Biologie sinteză pentru bacalaureat -Clasa a IX-a I. Celula II. Diviziune celulară III. Ereditate și variabilitate IV. Diversitatea lumii vii

III. EREDITATEA ȘI VARIABILITATEA LUMII VII

 

1.CONCEPTE:

            Genetica - este știința care studiază ereditatea și variabilitatea

            Ereditatea - este capacitatea tuturor indivizilor de a avea o informație genetică pe baza căreia se transmit caractere la urmași.

            Variabilitatea - propietatea indivizilor de a se deosebi între ei

- Caracterele se transmit prin intermediul factorilor ereditari(gene)

- În celulele corpului există gene pereche

            Organisme homozigote: au factori ereditari de același fel

            Organisme heterozigote: au factori ereditari diferiți (la acestea se manifestă factorul dominant, cel recesiv rămane ascuns)

EX:

            a - gena pt ochi albaștrii

            A - gena pt. ochi căprui

Gena A este dominantă asupra genei a(se scrie cu literă mare)

            aa - ochi albaștii(homozigot)

            AA - ochi căprui(homozigot) sau Aa - ochi căprui(heterozigot)

            Genotip: reprezintă totalitatea factorilor ereditari sau genelor unui organism

            Fenotip: reprezintă totalitatea însușirilor morfologice, fiziologice, biochimice ale unui individ rezultate din interacțiunea dintre genotip și mediu

            AA,Aa, aa - genotip

            ochi albaștrii, ochi căprui - fenotip

 

2.MECANISMELE TRANSMITERII CARACTERELOR EREDITARE

 

- fondatorul geneticii ca știință este Gregor Mendel care a elaborat primele legi ale eredității

- a făcut experiențe pe mazăre și a realizat încrucișări cu plante având caractere diferite

Hibridarea: este încrucișarea dintre indivizi care se deosebesc prin unul sau mai multe caractere

 

 

 

Legea I (Monohibridarea)

 

            Monohibridarea: este încrucișarea dintre indivizi care se deosebesc printr-o pereche de caractere

                        Experiment 1:

            A încrucișat mazăre cu bob neted(NN) cu mazăre cu bob zbărcit (zz) . În prima generație pe care a notat-o F1  a obținut numai plante cu bob neted.

-caracterul bob neted= caracter dominant

- caracterul bob zbacit =caracter recesiv pt că nu apare în prima generație

 

                        Experiment 2:

A autopolenizat plantele din F1. În a doua generație notată F2a obținut un raport de 75% bob neted la 25% bob zbarcit (3:1)

 

Explicația lui Mendel:

 Segregarea(separarea )în F2 se datorează unor factori ereditari sau gene. În timpul meiozei factorii ereditari se separă, fiecare gamet primește un factor ereditar din pereche, prin combinarea factorilor ereditari apare în F2 raportul de segregare 3:1

Legea I=legea purității gameților(gameții sunt puri din punct de vedere genetic adică au un factor ereditar din pereche)

 

• Legea II (Dihibridarea)

 

Dihihibridarea: este încrucișarea dintre indivizi care se deosebesc prin două perechi de caractere

            Experiment 1:

            A încrucișat mazăre cu bob neted și galben(NNGG) cu mazăre cu bob zbărcit și verde (zzvv) . În prima generație pe care a notat-o F1 și a obținut numai plante cu bob neted și verde.

 

            Experiment 2:

A autopolenizat plantele din F1. În a doua generație notată F2a obținut un raport de  9:3:3:1( 9-bob neted și galben, 3-bob neted și verde, 3 bob zbarcit și galben, 1- bob zbarcit și verde)

Legea II=legea segregării independente a perechilor de caractere (arată  că perechile de factori ereditari segregă independent de alte perechi)

 

 

Abateri de la segregarea mendeliană

 

Codominanța: este fenomenul de interacțiune dintre două gene alele dominante care coexistă, interacționează și duc la apariția unui fenotip nou( de exemplu grupa de sange AB IV)

            În populația umană există 4 grupe de sange notate O(I), A(II), B(III), AB(IV). Cele 4 grupe sunt determinate genetic de 3 gene notate L^A,L^B,I. Genele L^A,L^B sunt dominante asupra genei l, iar împreună sunt codominante adică determină apariția grupei AB(IV)

 

 

 

 

 

 

3.RECOMBINAREA GENETICĂ  PRIN SCHIMB RECIPROC DE GENE

 

            - recombinarea genetică reprezintă totalitatea proceselor prin care iau naștere noi combinații de gene, reprezintă sursa variabilității organismelor

            - Thomas Morgan și colaboratorii au făcut experimente pe musculița de oțet și au elaborat cele 3 teze ale teoriei cromozomiale:

           

            Teza 3 este : Schimbul reciproc de gene între cromozomii omologi (CROSSING- OVER) - se realizează în profaza I a meiozei (etapa reducțională)

 

 

 

4. DETERMINISMUL GENETIC AL SEXELOR

 

- în determinarea sexelor intervin 2 cromozomi de sex (heterozomi) X și Y

            Tipuri de determinare a sexelor:

 

A. Tipul Drosophila - se întâlnește la plante (cânepă, hamei, spanac), mamifere și om

            femela =XX (sex homogametic)

            masculi = XY (sex heterogametic)

 

 

B. Tipul Abraxas (pasăre) - se întâlnește la insecte, amfibieni, reptile, păsări

            femela =XY (sex heterogametic)

            masculi = XX (sex homogametic)

 

 

 

5. INFLUENȚA MEDIULUI ASUPRA EREDITĂȚII  - MUTAȚII

 

• Definiție: Mutația este fenomenul prin care se produc modificări în structura și funcțiile materialului genetic care nu este cauza recombinării genetice
• Clasificare:

A. După modul de apariție:

            - naturale (apărute spontan în natură)

            - artificiale (provocate de om)

B. După tipul de celule afectate:

            - gametice ( se transmit ereditar)

            -somatice (nu se transmit ereditar)

C. După efectul lor:

            -folositoare                                   - neutre

            - dăunătoare                                - letale/mortale

D. După tipul cromozomilor afectați:

            - autozomale

            -heterozomale

E. După cantitatea de material genetic afectat:

            -genice

            -cromozomale

            -genomice

            Mutații genice: afectează  gena în totalitate sau anumite perechi de nucleotide; cea mai mică mutație se numește punctiformă.

            Mutații cromozomale: afectează structura cromozomilor producand rupturi cromozomale de tipul- deleție, duplicație, inversie, translocație sau numărul cromozomilor

            Mutații genomice: afectează genomul  și pot apărea următoarele fenomene:

                        a. poliploidie= mărirea numărului de seturi de cromozomi (3X,4X,5X)

                        b. aneuploidie= variații ale numărului de cromozomi fără multiplicarea numărului de bază; are drept cauză non-disjuncția (nesepararea) unei perechi sau mai multe de cromozomi în timpul formării gameților în meioză și duce la apariția unor organisme de tipul 2n-1,  2n-2, 2n+1, 2n+2

 

• Factori (agenți) mutageni

 

A. Fizici:

- radiații ionizante, neionizante și cosmice

- variații bruște de temperatură

            Efecte: modificări în structura acizilor nucleici, efect cancerigen și teratogen (malformații la făt)

 

B. Chimici:

- agenți alkilanți (dimetilsulfat, colchicină)

- coloranți, antibiotice, acidul nitros

            Efecte: induc multiplicarea eronată a ADN, efect cancerigen și teratogen

 

C. Biologici:

- virusuri și microorganisme parazite

            Efecte: determină fragmentări cromozomale, efect cancerigen și teratogen

 

 

6. GENETICA UMANĂ - BOLI EREDITARE

 

- prin mutații cromozomale și genice pot apărea boli ereditare (maladii)

- maladiile sunt provocate de modificări în structura sau numărul cromozomilor, aceste modificări produc afecțiuni de tipul sindroamelor

             

ABERAȚII CROMOZOMALE

            I. ABERAȚII NUMERICE

A. Aberații numerice autozomale

 

• Trisomia 21=Sindromul Down=Mongolism

-în perechea 21 apare un cromozom suplimentar

- indivizii au 47 de cromozomi

- caracteristici: talie redusă, figură specifică( ochi oblici, obraz rotund și plat, nas scurt, buze groase)

 

B. Aberații numerice heterozomale (au drept cauză non- disjuncția cromozomilor XX în cursul meiozei)

 

• Sindromul Turner= Monosomia XO

- afectează femeile (au 45 de cromozomi)

-caracteristici: talie redusă, atofia ovarelor,sterilitate, intârziere mintală

• Sindromul Klinefelter= Trisomia XXY

- afectează bărbații (au 47 de cromozomi)

-caracteristici: dezvoltarea anormală a mamelelor, obezitate, atrofia testiculelor, sterilitate

 

            II. ABERAȚII STRUCTURALE

 

• Sindromul cri-du-chat = țipătul pisicii

- apare prin ruperea parțială al brațului scurt al cromozomului 5(deleție)

-caracteristici: dezvoltarea anormală a laringelui, microcefalie, înapoiere mintală, întarziere de creștere

 

III. BOLI EREDITARE DETERMINATE DE MUTAȚII GENICE(METABOLICE)

 

            A. DOMINANTE:

 

• Polidactilia (degete suplimentare)
• Sindactilia (lipirea degetelor)

 

            B. RECESIVE:

 

• Albinism (absența pigmenților melanici din piele, păr, ochi)
• Anemia falciformă (apare prin mutație în gena pentru sinteza hemoglobinei, ca urmare globulele roșii iau formă de seceră; în stare homozigotă este letală dar în stare heterozigotă conferă avantaj indivizilor afectați de malarie)

 

            C. SEX-LINKATE (HETEROZOMALE GENICE)

 

• Daltonism (incapacitatea de a distinge roșu de verde)
• Hemofilia (lipsa unor factori de coagulare a sângelui)

 

d - gena pt. daltonism

h - gena pt. hemofilie

 

X^dY - barbat bolnav de daltonism

X^dX^d - femeie bolnavă de daltonism

X^dX - femeie sănătoasă dar purtătoare a genei pt. daltonism

           

 

            D. BOLI APĂRUTE PRIN MUTAȚII GENICE CARE PERTURBĂ LANȚUL METABOLIC

 

• Guta, Diabetul zaharat

 

 

 

 

 

 

 

IV. DIVERSITATEA LUMII VII

 

 

NOȚIUNI INTRODUCTIVE:

 

            *  Imensa varietate a organismelor a impus necesitatea incadrării în mai multe categorii sistematice= taxoni : specia, genul, familia, ordinul, clasa,  încrengătura, regnul

            * Denumirea organismelor: orice organism are o denumire populară și o denumire în limba latină  care cuprinde 2 cuvinte: primul = genul(se scrie cu literă mare) al doilea= specia(se scrie cu literă mică); aceasta se numește nomenclatură binară introdusă pt prima data de Karl Linne

             EX: Măceșul - Rosa canina( Rosa= genul, canina= specia)

 

Lumea vie este împărțită În 5 regnuri:

 

1.Regnul  Monera ( Procariota) - bacterii

2.Regnul Protista - protozoare, alge

3. Regnul Fungi - ciuperci

4. Regnul Plante

5.Regnul Animal

 

- virusurile nu fac parte din nici un regn fiind structuri acelulare

 

 

VIRUSURI

 

Caractere generale:

- sunt entități infecțioase

- sunt organisme acelulare

- nu au metabolism propriu și se multiplică doar în celule gazdă pe care o parazitează

            Structură:

1. capsidă (formată din proteine numite capsomere)

2. genom viral (1 moleculă de ADN sau 1 moleculă de ARN, niciodată ambele, excepție virul HIV - are 2 molecule de ARN)

 

 

Clasificare:

1. dezoxiribovirusuri = adenovirusuri - virusuri cu ADN (ex: virusul herpetic, bacteriofagi)

2. ribovirusuri - virusuri cu ARN (HIV, virusul gripal, virusul turbării, virusul poliomelitei)

 

            Viroze:  bolile produse de virusuri ( gripa sau guturaiul, turbarea, variola, varicela, poliomelita, oreion, hepatita virală, pesta, boala vacii nebune)

 

 

REGNUL PROCARIOTA( MONERA)

 

Caractere generale:

- sunt organisme procariote (fără  nucleu individualizat - fără  membrană nucleară și nucleoli)

- cele mai vechi forme de viața

- se clasifică în bacterii ( arhebacterii și eubacterii) și alge albastre verzi (cianobacterii)

 

            Eubacterii:

- structură - vezi celula procariotă (membrană, perete celular, citoplasmă, capsulă, nucleoid, plasmid - material genetic independent de cromozomul bacterian)

- forme:  sferice (coci), bastonaș (bacili), spiralate (spirili și spirochete), virgulă (vibrion)

- exemple: bacilul Koch (produce TBC), bacilul fânului, vibrionul holerei, bacilul tetanosului

Importanță:

            1. au rol în circuitul materiei în natură (bacterii nitrificatoare)

            2.îmbogățesc solul în azot (bacterii fixatoare de azot)

            3.sunt folosite la fabricarea unor produse alimentare (vin, oțet, produse lactate) prin procese de fermentație

            4. unele bacterii sunt folosite în biotehnologiile moderne pentru obținerea unor hormoni, medicamente, în extragerea țițeiului

            5. bacteriile saprofite produc alterarea alimentelor sau sunt descompunători și redau componentele minerale în sol

            6.bacteriile parazite produc boli numite bacterioze: tuberculoza, tetanosul, pneumonia, meningita, difteria, sifilisul, holera.

 

 

REGNUL PROTISTA

            Caractere generale:

- trăiesc în mediul acvatic, sol umed și în lichidele din corpul plantelor și animalelor

Clasificare:

1. protiste asemănătoare plantelor (alge și euglene)

2. protiste asemănătoare animalelor (protozoare)

3. protiste asemănătoare ciupercilor

 

 

            Alge

-trăiesc în mediul acvatic și în locuri umede

- au nutriție autotrofă prin fotosinteză

 

Alge unicelulare: verzeala zidurilor, Pinularia (are perete celular impregnat cu siliciu, după moartea lor  se formează o rocă numită diatomită)

 

            Euglene
-sunt organisme care au 1-2 flageli cu rol de locomoție (la baza flagelului se află stigma cu rol de orientare a animalului spre sursa de lumină)

- nutriția este mixtă (ziua se hrănesc autotrof iar noaptea se hrănesc heterotrof)

- reprezentanți: Euglena verde

 

            Sporozoare

- sunt parazite care produc spori de rezistență

- reprezentanți: - organisme parazite: babesiile, coccidiile, plasmodium malariei (produce malaria la om și boala este transmisă de femela țanțarul Anofel)

 

 

REGNUL FUNGI

 

Caractere generale:

- corpul este un miceliu format din hife

- au perete celular chitinos

- nu au pigmenți și au nutriția heterotrofă (saprofită și parazită)

 

Clasificare:

1. Ascomicete:

            a. drojdii (drojdia de bere, drojdia vinului)

            b. specii saprofite (mucegaiul verde)

            c. specii parazite ( cornul secarei)

            d. specii comestibile (zbârciogul)

 

2. Bazidiomicete:

            a. specii parazite (rugina grâului, tăciunele negru al porumbului)

            b. specii saprofite (cu pălărie și picior)

                        - comestibile (ciuperca de câmp, hribul, bureți, ghebe)

                        - otrăvitoare (pălăria șarpelui, buretele viperei)

 

Importanță:

            1. speciile saprofite intervin în circuitul materiei în natură

            2. unele specii reprezintă o sursă importantă de hrană

            3. din unele ciuperci se obțin substanțe farmaceutice (din mucegaiul verde se obține penicilina, din cornul secarei se obține ergotina), alcool, vitamine

            4. drojdiile sunt utilizate in diferite tipuri de fermentație

 

 

REGNUL PLANTE

 

 

Clasificare:

1. plante talofite avasculare (alge pluricelulare și mușchi)

2. plante cormofite vasculare:

            - ferigi

            - plante cu sămânță (spermatofite): gimnosperme și angiosperme

 

             Alge pluricelulare:

Caractere generale:

- trăiesc în mediul acvatic și în locuri umede

- au nutriție autotrofă prin fotosinteză

- corpul lor este un tal (corp nediferențiat în rădăcină, tulpină, frunze) = plante talofite

 

Clasificare:

            1. alge verzi - salata de mare, mătasea broaștei, lâna broaștei, Volvox-algă colonială

            2. alge roșii - Ceramium rubrum, Porfira

            3. alge brune- Laminaria, Fucus

Importanță:

            1. producători de substanță organică

            2. algele - utilizate la fabricarea hârtiei, în industria farmaceutică, agricultură ca îngrășământ

           

            MUȘCHI = BRIOFITE

Caractere generale:

- sunt primele plante verzi de uscat

- se găsesc în locuri umede

- sunt plante talofite avasculare

- au caracter de algă verde dar și caractere noi datorită adaptării la viața de uscat

Clasificare:

            Mușchi frunzoși= Briate - mușchiul de pământ, mușchiul de fântână

Importanța:

1. reduce eroziunea solului

2. mușchiul de turbă- formează turba(cărbune)

 

 

            FERIGI= PTERIDOFITE

 

Caractere generale:

- sunt plante cormofite - corpul este corm (diferențiat în rădăcină, tulpină, frunze)

-tulpina este subterană și se numește rizom

- apar cele mai simple vase conducătoare

- nu au flori

- înmulțirea se face prin spori

            Clasa Filicate - feriga comună, feriguța, năvalnic, țolul lupului      

Importanță:

- ferigile fosile au format depozite de cărbuni

- sunt utilizate ca plante medicinale, decorative

- au importanță economică

 

 

            GIMNOSPERME (gymnos=nud, sperma= sămânță)          

 

Caractere generale:

- apare pentru prima dată sămânța care protejează și hrănește embrionul (sămânță neînchisă în fruct)

- sunt plante lemnoase(arbori și arbuști)

- au frunze aciculare

- sunt primele plante cu flori

            Clasa Conifere (Rășinoase)

- florile sunt grupate în conuri

- plante lemoase

-au frunze aciculare

- au canale rezinifere

- reprezentanți: brad, pin, molid, zadă, tisă, ienupăr,tuia(arborele vieții), jneapăn, arborele mamut

 Importanță:

- formează păduri pe suprafețe întinse

- lemnul este utilizat în construcții, fabricarea mobilei etc

- rășina este utilizată pentru extragerea unor subst. antifungice și insecticide

- plante decorative

- unele sunt folosite în medicină

 

            ANGIOSPERME (gymnos=nud, sperma= sămânță, a= fără)

 

Caractere generale:

- au sămanța închisă în fruct

- sunt cele mai evoluate plante

-sunt plante erbacee sau lemnoase

- embrionul are 1 sau 2 cotiledoane

 

Clasificare:      

1. Clasa Dicotiledonate(embrionul are 2 cotiledoane)

            Familia rosacee: măceș, căpșun, zmeur, măr, cireș

            Familia papilionacee(leguminoase): mazăre, fasole, soia, linte, trifoi

            Familia asteracee: floarea soarelui, salată, păpădia, margareta, pelin

            Familia crucifere: varză, ridiche, muștar, rapița

            Familia ranunculacee: piciorul cocoșului, bujor

            Familia umbelifere: morcov, patrunjel, pastarnac, țelină, mărar, leuște

            Familia solanacee: cartof, pătlăgeaua, ardei, tutun, petunia

            Familia chenopodiacee: spanac, sfeclă, loboda

            Familia fagacee: stejar, fag, castan

            Familia iugladancee: nuc

2. Clasa Monocotiledonate (embrionul are un cotiledon)

            Familia poacee(graminee): grâu, porumb, orz, orez, ovăz, secară

            Familia liliacee: ceapă, usturoi, laleaua, crin, zambila, viorea

            Familia iridacee: stanjenel, gladiolă

            Familia amarilidacee: ghiocel, narcisă

            Familia ciperacee: pipirig, rogoz, papirusul

 

Importanță:

- reprezintă principalii producători de substanțe organice

- constitue sursă de hrană pentru om și animale

- lemnul-material de construcție

 

 

REGNUL ANIMAL

 

Clasificare:

A.NEVERTEBRATE

            1. celenterate

            2. viermi

            3. moluște

            4. artropode

 

B. CORDATE- VERTEBRATE

            1.pești,

            2. amfibieni

            3. reptile

            4. păsări

            5.  mamifere

 

NEVERTEBRATE

 

            CELENTERATE

Clasa hidrozoare - hidra de apă dulce

Clasa scifozoare - meduza fără văl

 

            VIERMI

 

Viermi plați

            Clasa trematode - planaria, viermele de gălbează (parazit)

            Clasa cestode - teniile

Viermi cilindrici (nematelminți)

            Clasa nematode: limbricul, oxiurul, trichina

Viermi inelați (anelide)

            Clasa   oligochete: râma      

            Clasa hirudinee: lipitoarea

 

            MOLUȘTE

Gasteropode (melci)- melcul de livadă, limax, ghiocul

Lamelibranhiate (scoici) - scoica de râu, scoica de lac, midia

Cefalopode - sepie, caracatiță, nautil

 

           

           

            ARTROPODE

 

Arahnide ( păianjeni)- păianjenul cu cruce, scorpionul, căpușa, sarcoptul râiei

Crustacee - racul de rau, crab, homar, dafnia, ciclop

Insecte - cărăbuș, țanțar, albină, albiliță

 

VERTEBRATE

 

 

            PEȘTI OSOȘI

Teleosteeni: crap, știucă, șalău, guvid, somn, păstrăv

Acipenseride (sturioni): cegă, nisetru, morun, păstrugă

 

            AMFIBIENI

Urodele (amfibieni cu coadă): salamandră, triton

Anure (amfibieni fără coadă) : brosca de lac, brotăcelul, broasca de pădure

 

            REPTILE

Lacertilieni (șopârle): șopârla cenușie, gușterul

Ofidieni (șerpi): șarpele de casă, viperă, piton, șarpele cu clopoței, boa

Chelonieni ( broaște țestoase): broasca țestoasă de uscat, caretul, broasca țestoasă de apă

Crocodilieni (crocodili): crocodilul de Nil, gavialul, aligator)

 

            PĂSĂRI

Acarenate (fără carenă): struți, pasărea kiwi, nandu, casuar

 

Carenate : vrabia, găina, barza, uliul, porubelul, cucul, pinguinii etc

 

            MAMIFERE

Placentare - chiroptere (liliac), cetacee (balena, delfinul, cașalotul) insectivore (cartița, ariciul), rozătoare (iepurele, veverița, castorul), carnivore (pisică, leu) copitate ( porc, vacă, cal, oaie), pinipede (focă, morsă)

 

 

 

CONSERVAREA BIODIVERSITĂȚII ÎN ROMÂNIA

 

 

Rezervații ale biosferei : Delta Dunării, Retezat

Parcuri naționale: Piatra Craiului, Cheile Bicazului, Lacul Roșu

Rezervații naturale: Bucegi- Leaota

Rezervații peisagistice: Postăvarul, Codrii de argint, Poiana cu narcise

Rezervații științifice: Peștera Cloșani, Peștera Urșilor

 

Animale ocrotite în Romania: capra neagră, marmota, râsul, cocoșul de munte, acvila, ciuful, striga, dropia, egreta, lebăda, păstrăvul, broasca țestoasă dobrogeană

Plante ocrotite în Romania: larice, tisă, laleaua pestriță, floarea de colț, narcisa, papucul doamnei, sângele voinicului, strugurii ursului