معلومة

استنتاجات من نتائج التهجين

استنتاجات من نتائج التهجين


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

تم تغيير طبيعة الحمض النووي المزدوج الذي تقطعت به السبل في خليط يتضمن mRNA من جين في القطعة. تم بعد ذلك تبريد الخليط لتعزيز تهجين الحمض النووي الريبي والحمض النووي. الشكل التالي النتائج.

أي خصلة هي DNA / RNA؟ ما هو مصدر المادة الوراثية (بدائية النواة / حقيقيات النوى)؟ أي جزء هو exon / intron؟


أنت على حق تقريبًا. قمت بتعديل صورتك قليلاً للإجابة عليها:

البنية I هي بالفعل DNA ، أما البنية II فهي معالجة RNA. هذا لأنك ترى هياكل حلقية ليس لها جزء مكمل في الحمض النووي الريبي بعد الآن ، فهذه هي introns (البنية Q ومناطق الحلقة المرافقة لـ P). P هو إكسون محاط بإنترونات. نهاية الحمض النووي الريبي ليست مكملة للحمض النووي لأنه تمت إضافة ذيل بولي أ هنا.

الحمض النووي حقيقي النواة لأن لديك إنترونات وإكسونات (غير موجودة في البكتيريا) وبما أن الحمض النووي الريبي المعالج يحتوي على ذيل بولي-أ (وهو أيضًا غير موجود في البكتيريا).


عملية الإخصاب وأهميته (5918 كلمة) | مادة الاحياء

تتمثل إحدى المشكلات الرئيسية في التكاثر الجنسي في كيفية الجمع بين الحيوانات المنوية والبويضات في نفس المكان في وسط سائل ، بحيث تصل الحيوانات المنوية الفردية إلى سطح البويضات في الوقت المناسب. في السابق كان يعتقد أن الحيوانات المنوية تنجذب نحو البويضات الناضجة عن طريق الانجذاب الكيميائي. تم العثور على مادة كيميائية في قشرة بيض مجموعة قنفذ البحر والأسماك وما إلى ذلك المسؤولة عن جذب الحيوانات المنوية للبيض الناضج.

بشكل عام ، تحقق معظم اللافقاريات والفقاريات تقريبًا وثيقًا للحيوانات المنوية والبيض من خلال أجهزة خاصة أو أشكال معينة من السلوك. الحاجات الأساسية لمقابلة الحيوانات المنوية والبويضات هي وسط سائل للقيام بعملية الإخصاب وإيصال كميات كبيرة من الحيوانات المنوية قريبة من أعداد البويضات الناضجة في الوقت المناسب. وفقًا لمكان وطبيعة الوسائط السائلة التالية لنوعين من الإخصاب:

1. الإخصاب الخارجي:

يحدث هذا النوع من الإخصاب في وسط سائل خارج أجسام الحيوانات الأم. من بين حيوانات المياه العذبة (الأسماك والبرمائيات واللافقاريات في المياه العذبة) ، يكون توقيت تبيض الأنثى للبيض وسقوط الحيوانات المنوية من قبل الوالد الذكر محددًا للغاية. نظرًا لأن الحيوانات المنوية الخاصة بهم تظل نشطة عادة لبضع دقائق ، يتم تسليم الحيوانات المنوية مباشرة إلى بيض الأنثى مباشرة بعد وضع البويضة.

لكن الأشكال البحرية تلقي البيض والحيوانات المنوية بحرية في المياه المحيطة. قد تكون الفترة الزمنية بين وضع البيض وإلقاء الحيوانات المنوية أسابيع أو أشهر ، لأن مياه البحر المالحة تعمل كوسيط فسيولوجي مهم للأمشاج.

أثناء الإخصاب الخارجي ، تكون حركة الحيوانات المنوية في وسط سائل بشكل عشوائي تمامًا وتصطدم الحيوانات المنوية بالبيض على سبيل الصدفة والتي تحدث بانتظام في الطبيعة ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى العدد الهائل من الحيوانات المنوية التي ينتجها الذكر وجزئيًا بسبب البويضات كونها أهدافًا أكبر نسبيًا ، يمكن أن تصيبها الحيوانات المنوية جيدًا.

2. الإخصاب الداخلي:

في أشكال البويضات مثل الزواحف والطيور ، يتم غلق البيض تمامًا في أغشية بيض غير منفذة أو يتم الاحتفاظ بها داخل جسم الأم طوال فترة التطور في الحيوانات المولودة بالبيض والولود. في جميع هذه الحالات ، يتم تسليم الحيوانات المنوية داخليًا في جسم الأنثى عن طريق نوع من آلية التكاثر أو عن طريق عضو داخلي من الذكور.

في مثل هذه الأشكال ، قد يحدث الإخصاب في الجزء السفلي من قناة البيض (على سبيل المثال. Urodela) ، في الجزء العلوي من قناة البيض (مثل السلمندر والزواحف والطيور والثدييات) أو في بصيلات المبيض في الأسماك الولودة (مثل gambusia offinis) والثدييات الإنثرية (مثل Ericulus).

في الحيوانات البرية ، لا توجد مشكلة في توقيت تفريخ البويضات وإلقاء الحيوانات المنوية لأن الحيوانات المنوية الناضجة يتم تخزينها عادة في وسط فسيولوجي قادر على الحفاظ على حياتها ونشاطها المحتمل لأيام أو حتى لأشهر ، إما في كبسولات تحافظ على الرطوبة أو في أجزاء من جسد الذكر والأنثى ليتم التقاطها أو نقلها أو استخدامها بطريقة أو بأخرى.

عادة ما تعتمد حركة الحيوانات المنوية من موقع الترسيب إلى موقع الإخصاب على السباحة النشطة للحيوانات المنوية نفسها أو تنتقل بشكل سلبي عن طريق التقلصات العضلية في القناة الأنثوية وأيضًا عن طريق التيارات المضادة في الأهداب التي تدفع محتوى السائل المتدفق للخلف من المسالك.

[II] السعة والعقد:

في بعض أنواع الحيوانات ، تخضع الحيوانات المنوية لعملية تسمى السعة ، قبل أن تكون قادرة تمامًا على تخصيب بويضة من نفس النوع أو التغيير في الحيوانات المنوية مما يجعلها قادرة على تخصيب البويضة يسمى بالسعة. تتعلق ظاهرة السعة بخصوصية الإخصاب ، أي قدرة الحيوانات المنوية على تخصيب بيض من نفس النوع ولكن ليس من الأنواع الأخرى.

كان فرانك ليلي أول من أظهر أن مادة كيميائية يتم تفريغها بواسطة بيضة قنفذ البحر الموضوعة حديثًا. تنتشر هذه المادة في مياه البحر وتتسبب في أن تصبح خلايا الحيوانات المنوية في الحي أكثر نشاطًا وانجذابًا للخلية. تسمى هذه الحالة بالانحراف الجزئي ، مما يعني أن الحيوانات المنوية كانت تستجيب لهذه المادة الكيميائية. تم العثور على هذه المادة في الهلام المحيط بالبيض.

1. التلصيق:

في معظم الحيوانات ، لوحظ أنه في وجود البيض الناضج أو حتى الماء الذي يرقد فيه البيض الناضج من نفس النوع لبعض الوقت ، تلتصق الحيوانات المنوية بسطح البويضة من جانبها الجانبي وحتى بكل منها آخر.

عادة ما يكون رد الفعل هذا مرئيًا في غضون بضع ثوانٍ ، ويُرى الحيوانات المنوية متكتلة معًا وجهاً لوجه أو أقل شيوعًا من الذيل إلى الذيل. ينتج عن هذا التصاق الحيوانات المنوية تكتلها أو تراصها. يعتمد إلى حد كبير على الظروف البيئية.

2. تفاعل فيرتليزين - مضاد للفرتيلزين:

تمت دراسة سبب تراص الحيوانات المنوية بواسطة Lillie (1919). ولاحظ أن الإخصاب ومضاد الإفرتيليزين يحدثان في البويضات والحيوانات المنوية على التوالي. يشاركون بشكل مباشر في التفاعل بين البويضة والحيوانات المنوية.

المصدر الرئيسي للأخصاب هو البويضة نفسها وهي موجودة في غشاء البلازما. ومع ذلك ، في بيض قنفذ البحر وشوكيات الجلد الأخرى ، يتم إنتاجه بواسطة طبقة الهلام المحيطة بالبيضة ، ويتراكم في الغلاف الجيلاتيني الخارجي.

الأسمدة عبارة عن هلام يتكون من بروتين سكري أو عديد السكاريد المخاطي. كبروتين ، فإنه يحتوي على عدد من الأحماض الأمينية وكعديد السكاريد ، فإنه يحتوي على جزيئات من واحد أو أكثر من السكريات الأحادية. يتم أسترة السكريات الأحادية الجلوكوز أو الفركتوز أو الفوكوز أو الجالاكتوز بواسطة حمض الكبريتيك كما هو موضح في الصيغة التالية في الشكل. 1.

تختلف كل من الأحماض الأمينية والسكريات من نوع إلى آخر ، وهذا هو السبب في أن كل نوع يمتلك نوعًا معينًا من الأسمدة. جزيئات الأسمدة كبيرة جدًا - يبلغ وزنها الجزيئي حوالي 300000 - وقد يحتوي كل جزيء على أكثر من "مجموعة نشطة" واحدة ، بحيث يمكن ربط جسيم سماد واحد باثنين أو أكثر من الحيوانات المنوية وبالتالي ربطهما معًا.

تحتوي الطبقة السطحية من السيتوبلازم للحيوانات المنوية (أي غشاء بلازما الحيوانات المنوية) على نوع آخر من البروتين الحمضي المحدد المعروف باسم antifertilizin (أو antifertilizins). يمكن استخلاص مضادات الريتيليزينات من الحيوانات المنوية عن طريق تسخين المياه أو تجميدها أو إذابتها أو تحمضها.

إن الميزة الرائعة للأخصاب ومضادات الإخصاب هي أنها تتحد بطريقة معينة وهي أن مخصب البويضة لنوع معين يتفاعل بشكل أفضل مع مضاد التسمم بالحيوانات المنوية من نفس النوع.

تكون التفاعلات بين الأنواع التي ترتبط تقريبًا ببعضها البعض أضعف كثيرًا. يشبه التفاعل بين الأسمدة ومضاد الريزين إلى حد كبير التفاعل بين المستضد والجسم المضاد. في كلتا الحالتين ، يتم تكوين "قفل كيميائي" بين مادتين مكملتين.

وبالتالي ، أثناء مرحلة التكاثف والتلامس في الإخصاب عندما تتلامس الحيوانات المنوية والبيض من نفس النوع مع بعضها البعض ، يتم إنشاء قفل كيميائي بين جزيئات مضادات الإخصاب في الحيوانات المنوية وجزيئات الإخصاب للبويضة غير المخصبة وبسبب حقيقة أن العديد من الحيوانات المنوية تلتصق بـ سطح بيضة غير مخصبة.

تم اقتراح أن الوظيفة الرئيسية للأخصاب المضاد للسرطان هي تقليل عدد الحيوانات المنوية حول البويضة ، بحيث تتضاءل فرص اندماج اثنين أو أكثر من الحيوانات المنوية مع البويضة في نفس الوقت.

[III] رد فعل Acrosome والاختراق:

كما ذكرنا سابقًا ، باستثناء البورفيرس والجوف ، حيث نادراً ما يكون سطح البويضة الناضجة عارياً ، يتم تغليف بيض الحيوانات بواحد أو أكثر من أغشية البيض أو الطبقات الجيلاتينية أو خلايا الجريب أو كليهما ، خارج غشاء البلازما. تشكل هذه الطبقات حواجز لاختراق الحيوانات المنوية وتعمل على منع الإخصاب من قبل أكثر من حيوان منوي أو عن طريق الحيوانات المنوية من الأنواع الأخرى.

عندما يلتصق حيوان منوي بسطح البويضة ، يصبح بلا حراك. يتم تحقيق اختراقها من خلال أغشية البيض وأيضًا من خلال غشاء البلازما للبويضة عن طريق بعض النشاط الفيزيوكيميائي للحيوان المنوي acrosome. يُفترض أن يتم إنتاج بروتينات إنزيمية معينة تسمى ليسينات الحيوانات المنوية عن طريق أكروسوم الحيوانات المنوية.

تختلف ليسينات الحيوانات المنوية من مجموعة حيوانية إلى أخرى. في بعض الحالات ، قد يحدث انحلال مظاريف البيض بوسائل أبسط. وهكذا يُعتقد أن طبقة الهلام من بيض شوكيات الجلد قد تتحلل نتيجة تحمض مياه البحر بواسطة ثاني أكسيد الكربون الذي تنتجه الحيوانات المنوية أثناء تنفسها.

في حالة البيض ذو المظاريف السميكة والمقاومة للغاية ، مثل أغلفة بيض الأسماك والحشرات ، لا يمكن للحيوانات المنوية الوصول إلى البويضة في جميع النقاط ولكن يجب أن تخترق من خلال قناة خاصة ، الميكروبيلي ، المتروكة في غلاف البيضة ، المشيمة .

في الثدييات ، عندما يتم إطلاق البويضات من المبيض ، فإنها عادة ما تكون مغلفة بطبقة من الخلايا الجريبية ، تسمى كورونا رادياتا. يتم تجميع هذه الخلايا معًا بواسطة مادة لاصقة تسمى حمض الهيالورونيك ، وهو عديد السكاريد المخاطي. وبالتالي ، فإن الهالة المشعة تعمل كحاجز يجب أن يخترق الحيوان المنوي من خلاله أولاً للوصول إلى غشاء البلازما في البويضة.

لهذا الغرض ، فإن أكروسوم الحيوانات المنوية ينتج عن إنزيم ، هيالورونيداز ، والذي يعمل على إذابة المادة اللاصقة وتشتيت خلايا الهالة المشعة. لا يتم التوسط في كسر الحواجز الغشائية فقط عن طريق عوامل التحلل التي يوفرها أكروسوم الحيوان المنوي ، ولكن الجسيم نفسه يخضع لتغيرات شكلية ويشكل خيوطًا أكروسومال التي تساعد الحيوانات المنوية على اختراق داخل البويضة. تم توضيح العملية برمتها بشكل جيد في شوكيات الجلد ، والحلقيات و Saccoglossus.

رد فعل Acrosome والاختراق في Saccoglossus:

تم وصف الاختراق والتفاعل الأكرزومي للحيوانات المنوية من Saccoglossus من قبل Calwin and Colwin (1967). يحتوي الحيوان المنوي من Saccoglossus على نواة كروية وذيل مسطح وحويصلة أكروسومال في الطرف الأمامي لرأس الحيوانات المنوية.

يحد الحويصلة الأكرومية بغشاء جسيمي وتحتوي على حبيبات كبيرة كثيفة. الحبيبة محاطة في جزء كبير منها بمواد حبيبية دقيقة ماعدا عند القمة حيث توجد مساحة قمية بين الحبيبة والغشاء. تمتلئ الفراغ بين الغشاء الجسيمي والغشاء البلازمي للحيوانات المنوية وكذلك المسافة بين الغشاء الصبغي والغشاء النووي ببعض المواد التي تسمى مادة حول الصبغي.

نظرًا لأن الحيوانات المنوية لـ Saccoglossus تقوم باتصالها الأولي مع غلاف البويضة ، تحدث الأحداث التالية.

(أ) انفجار من Acrosome:

تنفجر قمة الجسيم الجسيمي بحيث ينفتح غشاء الحيوانات المنوية والأكروسوم بشكل قمي وبالتالي يعرض الجزء الداخلي من الحويصلة الأكرومالية للخارج. يلتصق الغشاءان حول هامش الفتحة.

(ب) إطلاق الإنزيمات اللايتية:

يتم تحرير الحبيبات الأكروسومال وتتلامس مع غلاف البيض. يحتوي على إنزيمات lytic التي تمر عبر مغلفات البيض. لذلك ، بعد فترة وجيزة من إطلاقها ، تتفكك الحبيبة الأكرامية وتختفي.

(ج) تشكيل النبيب الأكرزومي:

يتعمق الآن الانحدار الضحل للغشاء الأكرزومي القريب من النواة وسرعان ما يتوسع إلى نبيب طويل نحيف. يصبح النبيب ضعف طول نواة الحيوانات المنوية.

(د) انقلاب الغشاء الأخر:

يتجنب باقي الغشاء الأكروسومال ويضاف إلى النبيب الأكرزومي في قاعدته. هذا مجرد كشف للغشاء المستمر بالفعل.

(هـ) انصهار النبيب الأكرزومي مع غشاء البيض:

تدخل النبيب الأكروسومال تدريجيًا عبر مرور غلاف البيض ، والذي تم تصنيعه سابقًا بواسطة إنزيمات محللة أكروسومال ، وفي النهاية تلامس وتندمج مع غشاء بلازما البيض.

(و) مرور محتويات الحيوانات المنوية:

يبرز مخروط التسميد من البويضة ويبتلع النبيبات الأكرومية. يتم سحب نواة الحيوانات المنوية باتجاه مخروط الإخصاب. يذوب النبيب الأكروسومي النواة المطولة جنبًا إلى جنب مع القطعة الوسطى من الحيوانات المنوية التي تبتلع في سيتوبلازم البويضة.

لوحظت أنواع مماثلة من الأحداث في حيوانات أخرى أثناء تغلغل الحيوانات المنوية في غلاف البويضة ، أي قبل اختراق محتويات البويضة وقبل تنشيط البويضة لمزيد من الأحداث التنموية ، يتم تنشيط الحيوانات المنوية للعديد من الحيوانات نفسها مثل الحيوانات المنوية من saccoglossus.

في نفوسهم يشمل تنشيط الحيوانات المنوية تمزق الجسيم الجسيمي وتشكيل خيوط acrosomal أو النبيبات acrosomal. ومع ذلك ، قد يختلف عدد وحجم النبيبات الأكرومالية من نوع إلى نوع ، حيث أن بعض الحلقات (على سبيل المثال ، Hydroids hexagonus) لديها عدة نبيبات acrosomal.

على الرغم من أن الحيوانات المنوية للثدييات تمتلك جسيمًا أكروسومًا فإنها لا تطور خيوطًا أكروسومالية. يبدو أن الحيوان المنوي يلامس سطح البويضة من خلال جانبه الجانبي. بعد هذا الإجراء ، يذوب غشاء البلازما للبويضة والحيوانات المنوية عند نقطة التلامس ، ويتم سحب الحيوانات المنوية إلى داخل البويضة.

[الرابع] تفعيل البويضة:

تنشيط البويضة هو ذلك الجانب من الإخصاب الذي يتم بواسطته تحرير البويضة من حالتها غير النشطة وتبدأ في النمو. بمجرد أن تلامس قمة النبيبات الأكرامية للحيوان المنوي سطح اندماج غشاء بلازما البيض لكلا الغشاءين (أي أغشية البلازما للحيوانات المنوية والبويضة) فوق هذه المنطقة المحدودة من التلامس ويتم تكوين غشاء فسيفساء مستمر واحد.

وهكذا ، يصبح غشاء البلازما لكل من الأمشاج (الحيوانات المنوية والبويضة) مستمرًا ويشكل خلية واحدة تسمى الزيجوت. في هذا الوقت بالذات ، تحدث بعض التغييرات المهمة جدًا في سيتوبلازم البويضة:

(1) تشكيل مخروط التسميد.

(2) التفاعلات القشرية وتشكيل غشاء الإخصاب.

1. تشكيل مخروط التسميد:

مباشرة بعد أن تلامس الفتيل الأكروسومي للحيوانات المنوية سطح البويضة ، ينتفخ السيتوبلازم في البويضة للأمام عند نقطة التلامس ، مما ينتج عملية من السيتوبلازم الهياليني تسمى مخروط الإخصاب.

يتطور مخروط الإخصاب أو يظهر بأشكال عديدة. قد يكون في شكل نتوء مخروطي بسيط إلى حد ما أو قد يتكون من عدة عمليات شبيهة بالصوديوم الكاذب غير المنتظم ، أو في بعض الحالات قد يتخذ شكل أسطوانة حشوية تمتد للأمام على طول الفتيل أو الأنابيب الأكرزومية مهما كان شكلها ، يبتلع مخروط الإخصاب السائل المنوي تدريجياً ثم يبدأ في التراجع.

هنا يجب أن تكون هناك نقطة واحدة واضحة ، وهي أن الحيوانات المنوية لا تدخل في العادة إلى سيتوبلازم البويضة سليمة ، ولا يتم ابتلاعها ، لكن نواة الحيوانات المنوية وتركيبات الحيوانات المنوية الأخرى (مادة حول الصبغي ، وسنتريول قريب وميتوكوندريا للقطعة الوسطى من الحيوانات المنوية) تنتقل إلى مخروط إخصاب البويضة. يصبح غشاء البلازما للحيوانات المنوية كيانًا واحدًا من غشاء البلازما للبويضة.

علاوة على ذلك ، أثناء عملية تغلغل الحيوانات المنوية في البويضة ، لا تدخل الحبيبات الأكرزومية أبدًا إلى البويضة ، ولكن يتم حقن المادة المحيطة بالحيوانات المنوية فقط في سيتوبلازم البويضة جنبًا إلى جنب مع المحتويات الأخرى للحيوانات المنوية. يقترح بعض العمال أن هذه المادة حول الجسم مسؤولة عن تنشيط البويضة.

يوجد بعض الاختلاف في الحيوانات المختلفة ، فيما يتعلق بكمية الحيوانات المنوية التي يتم أخذها إلى داخل البويضة أثناء الإخصاب. في الثدييات ، تخترق الهياكل الكاملة للحيوانات المنوية (أي ، النواة ، القطعة الوسطى ، الذيل ، إلخ) في سيتوبلازم البيض.

في شوكيات الجلد ، يظل ذيل الحيوانات المنوية خارج الغشاء المحي في Neries فقط يدخل رأس الحيوانات المنوية والقريب Centriole إلى سيتوبلازم البويضة. ومع ذلك ، في معظم الحيوانات ، تدخل نواة الحيوانات المنوية والقطعة الوسطى في البويضة كقاعدة عامة.

2. التفاعلات القشرية وتشكيل غشاء الإخصاب:

حتى قبل أن يتشكل مخروط الإخصاب ويخترق الحيوان المنوي داخل البويضة ، يتم تعيين سلسلة من التفاعلات الفيزيائية والكيميائية في قشرة البويضة. كل هذه التفاعلات تسمى بشكل جماعي التفاعلات القشرية.

قد تختلف هذه التفاعلات من مجموعة حيوانات إلى أخرى ، ولكن في معظم المجموعات ، تؤدي التفاعلات القشرية إلى تكوين غشاء إخصاب خارج غشاء بلازما البيض. يمنع هذا الغشاء دخول الحيوانات المنوية التي وصلت متأخرًا إلى داخل البويضة ، وبالتالي يتجنب تعدد الحيوانات المنوية. تكون عملية التفاعلات القشرية وتكوين غشاء الإخصاب في مجموعات مختلفة من الحيوانات كما يلي:

في قنافذ البحر ، بمجرد أن تلامس النهاية القمية للنبيبات الأكرومية سطح البويضة ، من موقع التلامس ، ينتقل تغير اللون الذي يشبه الموجة من الأصفر إلى الأبيض (تحت الفحص المجهري للمجال المظلم) بسرعة حول قشرة البيضة ويتبعه بعد فترة وجيزة ارتفاع مخروط الإخصاب عن سطح البويضة وتشكيل غشاء إخصاب حول غشاء بلازما البيض.

تُظهر الصور المجهرية الإلكترونية للبيض غير المخصب لقنفذ البحر أن قشرة البيض يحدها غشاءان (1) غشاء محي خارجي بسمك 30 درجة مئوية و (2) غشاء بلازما داخلي بسمك 60 درجة.

تحت غشاء البلازما توجد طبقة أو حبيبات قشرية. يتكون غشاء الإخصاب في المراحل التالية:

الغشاء المحي الخارجي المفصول عن غشاء البلازما يخضع للتمدد ويصبح الطبقة الخارجية لغشاء الإخصاب. تنفجر الحبيبات القشرية وتطلق المكونات الثلاثة التالية:

(1) الحبيبات المظلمة ، الأكثر كثافة ، الرقائقية والمطوية - تتكشف هذه الأجسام الصفائحية وتندمج مع الجانب الداخلي للغشاء المرتفع بالفعل ، الغشاء المحي.

(2) الكريات ، التي تندمج معًا وتبني سطحًا جديدًا لطبقة الهيالين اللزجة ، فقط في الجانب الخارجي من غشاء بلازما البيض. تلتصق طبقة الهيالين عن كثب بسطح البيضة ، وتساعد أثناء الانقسام على إبقاء القسيمات المتفجرة معًا.

(3) يملأ المكون السائل للحبيبات القشرية الفراغ المحيطي بين سطح البويضة الجديد والآن غشاء الإخصاب المكتمل والمرتفع. يحتوي على عديدات السكاريد المخاطية والمياه الوفيرة.

كل هذه الهياكل ، أي الغشاء المحي ومحتويات الحبيبات القشرية ، تشكل بالتالي غشاءًا للتخصيب يكون أكثر سمكًا (حتى 900 درجة مئوية) وأقوى.

من بين اللافقاريات الأخرى ، لوحظ تكوين غشاء الإخصاب فقط في بعض الحلقات (على سبيل المثال ، نيريس). في حالات أخرى ، لم يلاحظ أي تغيرات هيكلية ولكن استقلابية في قشرة البيض.

في الفقاريات التغيرات التي تحدث في القشرة تشبه قنافذ البحر. في الأسماك العظمية والضفادع ، تتحلل الحبيبات القشرية فور تغلغل الحيوانات المنوية في سيتوبلازم البويضة.

تصبح محتوياتها سائلًا ومنبثقًا على سطح غشاء البلازما للبيضة ويملأ الفراغ المحيطي الذي يحدث بين المشيمة وغشاء البلازما وبين الغشاء المحي وغشاء بلازما البيض في الضفدع.

في كلتا الحالتين ، لا يتحول الغشاء المحي أو المشيمة نفسها إلى غشاء الإخصاب كما هو الحال في قنافذ البحر. يصبح المشيماء في الأسماك متصلبًا أو "مدبوغًا" بعد الإخصاب ولا يتشكل غشاء جديد في أي من الحيوانين.

في بعض الثدييات (رجل ، أرنب ، إلخ) تنفجر الحبيبات القشرية وتطلق محتوياتها في الفراغ المحيطي الذي يتكون بين بيض البلازما والمنطقة الشفافة.

في البرمائيات القشرية وبعض الثدييات ، التي تفتقر إلى الحبيبات القشرية ، لا يحدث أي تفاعل قشري أو تكوين غشاء إخصاب.

3. التنشيط الأيضي:

بعد أن يخترق الحيوان المنوي البويضة غير المخصبة ، تبدأ سلسلة من التفاعلات السيتوبلازمية المتنوعة. تحدث التغيرات الأيضية التالية في البويضة عند الإخصاب.

(أ) التغييرات في غشاء البلازما:

تزداد نفاذية غشاء البلازما لجزيئات الماء وبعض المواد الكيميائية الأخرى مثل جلايكول الإيثيلين ، الفوسفات ، K + إلخ. عند الإخصاب ، تصبح القدرة الكهربائية لغشاء البلازما أكثر إيجابية وتصبح تدريجياً أكثر سلبية. يخضع التغيير في احتمالية الغشاء للتوزيع غير المتكافئ لأيونات الكلوريد.

إلى جانب هذا الإنزيم الغشائي البلازمي ، ينشط adenyl cyclase في وقت الإخصاب ويبدأ في تكوين جزيء كيميائي 3 1 & # 8211 5 1 AMP دوري ، والذي من المفترض أن ينشط معظم التفاعلات الأيضية في البويضة المخصبة.

(ب) التغييرات الأيونية:

تحدث تغيرات معينة داخل الخلايا في تركيز الكاتيونات ، وخاصةً الصوديوم والبوتاسيوم والكالسيوم. التغيير في تركيز أيون الكالسيوم في البويضة المخصبة له أهمية كبيرة في تنشيط التمثيل الغذائي للبويضة.

(ج) تغيرات في معدل التنفس:

في البويضة المخصبة ، يزيد معدل التنفس (مثل قنافذ البحر) أو ينخفض ​​(مثل Chaetopterus و Molluscs ، Cumingia) أو يظل ثابتًا (مثل Bufo و Fundulus). يبدو أن هناك علاقة بين استهلاك الأكسجين بعد الإخصاب ومرحلة نضج البويضة عند الإخصاب.

لأنه في وقت الإخصاب ، اكتملت بيضة قنفذ البحر مرحلة النضج ، تكون بيضة Bufo في مرحلة الانقسام الثانية ، وتكون بيضة Chaetopterus في مرحلة الانقسام الأولى.

يرتبط زيادة استهلاك الأكسجين بأكسدة الجليكوجين والمواد الغذائية الأخرى للبيضة وتوليف العديد من جزيئات ATP.

(د) تغييرات الإنزيم المساعد:

يتمثل الإجراء الأساسي للحيوان المنوي في إطلاق أو تنشيط الإنزيمات المؤكسدة للبويضة وأن الزيادة اللاحقة في الأكسدة توفر الطاقة اللازمة لأداء التغييرات الأخرى في البويضة ولتطور البويضة بشكل عام.

في البويضة المخصبة التحويل البيني لأنزيم بيريدين ، يحدث NAD إلى إنزيم مشارك آخر NADP وأيضًا NADPH بسبب الفسفرة في NAD في وجود إنزيم NAD Kinase.

NAD + ATP → NAD Kinase NADP + ADP

هناك أدلة كثيرة على أن إنزيم NAD kinase ، على الرغم من وجوده في البويضة غير المخصبة ، إلا أنه موجود في حالة نشطة. يتم تفعيله فقط في وقت الإخصاب. قد تؤدي زيادة محتويات NADP و NADPH إلى بدء العديد من المسارات الاصطناعية للبويضة المخصبة.

(هـ) التغييرات في معدل تخليق البروتين:

السيتوبلازم في البويضة الناضجة غير المخصبة ، على الرغم من احتوائه على آلات كاملة لتخليق البروتين ، مثل جزيئات الحمض النووي ، و tRNA ، و mRNA ، والريبوسومات ، والإنزيمات المحللة للبروتين المطلوبة أثناء تخليق البروتين ، ولا يحدث أي تخليق بروتيني أو القليل جدًا منه لأن الرنا المرسال للبيضة غير المخصبة يظل "مقنع" ".

هناك أدلة على أنه خلال المراحل اللاحقة من تكوين البويضات يتم تصنيع بعض البروتينات المثبطة أو المثبطة في بيض قنافذ البحر التي تعطل الجينات الصبغية وجزيئات الرنا المرسال والريبوسومات وما إلى ذلك.

أثناء الإخصاب ، هناك زيادة في نشاط التحلل البروتيني للبويضة مباشرة بعد تغلغل الحيوانات المنوية التي تزيل البروتينات المثبطة منها وتكشف عن mRNA ويبدأ تخليق البروتين النشط. ومع ذلك ، في بيضة الضفدع ، يزداد معدل تخليق البروتين في وقت مبكر جدًا في مرحلة الإباضة نفسها.

(F) بدء الانقسام:

يعد بدء الانقسام من أجل الانقسام هو أهم جانب من جوانب تنشيط البويضة. يحدث بدء الانقسام بسبب (1) زيادة معدل تخليق الحمض النووي بوتيرة كبيرة مباشرة بعد الإخصاب (2) السيتوبلازم البويضي غير المخصب على الرغم من أنه يحتوي على Centriole ، إلا أن هذا Centriole غير قادر على الانقسام وأيضًا لتشكيل مغزل الانقسام. وهكذا تحفز الحيوانات المنوية الانقسام الانقسامي الأول (الانقسام) للبويضة الملقحة من خلال المساهمة بمركزيها في البويضة.

في بعض الحيوانات بعد الإخصاب ، تتشكل كمية كبيرة من الحمض خلال الأشهر العديدة الأولى.

نظريات التنشيط:

لا تزال عملية تنشيط البويضة عن طريق الحيوانات المنوية أثناء الإخصاب غير واضحة تمامًا. ومع ذلك ، تم طرح نظريات مختلفة من قبل علماء الأجنة المختلفين لشرح طريقة تنشيط البويضة. فيما يلي بعض النظريات المهمة المتعلقة بتنشيط البويضة عن طريق الحيوانات المنوية:

1. نظرية باتيلون:

اقترح باتيلون (1910 و 11 و 12 و 16) أن نضح أو إفراز المواد في الفضاء المحيطي وارتفاع غشاء الإخصاب ينشط البويضة. ورأى أن البويضة غير المخصبة تم تثبيطها بسبب تراكم منتجات التمثيل الغذائي وأن التنشيط أو الإخصاب أدى إلى إطلاق هذه المواد إلى الجزء الخارجي من البويضة.

2. التحسس لنظرية الكالسيوم:

تم التأكيد على أهمية الكالسيوم في تنشيط البيض في نظريتين تم تطويرهما بشكل مستقل ، وهما نظرية "التحسس للكالسيوم" في Dlacq و Pasteels و Brachet (1936) ونظرية "إطلاق الكالسيوم - تخثر البروتوبلازمي" في Heilbrunn (1930-1940).

كشفت هذه النظريات أن (1) محاليل كلوريد الكالسيوم متساوية التوتر أو المحاليل الغنية بالكالسيوم هي منشطات فعالة في العديد من أنواع الحيوانات (2) تنشيط العوامل الكيميائية الأخرى يعتمد على وجود أيونات الكالسيوم و (3) حرمان البيض من الكالسيوم سيزيد الحساسية منهم إلى العمل اللاحق لمحلول الكالسيوم.

يعتقد لوب (1964) أنه في الإخصاب الطبيعي ، تجلب الحيوانات المنوية مبدأ التحلل الذي يؤدي إلى التحلل الخلوي القشري ومادة ثانية تسمى "العامل التصحيحي" الذي ينظم الأكسدة. دعم Lovtrup (1974) نظرية Loeb في التنشيط.

ووفقًا له ، قد يكون هناك بعض العوامل الحالة للخلايا التي قد تعمل كمنشطات عن طريق التسبب في انحلال جزئي وانثقاب غشاء البلازما وفتح الحبيبات القشرية وتورم لاحق في مساحة perivitelline وزيادة تنشيط البويضة المخصبة.

4. نظرية ليلي:

ر. اقترح ليلي (1941) أن التغيرات القشرية هي الجوانب الرئيسية لتنشيط البويضة. يسمح الانخفاض في اللزوجة بتفاعل المواد السيتوبلازمية المختلفة التي عادة ما يتم الاحتفاظ بها منفصلة في البويضة غير النشطة. المادة المنشطة "X" المتكونة في البويضة تضاهي هرمون النمو. تتكون هذه المادة من اتحاد مادتين "Y" و "Z" والتي قد تكون موجودة في البداية بتركيز منخفض في البيضة.

تعتبر المادة "Y" نتاج عملية التحلل المائي في البويضة ويتم تحفيز تكوينها بفعل عوامل مثل الحرارة والأحماض ، والتي يمكن أن تعمل في ظل الظروف اللاهوائية. تعتبر المادة "Z" مكونة من عمليات تركيبية يمكن تحفيزها بواسطة عوامل مثل فرط التوتر التي تعمل فقط في الظروف الهوائية. نظرًا لوجود بعض المواد من كل نوع ، يمكن الوصول إلى تركيز عتبة "X" عن طريق الزيادة في "Y" أو "Z".

5. نظرية القامع للتنشيط:

قدم مونروي (1965) بعض الحجج المقنعة حول تنشيط البويضة بواسطة الحيوانات المنوية من الناحية الجزيئية. وفقًا له ، أثناء نضج البويضة ، يتم حظر أنظمة إنتاج الطاقة ، لذلك يتم أيضًا تثبيط جميع ردود الفعل الكاذبة التي تتطلب كمية كبيرة من الطاقة.

يبدو أن تراكم المواد المثبطة أثناء نضج البويضة هو التفسير الأكثر ترجيحًا ، وفي الواقع ، تعرف على أحد هذه الموانع. ومع ذلك ، لا يزال يتعين شرح كيفية إنتاج مثل هذه المثبطات خلال المرحلة النهائية من النضج وكيف يتم تعطيلها أو التخلص منها بواسطة البويضة بعد الإخصاب.

تم دعم نظرية القمع لمونروي من قبل العديد من علماء الأجنة مثل تومكينز وآخرون. آل. (1969). ميتافورا وآخرون آل ، (1971) ، د. إيبيل (1977) ، بيريل وكارب (1978) ، وبالينسكي (1901). يوجد الآن عدد كبير من الأدلة لصالح حقيقة أن المواد المثبطة التي تصنعها البويضة في المرحلة اللاحقة من النضج تثبط كلاً من الأنشطة الأيضية الموجودة في السيتوبلازم والأنشطة الجينية للنواة. رد الفعل الرئيسي للإخصاب هو ، وبالتالي إزالة المثبطات ، وإطلاق النشاط الأيضي السيتوبلازمي ونشاط النظام الوراثي النووي في نفس الوقت.

مكونات الحيوانات المنوية في داخل البويضة:

لوحظت العديد من الاختلافات في مجموعات مختلفة من الحيوانات ، فيما يتعلق بكمية غمر جزء من الحيوان المنوي في داخل البويضة ، أثناء الإخصاب. في معظم الحالات ، تدخل نواة الحيوانات المنوية ، والمواد حول الصبغي ، والمريكز القريب والميتوكوندريا كقاعدة. يصبح غشاء البلازما للحيوان المنوي أحد كيانات الغشاء البلازمي للبويضة. في الثدييات ، تخترق البنية الكاملة للحيوانات المنوية (أي الرأس والقطعة الوسطى والذيل) في سيتوبلازم البيض.

في شوكيات الجلد ، يظل ذيل الحيوانات المنوية خارج الغشاء المحي بينما في نيريس ، فقط نواة الحيوانات المنوية والمريكز القريب يدخلان سيتوبلازم البويضة. لا يوجد دليل قاطع على أن أي مكون من مكونات الحيوانات المنوية باستثناء النواة والجسيم المركزي يلعب أي دور نشط في التطور اللاحق. لوحظت الميتوكوندريا في بعض الحالات لتتشتت في سيتوبلازم البيض ، لكن من غير المعروف كم من الوقت تحافظ على وجودها هناك.

في الفقاريات ، كقاعدة عامة ، تكمل البويضة انقسامها الانتصافي الأول في المبيض وتصل إلى المرحلة الطورية من الانقسام الانتصافي الثاني. في هذه المرحلة يتم إيقاف كل تقدم إضافي ، وتحدث الإباضة ويمكن أن تُخصب البويضة.

لا يُبثق الجسم القطبي الثاني إلا إذا تم تخصيب البويضة بواسطة حيوان منوي أو تنشيطها بطريقة أخرى. في الزقديين ، تصل البويضة فقط إلى الطور الأول للقسم الانتصافي الأول عندما تنضج وإذا تم إخصابها ، تكمل البويضة قسم الاختزال الأول وتنفذ الانقسام الانتصافي الثاني.

[V] هجرة النوى و amphimixis:

في وقت تغلغل الحيوانات المنوية داخل سيتوبلازم البويضة ، تظل نواة الحيوانات المنوية مضغوطة وتظل الميتوكوندريا والسنتريول خلفها. لأداء فعل amphimixis ، يجب أن تخضع نواة الحيوانات المنوية إلى نشاطين (1) يجب أن تصبح نواة ، و (2) يجب أن تهاجر من موقع amphimixis.

As the sperm nucleus moves inwards from the site of fertilization cone, it soon rotates through an angle of 180°C, so that its mitochondria and Centriole assume the leading position. Besides this rotation, the sperm nucleus starts swelling and its chromatin, which is very closely packed, becomes finely granular. It ultimately becomes vesicular and has an appearance like the interphase nucleus and is called male pronucleus.

At the same time, the sperm aster forms around the proximal Centriole of the sperm in the egg cytoplasm. As the male pronucleus develops and migrates towards the site of amphimixis, the sperm aster seems to lead it.

The site of amphimixis lies either near the centre of microlecithal and mesolecithal eggs or in the centre of the active cytoplasm at the animal pole of macrolecithal and Teleolecithal eggs. As the sperm pronucleus and Centriole move inward, it may be accompanied by some cortical and subcortical cytoplasm.

If the latter is heavily pigmented, as in amphibian eggs, the trajectory of the sperm pronucleus may be marked by pigmented granules trailing along its path. This is called penetration path.

This movement of the sperm appears to be directed and some investigators feel that it is due to a chemotoxic effect of chemicals liberated by the female pronucleus. During this movement toward the female pronucleus, the sperm may have to deviate from its penetration path. If it does, the new pathway is taken. This is referred to as copulation pathway.

In some cases the sperm need not alter its direction. In these cases the penetration and copulation paths would be identical. The point of entrance, penetration path and copulation path are all believed to be responsible for establishing the primary plane of bilateral symmetry in the embryo.

Before amphimixis the nucleus of the egg also undergoes certain changes like the sperm nucleus. After the completion of the second meiotic division, the haploid nucleus of the egg is located near the surface of the egg in the form of several vesicles, known as karyomeres In a fertilizing egg, these karyomeres fuse together to form a female pronucleus which swells increase in volume and becomes vesicular. It also migrates towards the site of Amphimixis.

Amphimixis:

The fusion of male and female pronuclei is called as amphimixis. The actual fusion of pronuclei may differ in different animal.

(1) In sea urchins and vertebrates, the nuclear membranes of both pronuclei are broken down at the point of contact and their content unite in one mass surrounded by a common nuclear membrane. At the approach of first cleavage of fertilized egg, the nuclear membrane dissolves, chromosomes of maternal and paternal origin become arranged on the equator of the achromatic spindle.

(2) In Ascaris, some molluscs and annelids, the male and female pronuclei don’t fuse but the nuclear membranes in both dissolve and the chromosomes become released. In the meantime, the Centrosome of the spermatozoon has divided into two and the Centrosome derived from male and female pronuclei become attached to the spindle.

Only after the completion of the first division of the fertilized egg, the paternal and maternal chromosomes become enclosed by common nuclear membrane to form the nuclei of two blastomeres into which the egg has been divided.

In both these types (1 and 2), the chromosomes of maternal and paternal set retain, of course, their individuality.

(3) In the Copepod Cyclops, the paternal and maternal nuclear components remain separate for some time even after cleavage has started, so that each blastomere has a double nucleus consisting of two parts lying side by side and each surrounded by its own nuclear membrane.

Post-fertilization changes in the egg cytoplasm:

The penetration of spermatozoa into the egg causes far-reaching displacements of the cytoplasmic constituents. As a result, the distribution of various cytoplasmic substances and inclusions in a fertilized egg may be very considerably different from that in the unfertilized egg and even quantitatively new areas may appear.

As a result of the extrusion of cortical granules, a large part of the original outer egg cell surface is replaced by the inner surface which surrounds the cortical granules and now are averted on the exterior. Most spectacular post-fertilization displacements in the egg cytoplasm have been observed in Ascidian, Styela partita and in frog. In both these animals, there establishes a bilateral symmetry in the cytoplasm of fertilized eggs.

Displacements of cytoplasmic substances in the egg of Ascidian Suela partita are as under:

The mature egg is covered by a layer of cortical cytoplasm containing yellow granules. The moment spermatozoon enters the egg near the vegetal pole, the yellow cortical cytoplasm falls into violent commotion.

The yellow cytoplasm begins to stream down along the surface of the egg toward vegetal pole, and accumulated as a cap. As the male pronucleus penetrates deeper into the cytoplasm and moves toward female pronucleus, the yellow cytoplasm, reverses its movements and streams upward only on the side where the spermatozoon entered the egg. Just before the first cleavage, the yellow cytoplasm forms a cresentic area (mesodermal crescent) just below the equator of the egg.

Simultaneously, a crescent of light gray cytoplasm (notochordal crescent) appears subequatorially on the opposite side of the egg. Thus, in a fertilized egg, four different kinds of cytoplasmic regions are now present-(i) The yellow cytoplasm on one side, and (ii) the light cytoplasm on the other side. These two together form a belt surrounding the egg just below the equator. Below this zone toward the vegetal pole, (iii) the cytoplasm in salty grey colour contains abundant yolk granules and in the sub cortical layer, there are a large number of mitochondria. But the cytoplasm in (iv) the animal hemisphere contains less yolk and a few mitochondria and appears more transparent. Thus, the cytoplasmic displacements following fertilization not only bring some kind of cytoplasm to more restricted areas, but also give the egg a distinct bilateral structure.

Monospermic and polyspermic fertilization:

When only one spermatozoon penetrates into the egg to fertilize it, the type is called Monospermic fertilization, as in most classes of animal kingdom (e.g. coelenterates, echinoderms, bonyfishes, frog and mammals.)

It is of two types—(a) Pathological polyspermy. This type occurs in pathological conditions when many spermatozoa penetrate the ova of a normally Monospermic animal.

(b) Physiological polyspermy:

When many spermatozoa penetrate ova as a whole, such kind of fertilization is called polyspermic fertilization. This type of fertilization occurs in animals having yolky eggs like molluscs, selachians, urodeles, reptiles and birds. In such eggs only one spermatozoon participates fully in the development of the embryo, the rest degenerate sooner or later. This type of polyspermy, because it has some physiological significance, is called physiological polyspermy.

Significance of fertilization:

The process of fertilization has following significances:

(1) The fertilization ensures the usual specific diploidy of the organisms by the fusion of the male and female pronuclei.


كيف تكتب خاتمة معمل جيد في العلوم

شارك Bess Ruff، MA في تأليف المقال. بيس روف طالب دكتوراه في الجغرافيا بجامعة ولاية فلوريدا. حصلت على درجة الماجستير في العلوم البيئية والإدارة من جامعة كاليفورنيا ، سانتا باربرا في عام 2016. أجرت أعمال المسح لمشاريع التخطيط المكاني البحري في منطقة البحر الكاريبي وقدمت دعمًا بحثيًا كزميل متخرج لمجموعة مصايد الأسماك المستدامة.

هناك 14 مرجعًا تم الاستشهاد بها في هذه المقالة ، والتي يمكن العثور عليها في أسفل الصفحة.

This article has been viewed 1,657,318 times.

يصف تقرير المعمل تجربة كاملة من البداية إلى النهاية ، ويحدد الإجراءات ، ويبلغ عن النتائج ، ويحلل البيانات. يتم استخدام التقرير لتوضيح ما تم تعلمه ، وسيوفر طريقة للآخرين لرؤية العملية الخاصة بك للتجربة وفهم كيفية توصلك إلى استنتاجاتك. الاستنتاج هو جزء لا يتجزأ من التقرير ، وهذا هو القسم الذي يكرر النتائج الرئيسية للتجربة ويعطي القارئ نظرة عامة على التجربة المعملية. ستوضح كتابة استنتاج قوي لتقرير مختبرك أنك تعلمت بشكل فعال أهداف مهمتك.


الصليب الثاني

ثم سمح مندل لبازلاءه المهجنة بالتلقيح الذاتي.

النتائج

The wrinkled trait &mdash which had disappeared in his hybrid generation &mdash reappeared in 25% of the new crop of peas.

ترجمة

اتحاد عشوائي لأعداد متساوية من ر و ص أنتجت الأمشاج F 2 جيل بنسبة 25٪ RR و 50٪ ص &mdash both with the round phenotype &mdash and 25% ص ص مع النمط الظاهري المتجعد.

F 1 الأمشاج
ر ص
F 1 الأمشاج ر RR ص
ص ص ص ص


Mendel's results

The first physical trait that Mendel studied extensively was pea shape. He had two pure breeding lines of plants: one that always gave rise to round peas and another that always gave wrinkled ones. He cross-pollinated these two parental lines and found that every F1 hybrid plant had round peas. This may not have been entirely surprising since most varieties of pure breeding plants in Mendel's collection had round peas, so he might have guessed that the round character would dominate and the wrinkled character would recede into the background. Mendel showed that the result was the same whether the pollen from plants with round peas was used to pollinate plants with wrinkled peas, or the other way around. The consistent results from such "reciprocal crosses" led Mendel to the conclusion that is now called Mendel's First Law: Factors that determine physical traits segregate into على حد سواء egg and sperm cells (collectively called the "gametes" of the organism). Unlike earlier theories that suggested only sperm carried traits, Mendel showed that both egg and sperm carry physical traits to the offspring.

Mendel's next experiment was particularly telling. He self-pollinated each F1 hybrid plant with its own pollen and recorded the pea shape of the next (F2) generation. Despite all the F1 plants having round peas, some F2 plants had round peas and some had wrinkled peas. In other words, traits that had been hidden in the F1 hybrids had reappeared in their offspring. Mendel counted each variety in the F2 generation and observed that 5,474 had round peas and 1,850 had wrinkled ones (Figure 5). The ratio of these two traits, very nearly three round peas for each wrinkled one, turned out to be an important number. Later, when Mendel repeated his experiments looking at pea color rather than shape, he found 6,022 yellow peas and 2,001 green peas in his F2 plants, again a ratio of 3:1. This 3:1 ratio held true in experiments examining flower color, flower position, pod shape, pod color, and plant size. What could explain this constant ratio? One of the strengths of Mendel's work is a hallmark of the scientific process: He put together his observations to form a hypothesis.

الشكل 5: Wrinkled peas, a phenotype that appeared approximately 1/4th of the time in the F2 generation of Mendel's experiments.

Three observations led Mendel to his second important proposal. First, Mendel had observed that both the egg and sperm carry factors to the offspring. Second, he had shown that one trait dominates in the initial cross of mixed hybrids (for example, round peas in the F1 generation). Lastly, he had observed that a trait that recedes into the background in the F1 generation reappears one-fourth of the time in the F2 generation. Working over the mathematics, Mendel realized that both parents carry two copies of each factor and that each parent must donate one copy to the offspring through their egg or sperm cell. Since all of the offspring in the first cross (F1) carry one factor that dominates (round peas) and one factor that recedes (wrinkled), they all have round peas. However, their offspring (F2) could inherit either a round or wrinkled factor from each the egg and sperm. Only those F2 plants that inherit a wrinkled factor from both the egg and sperm had wrinkled peas – exactly a one-fourth ratio. Thus Mendel concluded that two factors must be involved in producing a physical trait however, only one factor is passed on from parent to offspring in the sperm or egg cell. At the time, Mendel could not explain how the pairs separated into the gametes, or how they rejoined during pollination, but he was correct in thinking that the factors randomly and independently segregated into the plant's gametes, and his idea is now called Mendel's Second Law.

When Mendel crossed two pure breeding lines of pea plants, one with round peas and one with wrinkled peas, the next generation produced round peas


Mendel’s Crosses

Mendel’s seminal work was accomplished using the garden pea, بيسوم ساتيفوم, to study inheritance. This species naturally self-fertilizes, meaning that pollen encounters ova within the same flower. The flower petals remain sealed tightly until pollination is completed to prevent the pollination of other plants. The result is highly inbred, or “true-breeding,” pea plants. These are plants that always produce offspring that look like the parent. By experimenting with true-breeding pea plants, Mendel avoided the appearance of unexpected traits in offspring that might occur if the plants were not true breeding. The garden pea also grows to maturity within one season, meaning that several generations could be evaluated over a relatively short time. Finally, large quantities of garden peas could be cultivated simultaneously, allowing Mendel to conclude that his results did not come about simply by chance.

Mendel performed hybridizations, which involve mating two true-breeding individuals that have different traits. In the pea, which is naturally self-pollinating, this is done by manually transferring pollen from the anther of a mature pea plant of one variety to the stigma of a separate mature pea plant of the second variety.

Plants used in first-generation crosses were called P, or parental generation, plants (Figure 8.3). Mendel collected the seeds produced by the P plants that resulted from each cross and grew them the following season. These offspring were called the F1, or the first filial (filial = daughter or son), generation. Once Mendel examined the characteristics in the F1 generation of plants, he allowed them to self-fertilize naturally. He then collected and grew the seeds from the F1 plants to produce the F2, or second filial, generation. Mendel’s experiments extended beyond the F2 توليد to the F3 generation, F4 generation, and so on, but it was the ratio of characteristics in the P, F1, and F2 generations that were the most intriguing and became the basis of Mendel’s postulates.

Figure 8.3 Mendel’s process for performing crosses included examining flower color.


Joseph Gall

Joseph Gall is a Professor at the Carnegie Institution for Science and is a leader in the field of cell biology. He has spent much of his career studying the nucleus and its contents, and has made numerous significant contributions to our understanding of chromosome structure and function. Gall, a distinguished microscopist, is one of the… Continue Reading


Study Notes on Chi-Square Test | إحصائيات

The below mentioned article provides a study note on chi-square test.

In biological experiments and field surveys, apart from quantitative data we get the qualitative data which is genetical character such as tall and short, colour of flower, seed coat character which do not have any numerical values. But the number of flowers or seeds having a particular colour falls under any category can be counted numerically.

This type of observation requires the calculation of the expected number of individu­als under any category. Thus it becomes necessary to know whether there is any deviation in between the observed and expected frequencies. The measurement of this deviation is done with the help of a particular test which is called Chi-square (X 2 ) test.

The formula for Chi-square test is:

Application of X 2 -Test:

It is an alternative test to find significance of difference in two or more than two proportions:

(a) It can compare the values of two binomial samples when they are small.

(b) It can compare the frequencies of two multinomial samples.

(c) Chi-square measures the probability of association between two discrete at­tributes.

(d) The Chi-square test is applied as a test for goodness of fit which reveals the closeliness of observed frequency with those of the expected frequency. Thus it helps to answer whether physical or chemical factors did or did not have an effect.

(e) Occasionally it is desirable to compare one set of observations taken under particular conditions to those of a similar nature taken under different condi­tions. In this case there are no definite expected values, only the question is whether the results are dependent (contingent upon) or independent of condi­tions. Then the X 2 -test is called as test for independence or contingency test.

X 2 -Test For Goodness of Fit:

X 2 -test is applied to a wide range of studies relating to experimental biology and field studies. The aim of this test is to test the closeliness of observed frequencies with those of the expected, i.e., how well the observed frequency curve fits into theoretical curve.

If both the observed and expected frequency distribution are in complete agreement with each other then the X 2 -value will be zero. But in experimental observations there is always some degree of deviation. The critical X 2 -value will be exceeded due to sampling fluctua­tions.

For example, if a crossing experiment gives two different sizes of seeds in F2 prog­eny then these two types seeds may segregate according to 3:1 (Mendelian Monohybrid), 1:1 (Monohybrid test cross), 9:7 (Complementary factor interaction), 13:3 (Inhibitory factor) or 15:1 (Duplicate gene interaction) ratio, etc.

Again if crossing experiment results in three types of seeds then these may be due to incomplete dominance (1:2:1), supplementary factor (9:3:4) or due to dominant epistasis (12:3:1) interaction, etc.

Likely, 4 types of seeds with 4 different combinations of two different characters may either follow the 9:3:3:1 (Mendelian dihybrid) or 1:1:1:1 (Dihybrid test cross) ratio for segregation.

Test for the goodness of fit is required in these above cases for studying the closeliness of observed data of the experiments with those of expected frequencies.

Steps to be followed to test the Goodness of Fit:

1. Deviation between the observed and the expected results should be calculated.

2. Comparing the minimum deviation the null hypothesis should be selected for X 2 -test.

3. X 2 -value should be determined.

4. Comparing the calculated X 2 -value with tabulated X 2 -value the conclusion has to be made.

Following number of seeds with the associated character is observed. Test the goodness of fit and comment.

Step I: Calculation of expected value for each ratio:

Step II: Determination of expected segregation ratio:

According to table, the deviation is minimum in 3:1 ratio, so the observed sample should fit the 3:1 ratio.

Step-III Calculation of X 2 -Value:

Since, in this experiment the samples are of two classes, so degree of freedom = 2-1 = 1.

Step IV: Conclusion:

The calculated Chi-square (X 2 ) value is 0.451. The tabulated chi-square at 0.05 prob­ability level with 1 degree of freedom is 3.841.

The calculated value is much less than the table value, so the deviation is insignifi­cant, the observed deviation is due to chance factor only. It lies in the probability range 50-70%.

The observed result is in good fit with Mendelian Monohybrid ratio, i.e., 3:1.

It is concluded that the experimental result shows Mendelian monohybrid ratio 3:1.

So the assumed genotypes of parents are:

So the phenotypic ratio is 3:1.

In an experiment on garden pea, we count 4 different kinds of plants,

Test the goodness of fit for this data and comment.

Step I: Calculation of expected value of assumed ratio:

Since, in this experiment the samples are of 4 classes, so degrees of freedom = 4-1

Step IV: Conclusion:

The tabulated X 2 value at 0.05 probability level for 3 degree of freedom is 7.81 which is more than the calculated value and it lies at 90-95% probability level. So the deviation found in the experiment is insignificant.

We can conclude that the observation is in good fit with Mendelian Dihybrid ratio 9:3:3:1.

As the observation shows good fit with Mendelian dihybrid ratio, so the two genes for cotyledon colour and pod shape can independently assort.

One yellow seeded pea plant when crossed with a green seeded pea plant, produced 50 yellow seeds and 46 green seeds in F2. Write down your comment with the help of x 2 -analysis.

Sample character and sample size

According to the table, we find that the minimum deviation is in case of 1:1 ratio. So it is assumed that the observed sample should fit well with this ratio.

Since there are 2 classes, so the degree of freedom = 2-1 = 1. The calculated X 2 -value is 0.166 which is much less than the table value 3.841 for 1 degree of freedom at 0.05 probability levels.

The X 2 value 0.166 lies between 80-90% probability level. Therefore the deviation which is observed in the sample from the expected value is highly insignificant, and the observed ratio has a very good fit with the expected ratio, i.e., 1:1.

As the experimental result shows good fit with 1:1 ratio, i.e., Mendelian monohybrid test cross ratio, so the assumed genotypes of the parents and the offsprings are as follows:

Selfing of a hybrid plant produced a population with 120 pink flowers and 88 white flowers. Explain with X 2 -analysis, what does the result show?

According to this table, we find that the deviation is minimum in case of 9:7 ratio. So, it is assumed that the observation should fit well with this ratio.

Since in the observation there are two classes, so the degree of freedom =2 – 1 = 1

The calculated X 2 value is 0.175, which is much less than the table value 3.84 for 1 degree of freedom at 0.05 probability level.

The X 2 value 0.175 lies between 50-70% probability range. Therefore this deviation from the expected value is insignificant and the observed ratio is in good fit with 9:7 ratio.

It is concluded that the experimental result shows the characters with complementary factor interaction in F2 توليد.

As the observed samples are assumed to show complementary factor interaction, so the assumed genotypes are:

Here, the analysis shows that 2 pairs of factors control the same character and two dominant genes A and B are complementary to each other. Each of which has no effect on expression of character, but when in combination shows their effect, i.e., pink colour.

Absence of any one of the them (A or B) leads to absence of pink colour and it can be concluded very easily that the colour character is controlled by two pairs of factors which are complementary to each other.

From a plant after selfing total 96 seeds are harvested of which yellow seeds 79, brown seeds 17. Explain the result with X 2 -analysis.

Sample character and sample size

Determination of expected segregation ratio:

(By estimating magnitude of devia­tion)

According to the table, we find that the minimum deviation is in case of 13:3 ratio. So it is assumed that the observed sample should fit well with this ratio.

Determination of Chi-Square value

Since there are two classes, degree of freedom = 2-1 = 1. The calcu­lated X 2 value 0.068 is much less than the table value 3.841 for 1 degree of freedom at 0.05 probability level.

The X 2 -value 0.068 lies between 90-95% probability level. Therefore, this deviation from the expected value is highly insignificant and the observed ratio has a very good fit with the expected ratio.

As the experimental result shows good fit with 13:3 ratio. So it is as­sumed that the brown colour of seed coat is controlled by gene C, but the presence of another dominant gene D inhibits the effect of C, and the seed coat colour becomes yel­low.

The dominant gene D does not have its own expression but it inhibits the effect of another dominant gene C. So the effect of C is only expressed when there is recessive gene d. This phenomenon is called Inhibitory Factor.

So, the phenotypic ratio of Yellow seed: Brown seed = 13: 3.

In an experiment, the hybrid plant yielded 193 brown coloured seeds and 15 white seeds. Comment on the observed result with X 2 -analysis.

Sample character and sample size:

Determination o expected segregation ration:

(By estimating magnitude of deviation)

According to the table, we find that the deviation is minimum in case of 15:1 ratio. So, it is assumed that the observed sample should fit with this ratio.

Determination of Chi-square value

Since there are two classes, degree of freedom = 2 – 1 = 1. The calcu­lated X 2 value 0.332 is less than the table value 3.841 for 1 degree of freedom at 0.05 probability level.

The X 2 value 0.332 lies between 75-90% probability levels. Therefore this deviation from the expected value is insignificant and the observed ratio has good fit with the expected ratio.

As the experimental result shows good fit with 15:1 ratio, so it is as­sumed that the brown colour of seed is controlled by two pairs of factors or alleles. Presence of any one of them will give them brown seed colour. Whereas the recessive condition of both will give the white colour.

This case may be represented as follows:

So the observed result shows the duplicate factor interaction in F2 نسبة.

Test the goodness of fit in the following sample from an experiment with garden pea plant.

Determination of expected segregation ratio:

According to the table, we find that the deviation is minimum in case of 1:1:1:1 ratio. So, it is assumed that the observed sample should fit with this ratio.

Determination of Chi-square value

Since there are 4 classes, degrees of freedom = 4-1=3. The calcu­lated X 2 value is 0.618, which is much less than the tabulated X 2 value for 3 degree of freedom at 0.05 probability level.

The calculated value lies between 70-90% probability level. Therefore the deviation from the expected value is insignificant and the observed ratio has a good fit with the expected ratio.

As the experimental result shows good fit with 1:1:1:1 ratio, so it is assumed that the result is obtained from a dihybrid test cross. The dominant characters are yellow and round.

Parental genotypes are assumed as:

Example 14→ (An example not in agreement with 1:2:1):

A geneticist obtained 209 plants after selfing a hybrid, among which with red flower = 52 plants, with pink flower = 128 plants and with white flower = 29 plants. Show the goodness of fit with 1:2:1 ratio.

Determination of expected frequency of different plant:

Calculation of Chi-square value:

The calculated value of X 2 = 15.626. Since there are 3 classes, so the degrees of freedom = (3 – 1) = 2. The tabulated X 2 value for 2 degree of freedom at 0.05 probability level is 5.99. As the observed value is much higher than the tabulated value, so the result does not in agreement with 1:2:1 ratio, i.e., the observation does not show goodness of fit with the expected ratio.

In conclusion, the principle of incomplete dominance is not applicable here.

Chi-Square Test for Association Of Attributes:

By using 2ࡨ contingency table the X 2 analysis is applied to test whether there is any association between two or more classifications, i.e., to test for independence of the two attributes.

Steps to be followed to calculate Chi-Square:

1. Null hypothesis should be set up, which is no association exists between the attributes.

ح0: No association exists between the attributes.

ح1 : Association exists between the attributes.

2. Expected frequency (E) is calculated corresponding to each category by the formula.

رأنا = Sum total of row in which Eاي جاي حاضر.

جي = Sum total of column in which Eاي جاي is present,

3. The Chi-square value is calculated according to formula

Degrees of freedom = (R – 1) (C – 1)

4. Table value is found out for a particular level of significance and for the calculated degree of freedom.

5. The calculated value and table value are compared, if the calculated value of X 2 < the table value then the null hypothesis is accepted. But if the X 2 value is larger than the tabulated value then null hypothesis is rejected.

An experiment was carried out to see the effect of an organo-mercuric compound on the survival of seedling. Two different concentrations are applied to test whether the percentage of death in higher concentration is significantly different from that of lower concentration or both are independent.

In this case the null hypothesis will be – there is no significant difference, i.e., both the effects are independent.

ح0: Both the effects are independent.

ح1: Both the effects are significantly different.

Table showing expected results and deviation

In this example, as the (O-E) is always 5.2, so we can compute the value in following way.

The degree of freedom for this example is

The tabulated X 2 value at degree of freedom 1, and at p = 0.05 level is 3.84.

As the calculated X 2 value is much less than the tabulated X 2 value so the null hypoth­esis is accepted, i.e., both the effects are independent, there is no relation of death percent­age with low and high concentration of fungicide.

Yates Correction:

Yates correction is applied to increase the precision of X 2 test, only when the degree of freedom is 1 and the expected classes are small (less than 30). In case of 1 degree of freedom, there is possibility of underestimating the probabilities listed in the table. This can be adjusted by subtracting the correction value from the deviation value.

For goodness of fit, Chi-square formula using Yates correction (½ or 0.5) will be:

In Example 12,

In case of contingency Chi-square, using Yates correction the Chi-square value is calculated as follows:


اختبار Testcross: اختبار فرضية مندل

  • يجب أن تقدم تفسيرا كافيا للحقائق المرصودة.
  • إذا استوفت فرضيتان أو أكثر هذا المعيار ، يفضل استخدام الفرضية الأبسط.
  • يجب أن تكون قادرة على يتنبأ حقائق جديدة.

لذلك إذا كان التعميم صحيحًا ، فيمكن أن تكون بعض العواقب المحددة استخلص منه.

من أجل اختبار فرضيته ، تنبأ مندل بنتيجة تجربة تربية لم يقم بها بعد. عبر البازلاء المستديرة متغايرة الزيجوت (ص) مع التجاعيد (متجانسة ، ص ص) منها. وتوقع أنه في هذه الحالة سيكون نصف البذور المنتجة مستديرة (ص) ونصف متجعد (ص ص)

F1 الأمشاج
ر ص
الأمشاج ص ص ص ص
ص ص ص ص

بالنسبة لمراقب عرضي في حديقة الدير ، لم يظهر الصليب مختلفًا عن صليب ص الصليب الموصوف أعلاه: البازلاء ذات البذور المستديرة التي يتم عبورها مع البذور المجعدة. لكن مندل توقع أنه هذه المرة سينتج بذورًا مستديرة ومتجعدة وبنسبة 50:50. أجرى الصليب وحصد 106 حبة من البازلاء و 101 حبة من البازلاء المجعدة.

هذا النوع من التزاوج يسمى أ testcross. إنها "تختبر" التركيب الجيني في تلك الحالات التي يوجد فيها نوعان مختلفان من الأنماط الجينية (مثل RR و ص) تنتج نفس النمط الظاهري.

  • واستمر في عبور أصناف البازلاء التي اختلفت في ست سمات نوعية أخرى. في كل حالة ، دعمت النتائج فرضيته.
  • عبر البازلاء التي اختلفت في صفتان. وجد أن وراثة إحدى السمات كان مستقلاً عن وراثة سمة أخرى ، وبالتالي صاغ قاعدته الثانية: ال حكم تشكيلة مستقلة.
    (ولكن هنا كان محظوظًا! رابط لمناقشة سبب ذلك).

What is FISH used for?

Scientists use three different types of FISH probes, each of which has a different application:

Locus specific probes bind to a particular region of a chromosome. This type of probe is useful when scientists have isolated a small portion of a gene and want to determine on which chromosome the gene is located, or how many copies of a gene exist within a particular genome.

Alphoid أو centromeric repeat probes are generated from repetitive sequences found in the middle of each chromosome. Researchers use these probes to determine whether an individual has the correct number of chromosomes. These probes can also be used in combination with "locus specific probes" to determine whether an individual is missing genetic material from a particular chromosome.

Whole chromosome probes are actually collections of smaller probes, each of which binds to a different sequence along the length of a given chromosome. Using multiple probes labeled with a mixture of different fluorescent dyes, scientists are able to label each chromosome in its own unique color. The resulting full-color map of the chromosome is known as a spectral karyotype. Whole chromosome probes are particularly useful for examining chromosomal abnormalities, for example, when a piece of one chromosome is attached to the end of another chromosome.

For many applications, FISH has largely been replaced by the use of microarrays. However, FISH remains useful for some tests. FISH may also be used to study comparisons among the chromosomal arrangements of genes across related species.

Scientists use three different types of FISH probes, each of which has a different application:

Locus specific probes bind to a particular region of a chromosome. This type of probe is useful when scientists have isolated a small portion of a gene and want to determine on which chromosome the gene is located, or how many copies of a gene exist within a particular genome.

Alphoid أو centromeric repeat probes are generated from repetitive sequences found in the middle of each chromosome. Researchers use these probes to determine whether an individual has the correct number of chromosomes. These probes can also be used in combination with "locus specific probes" to determine whether an individual is missing genetic material from a particular chromosome.

Whole chromosome probes are actually collections of smaller probes, each of which binds to a different sequence along the length of a given chromosome. Using multiple probes labeled with a mixture of different fluorescent dyes, scientists are able to label each chromosome in its own unique color. The resulting full-color map of the chromosome is known as a spectral karyotype. Whole chromosome probes are particularly useful for examining chromosomal abnormalities, for example, when a piece of one chromosome is attached to the end of another chromosome.

For many applications, FISH has largely been replaced by the use of microarrays. However, FISH remains useful for some tests. FISH may also be used to study comparisons among the chromosomal arrangements of genes across related species.


شاهد الفيديو: Hybridization Theory English (شهر فبراير 2023).