или полиплоидными. Какие преимущества имеет каждый из этих вариантов?

Рассмотрим преимущества гаплоидности на примере микроорганизмов. Бактерии содержат одну копию кольцевой хромосомы на клетку. Перед каждым делением хромосома удваивается и каждая копия переходит в одну из дочерних клеток. Любая благоприятная мутация, возникшая в одной из цепей ДНК, проявится при первом же делении клетки. Такая стратегия закрепления благоприятных мутаций дает микроорганизмам возможность быстро приспосабливаться к измененным условиям существования. Учитывая большую скорость размножения и короткий жизненный цикл микроорганизмов, можно предположить, что возникают хотя бы единичные мутанты, способные существовать в измененных условиях.
Диплоидные организмы обладают удвоенным генетическим материалом. Это дает им ряд преимуществ: диплоидные организмы могут залечивать повреждения ДНК, летальные для гаплоидов. При повреждениях, затрагивающих обе нити двойной спирали, нормальную структуру одной нити нельзя восстановить по второй. «Залечивание» происходит с помощью гомологичной хромосомы: одна из ее цепей служит матрицей для синтеза ДНК на месте повреждения.
У диплоидов есть возможность «скрыть» проявление мутаций в геноме гетерозиготных организмов. Известны примеры, когда особи с гетерозиготным генотипом имеют преимущество по сравнению с гомозиготами по аллелю дикого типа и по мутантному аллелю. Рецессивный аллель гена гемоглобина определяет аномальный тип гемоглобина — серповидную форму эритроцитов, что уменьшает их способность связывать кислород при гомозиготном состоянии аллеля и приводит к смерти (серповидноклеточная анемия). Однако тот же самый аллель как в гомозиготном состоянии, так и в гетерозиготном повышает устойчивость организма к заболеванию малярией (малярийный плазмодий не может развиваться до конца в эритроцитах, несущих аномальный гемоглобин). Но даже если рецессивная мутация в гетерозиготе не дает преимуществ для одной особи, то диплоидность все равно позволяет сохраниться в генофонде вида большему количеству наследственных вариаций. При изменении условий какие-то из них могут выходить в гомозиготу благодаря изменению направления отбора и частоты мутантного аллеля.
Полиплоидия встречается в основном у растений. Иногда полиплоидия приводит к увеличению размеров отдельных частей организма (площади листа, длины стебля). Возможный механизм этого явления — укрупнение клеток вследствие повышенного содержания ДНК в ядре. Понятно, что такое укрупнение в природе иногда выгодно, иногда нет. Гетерозиготность у полиплоидов может сохраняться в ряде поколений без расщепления, если внутри четверки хромосом одного происхождения выделились две пары, расходящиеся независимо друг от друга. Подумайте, как это происходит. Полиплоид, возникший в результате гибридизации (как капусторедька), сохраняет в ряде поколений оба родительских генома.

Источник

Значение диплоидности в ЕГЭ по биологии 2017 года

В 2017 году в ЕГЭ по биологии появился довольно интересный вопрос. «Диплоидность — важнейший ароморфоз в органическом мире. Каково его значение в развитии органического мира?» Отвечаю с подробными комментариями.

1) Диплоидность представляет собой один из антимутационных механизмов: в диплоидной гетерозиготе рецессивные мутации не проявляются.

Комментарий к пункту 1. Известно, что в геноме видов постоянно появляется множество рецессивных мутаций. Еще С.С. Четвериков писал об этом. Однако большинство подобных мутаций вредны. Представляете, если бы они все проявлялись в фенотипе? Тогда многие животные, например, рождались бы уродливыми и нежизнеспособными. Некоторые сразу бы погибали на зародышевой стадии, либо жили недолго. Если же вредная рецессивная мутация «a» в условиях диплоидности сочетается с доминантной аллелью «А», последняя подавляет «а». В результате она не проявляется в фенотипе. А теперь представьте, если бы все организмы на Земле были гаплоидными. Любая мутация сразу проявлялась бы в фенотипе. Такое характерно для бактерий, некоторых гаплоидных растений. Безусловно, некоторые рецессивные мутации полезны и могут стать резервом наследственной изменчивости.

2) Диплоидность повышает генетический полиморфизм (многообразие) в популяции: дает возможность накапливаться рецессивным мутациям в популяции, но предотвращает их фенотипическое проявление (резерв наследственной изменчивости).

Комментарий к пункту 2. Любая популяция накапливает мутации. Зачем? Для того, чтобы в будущем, при изменении условий среды, эти мутации могли проявиться в полезные признаки. При этом будет протекать случайный процесс. Среда меняется, например, на острове начались сильные ветры. Мутация «короткие крылья» имелась у многих насекомых, но не проявлялась. Она была у большинства в диплоидном, рецессивном и гетерозиготном состоянии. И таких скрытых мутаций популяция может накопить множество. Диплоидность как бы не дает им проявиться в фенотипе. Но в любом случае рано или поздно, согласно второму закону Менделя, это может произойти при скрещивании двух гетерозигот. Появится рецессивная гомозигота.

В условиях сильного ветра мутация короткокрылости оказалась полезной (ветер не уносит насекомых в море), и, проявившись в фенотипе, была сохранена естественным отбором. Таким образом, она распространилась в популяции, обеспечив приспособленность. Таким образом, при диплоидности накапливаются полезные мутации в генотипе. Если бы все организмы были гаплоидными, любые мутации не копились бы и сразу проявлялись. Например, короткокрылость сразу могла проявиться в фенотипе, даже если ветры не усилились. Возможно, естественный отбор сразу уничтожит таких особей, так как они могли стать легкой добычей для хищников. А при диплоидности и гетерозиготности рецессивная мутация скрыта, и у многих особей она может незаметно сохраняться в генотипе, а также передаваться.

Возможно, эта мутация станет очень важна и ее надо будет надежно передать последующим поколениям. Актуальным организмам она может быть вовсе не нужна в этих конкретных условиях среды. Диплоидность дает возможность копить «потенциал» мутаций. Сохранение и распространение мутации обеспечивается естественным отбором. Но только в том случае, если среда «требует» признак, за который отвечает мутация.

3) Диплоидность обеспечила формирование мейоза, который вносит вклад в поддержание набора хромосом в поколениях, является источником комбинативной изменчивости.

Комментарий к пункту 3. Обратите внимание, клетки, вступающие в мейоз, всегда диплоидны. Природа «придумала» мейоз для того, чтобы в поколениях не было постоянного увеличения набора хромосом. Мейоз предусмотрительно уменьшает набор хромосом в два раза, добавляя генетических перекомбинаций в половые клетки и споры родительских организмов. Оплодотворение после мейоза также увеличивает генетическое многообразие, восстанавливая набор хромосом до диплоидного. Митоз зиготы в будущем поддерживает плоидность постоянной.

Кстати, об этих трех процессах (мейоз, оплодотворение, митоз) уже был вопрос в ЕГЭ по биологии как о факторах поддержания постоянства набора хромосом. Если бы не было диплоидности, вряд ли мейоз появился. Правда, в условиях тетраплоидности и другой, кратной двум плоидности, мейоз бы существовал. Для него имеет значение возможность разделения генетического материала надвое. Скорее всего, если бы все организмы были гаплоидными, то мог существовать только митоз.

4) Диплоидные потомки имеют многообразные фенотипы, так как появляются после оплодотворения — слияния половых клеток различных по фенотипу родителей.

Процесс перехода от гаплоидности к диплоидности после оплодотворения является известной в биологии причиной комбинативной изменчивости организмов. Потомок с двойным набором хромосом получает первую половину генов от одного родителя, вторую – от другого. Родители могли крайне серьезно отличаться как по генотипу, так и по фенотипу. Например, один родитель имеет ярко-голубые глаза, другой – высокий рост. У них образуются гаплоидные половые клетки. Есть шансы, что в каждую из них попадут соответствующие гены. В итоге образуется диплоидная зигота, из которой в теле матери, вероятно, будет развиваться ребенок с голубыми глазами и высоким ростом.

У голосеменных растений большая часть органов диплоидна, а гаплобионт разделился на мужской и женский. Мужской предстал в виде спор, женский является гаплоидным эндоспермом внутри семязачатка. Разделение гаплобионта встречается и у некоторых водорослей, мхов, папоротникообразных. Кстати, гаплоидные стадии у растений мы обычно называем гаметофитами, диплоидные – спорофитами. У цветковых в цикле также преобладает диплобионт (спорофит). Гаплобионт у них разделен на две части: мужской является пыльцой (микроспорой), женский – триплоидным зародышевым мешком семязачатка.

Источник

В чем заключается преимущество диплоидности по сравнению с гаплоидным состоянием?

В чем заключается преимущество диплоидности по сравнению с гаплоидным состоянием.

При диплоидности более эффективнее и быстрее идётобмен веществ,

диплоидыпреобладаютв жизненных циклах растений,

у них быстреескоростьфотосинтеза и биосинтеза,

вышевыносливость и выживаемость.

Диплоидность эволюционно болеепрогрессивна.

Эндосперм имеет А) гаплоидный набор хромосом Б)диплоидный набор хромосом В)триплоидный набор хромосом Г)гаплоидный и диплоидный набор хромосомПОМОГИТЕ ПОЖАЛУЙСТА?

Эндосперм имеет А) гаплоидный набор хромосом Б)диплоидный набор хромосом В)триплоидный набор хромосом Г)гаплоидный и диплоидный набор хромосом

9. Водоросль улотрикс в отличие от ламинарии а) состоит из диплоидных клеток во взрослом состоянии б) состоит из гаплоидных клеток во взрослом состоянии в) является спорофитом во взрослом состоянии г)?

9. Водоросль улотрикс в отличие от ламинарии а) состоит из диплоидных клеток во взрослом состоянии б) состоит из гаплоидных клеток во взрослом состоянии в) является спорофитом во взрослом состоянии г) большую часть жизни существует в виде спорофита.

Почему половые клетки должны быть гаплоидны, а не диплоидны?

Почему половые клетки должны быть гаплоидны, а не диплоидны?

В результате какого гаплоидный набор хромосом переходит в диплоидный?

В результате какого гаплоидный набор хромосом переходит в диплоидный?

В результате какого процесса диплоидный набор хромосом переходит в гаплоидный?

Переводите от греч?

Переводите от греч.

И как они обозгачаются.

Что такое гаплоидный и диплоидный наборы хромосом?

Что такое гаплоидный и диплоидный наборы хромосом?

Какие клетки называют гаплоидными а какие диплоидный?

Какие клетки называют гаплоидными а какие диплоидный.

Источник

Существуют организмы, которые большую часть жизненного цикла являются гаплоидными, диплоидными или полиплоидными. Какие преимущества имеет каждый из этих вариантов?

Обсуждение вопроса:

Рассмотрим преимущества гаплоидности на примере микроорганизмов. Бактерии содержат одну копию кольцевой хромосомы на клетку. Перед каждым делением хромосома удваивается и каждая копия переходит в одну из дочерних клеток. Любая благоприятная мутация, возникшая в одной из цепей ДНК, проявится при первом же делении клетки. Такая стратегия закрепления благоприятных мутаций дает микроорганизмам возможность быстро приспосабливаться к измененным условиям существования. Учитывая большую скорость размножения и короткий жизненный цикл микроорганизмов, можно предположить, что возникают хотя бы единичные мутанты, способные существовать в измененных условиях.

Диплоидные организмы обладают удвоенным генетическим материалом. Это дает им ряд преимуществ: диплоидные организмы могут залечивать повреждения ДНК, летальные для гаплоидов. При повреждениях, затрагивающих обе нити двойной спирали, нормальную структуру одной нити нельзя восстановить по второй. «Залечивание» происходит с помощью гомологичной хромосомы: одна из ее цепей служит матрицей для синтеза ДНК на месте повреждения.
У диплоидов есть возможность «скрыть» проявление мутаций в геноме гетерозиготных организмов. Известны примеры, когда особи с гетерозиготным генотипом имеют преимущество по сравнению с гомозиготами по аллелю дикого типа и по мутантному аллелю. Рецессивный аллель гена гемоглобина определяет аномальный тип гемоглобина — серповидную форму эритроцитов, что уменьшает их способность связывать кислород при гомозиготном состоянии аллеля и приводит к смерти (серповидноклеточная анемия). Однако тот же самый аллель как в гомозиготном состоянии, так и в гетерозиготном повышает устойчивость организма к заболеванию малярией (малярийный плазмодий не может развиваться до конца в эритроцитах, несущих аномальный гемоглобин). Но даже если рецессивная мутация в гетерозиготе не дает преимуществ для одной особи, то диплоидность все равно позволяет сохраниться в генофонде вида большему количеству наследственных вариаций. При изменении условий какие-то из них могут выходить в гомозиготу благодаря изменению направления отбора и частоты мутантного аллеля.

Полиплоидия встречается в основном у растений. Иногда полиплоидия приводит к увеличению размеров отдельных частей организма (площади листа, длины стебля). Возможный механизм этого явления — укрупнение клеток вследствие повышенного содержания ДНК в ядре. Понятно, что такое укрупнение в природе иногда выгодно, иногда нет. Гетерозиготность у полиплоидов может сохраняться в ряде поколений без расщепления, если внутри четверки хромосом одного происхождения выделились две пары, расходящиеся независимо друг от друга. Подумайте, как это происходит. Полиплоид, возникший в результате гибридизации (как капусторедька), сохраняет в ряде поколений оба родительских генома.

Источник

Гаплоидный и диплоидный набор хромосом: особенности хромосомного строения и отдельных наборов

Гаплоидный и диплоидный набор хромосом

Особенности строения хромосом

Гаплоидный набор хромосом и диплоидный набор хромосом представляют собой определенные хромосомные комплекты, которые свойственны для определенной разновидности клеток.

Механизм формирования гаплоидного и диплоидного хромосомных наборов становится понятен после детального рассмотрения особенностей строения самой хромосомы.

Перед тем как погрузиться и рассмотреть, что такое диплоидный набор, и чем он отличается от гаплоидного набора, дадим определение хромосоме.

Хромосома является нуклеопротеидной структурой, которая представляет собой одну из составляющих ядер эукариотических клеток.

Хромосома является хранительницей ДНК.

Хромосома в клетке играет важную роль: она хранит, передает и реализует наследственную информацию. В клетке хромосомы легко различимы при помощи микроскопа, но с при одном условии: в момент мейотического и митотического деления.

Совокупность хромосом образуют кариотип.

Что такое кариотип? Дадим определение.

Кариотип — совокупность хромосом, находящихся в клетке.

Кариотип — это видоспецифичный признак, не испытывающий на себе влияния индивидуальной изменчивости. В хромосомах есть ДНК, а сами хромосомы содержатся в ядре, пластидах и митохондриях. ДНК в прокариотических клетках хранится свободно в толще цитоплазмы.

Хромосомы вирусов — ДНК и РНК молекулы, находящиеся в капсиде.

Открытие хромосом пришлось на 1882 год: его совершил В. Флемминг. Ученый упорядочил и систематизировал информацию, которой на то время располагала наука об этих системах.

С открытием законов Менделя связано понимание важной генетической роли хромосом. Позже появились различные хромосомные теории: Т. Моргана, К. Бриджеса, Г. Меллера. К слову, Морган удостоился Нобелевской премии за исследования в этой области.

Особенности диплоидного и гаплоидного набора хромосом

«Набор хромосом» и «плоидность» — два взаимосвязанных понятия.

Под плоидностью понимают общее количество одинаковых хромосом в кариотипе.

Есть несколько форм плоидности или наборов хромосом:

Диплоидный набор хромосом — это такой набор, который свойственен соматическим клеткам.

Гаплоидный набор хромосом — это такой набор, который характерен для половых клеток.

Половое размножение подразумевает в процессе оплодотворения объединение геномов двух родительских половых клеток — так происходит образование генотипа нового организма.

Для соматических клеток животного характерен диплоидный набор хромосом: гены получены им от двух родителей в виде определенных аллелей. Из этого следует, что генотип является генетической конституцией организма и совокупность всех наследственных задатков его клеток (они заключены в хромосомном наборе-кариотипе).

Диплоидный набор — это такое собрание хромосом, в котором у каждой хромосомы есть двойник, а расположение нуклеопротеидных структур является попарным. Диплоидный набор встречается у всех животных, а также у человека и является парным.

Сколько хромосом у человека? Здоровый человек имеет 46 хромосом, то есть 23 пары. Половые хромосомы X и Y отвечают за пол человека. Их наличие и расположение можно определить еще в эмбриональном периоде.

Хромосомная схема XX говорит о появлении на свет девочки, а хромосомная схема XY — о появлении мальчика. Пол определяется случайным образом в процессе оплодотворения.

Плоидность может нарушаться и приводить к различным негативным последствиям, затрагивающим состояние человеческого здоровья. Широко известно такое нарушение диплоидного набора хромосом как синдром Дауна. Это связано с появлением лишней, 47-й хромосомы в 21-й паре хромосом. Еще можно назвать синдром Кляйнфельтера, при котором возникает лишняя половая X-хромосома.

Все эти отклонения носят генетический характер, поэтому об излечении говорить не приходится. Дети с такими нарушениями не способны вести полноценный образ жизни, и только в некоторых случаях могут доживать до взрослого возраста.

Для каждого вида растения и животного характерен определенный наследственный набор хромосом, которые различаются по форме и размерам. Количество хромосом и их морфологическое разнообразие — характерный видовой признак. Эта особенность получила название постоянства числа хромосом.

Количество хромосом не связано с уровнем филогенетического развития организма. Сколько хромосом у гриба? Ответ такой: от 2 до 28. У водоросли спирогиры и сосны 24 хромосомы, у человека — 46. Сколько хромосом у гориллы? У этого животного их 48, что очень близко к человеку.

При последовательном сохранении поколений организмов сохраняются и их индивидуальные особенности. Это достигается за счет деления хромосом с воспроизведением себе подобных — процесс носит название авторепродукция. Именно этот процесс определяет правило преемственности хромосомного набора.

Хромосомы — важная часть генетического аппарата организма. У разных организмов насчитывается разное количество хромосом и разные виды плоидности.

Можно выделить следующие последствия изменений в генетическом наборе:

Причины генетического сбоя бывают разные:

Стоит отметить, что даже у тех родителей, которые ведут здоровый образ жизни и живут в хорошей экологии, нет 100-процентной гарантии рождения здорового ребенка. Мутационный фактор также влияет на изменения хромосомного набора.

Источник