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Können 12 mitotische Teilungen 6000 Kerne produzieren?

Können 12 mitotische Teilungen 6000 Kerne produzieren?


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Das folgende Zitat stammt aus "Principles of Development" von Tickle & Wolpert:

„Nach der Befruchtung und Verschmelzung der Spermien- und Eikerne durchläuft der Zygotenkern eine Reihe schneller mitotischer Teilungen […]

12 Teilungen (ausgehend von 1 Zygotenkern) sollten nicht mehr als 2 . ergeben12=4096 Kerne, nicht 6000. Ist das nur ein einfacher Fehler im Lehrbuch? Gibt es alternativ eine biologische Erklärung, die die 212 Schätzung ungültig?


Dieser Auszug aus Wolpert & Tickle enthält tatsächlich einige Fehler. Zuallererst ist das Blastoderm nicht ein Syncytium, es ist ein Kenozyten stattdessen (sehen Sie sich meine Antwort hier an). Das ist übrigens eine falsche Nomenklatur von alle Bücher über Entwicklungsbiologie, die mir bekannt sind… daher, da sie so etabliert sind, wird sich die falsche Nomenklatur wahrscheinlich nicht so schnell ändern. Wir müssen uns daran gewöhnen.

Zurück zu den Zahlen:

Der zweite Fehler in diesem Auszug (der auch von den meisten Büchern über Entwicklungsbiologie wiedergegeben wird) ist die Anzahl der Unterteilungen: Es sind nicht 12, sondern 13. Und das würde uns 2 geben13, oder 8192 Kerne. Wie Sie sehen, ist das mehr als die allgegenwärtige "6000", die wir überall in der Literatur sehen.

Jetzt kehrt sich die Frage um: Was ist der Grund für das Blastoderm? kleiner Anzahl der Kerne im Vergleich zur erwarteten Anzahl?

Nach Miles et al. (2010) hängt die Anzahl der Kerne von der Größe des Eies ab:

Die Anzahl der Kerne im zellulären Blastodermstadium änderte sich ebenfalls als Reaktion auf die Selektion, wobei selektierte Linien mit großen Eiern mehr als 1000 zusätzliche Kerne relativ zu kleinen Eilinien. Dieser Anstieg der Kernzahl in größeren Eiern skaliert jedoch nicht mit der Eigröße, da die Kerndichte umgekehrt mit der Eilänge korreliert. (Hervorhebung von mir)

Und der wichtigste Teil dieses Papiers, der Ihre (jetzt umgekehrte) Frage beantwortet:

Nach 13 mitotische Teilungen die maximal mögliche Anzahl von Kernen im Blastodermstadium beträgt 213 oder 8192 Kerne, deutlich mehr als die klassischer Wert von ~6000 in der Literatur angegeben (Zalokar und Erk 1976; Turner und Mahowald 1983). Wir fanden heraus, dass die Zellzahl bei 6000 Kernen im Embryo des Zyklus 14 nicht annähernd konstant ist, sondern positiv mit der Eigröße korreliert. Im Durchschnitt hatte unsere Behandlung mit ausgewählten großen Eizellen mehr als 1000 zusätzliche Kerne als die Behandlung mit ausgewählten kleinen Eiern, ein Unterschied, der als korrelierte Reaktion auf die Auswahl nach der Eigröße entstand. Beim Vergleich der Zellzahlen in anderen (nicht selektierten) Linien und Arten kommen wir jedoch zu dem Schluss, dass die Zellzahl nicht ausschließlich eine Folge der Eigröße sein muss, sondern selbst ein genetisch variables Merkmal sein muss. Zum Beispiel, D. shellia (mittlere Zellzahl = 7448.7, einige Embryonen nähern sich dem 213 Grenze) und die Ind Stamm von D. melanogaster (mittlere Zellzahl = 6569,1) haben trotz fast identischer Eilänge nahezu nicht überlappende Verteilungen der Zellzahl. (betont meine)

Abschluss

213 (oder 8192) ist die Obergrenze bei Betrachtung von 13 Divisionen. Die tatsächliche Anzahl der Kerne ist geringer und variiert von Blastoderm zu Blastoderm. Die mechanische Erklärung für diese kleinere Zahl ist wahrscheinlich, dass sich einige Kerne nicht teilen.

Erwähnenswert ist auch, dass die Divisionen ab dem 14. asynchron, das heißt, die Kerne teilen sich nicht gleichzeitig: einige von ihnen teilen sich schneller und andere langsamer, und die exponentielle 2n (wonist die Anzahl der Teilungen) für die Gesamtzahl der Kerne gilt nicht mehr (weil Sie zu einem bestimmten Zeitpunkt mehrere verschiedene Werte für haben)n).


Quelle:

  • Miles, C., Lott, S., Luengo Hendriks, C., Ludwig, M., Manu, Williams, C. und Kreitman, M. (2010). KÜNSTLICHE AUSWAHL AUF EIGRÖSSE STÖRT DIE FRÜHE MUSTERBILDUNG BEI DROSOPHILA MELANOGASTER. Evolution, 65(1), S. 33-42.

Kapitelzusammenfassung

Fast alle Eukaryoten werden sexuell fortgepflanzt. Die durch die Meiose in die Fortpflanzungszellen eingebrachte Variation scheint einer der Vorteile der sexuellen Fortpflanzung zu sein, die sie so erfolgreich gemacht hat. Meiose und Befruchtung wechseln sich in sexuellen Lebenszyklen ab. Der Prozess der Meiose produziert genetisch einzigartige Fortpflanzungszellen, die Gameten genannt werden, die die Hälfte der Chromosomenzahl der Elternzelle haben. Die Befruchtung, die Verschmelzung haploider Gameten zweier Individuen, stellt den diploiden Zustand wieder her. So wechseln sich sexuell reproduzierende Organismen zwischen haploiden und diploiden Stadien ab. Die Art und Weise, wie Fortpflanzungszellen produziert werden, und der Zeitpunkt zwischen Meiose und Befruchtung variieren jedoch stark. Es gibt drei Hauptkategorien von Lebenszyklen: diploid-dominant, nachgewiesen bei den meisten Tieren haploid-dominant, nachgewiesen bei allen Pilzen und einigen Algen und Generationswechsel, nachgewiesen bei Pflanzen und einigen Algen.

7.2 Meiose

Die sexuelle Fortpflanzung erfordert, dass diploide Organismen haploide Zellen produzieren, die während der Befruchtung zu diploiden Nachkommen verschmelzen können. Der Prozess, der zu haploiden Zellen führt, wird Meiose genannt. Meiose ist eine Reihe von Ereignissen, die Chromosomen in Tochterzellen anordnen und aufteilen. Während der Interphase der Meiose wird jedes Chromosom dupliziert. Bei der Meiose gibt es zwei Runden der Kernteilung, die zu vier Kernen und normalerweise vier haploiden Tochterzellen führen, jede mit der halben Anzahl von Chromosomen wie die Mutterzelle. Während der Meiose wird eine Variation in den Tochterkernen aufgrund von Crossover in der Prophase I und zufälliger Ausrichtung in der Metaphase I eingeführt. Die Zellen, die durch die Meiose produziert werden, sind genetisch einzigartig.

Meiose und Mitose haben Ähnlichkeiten, haben aber unterschiedliche Ergebnisse. Mitotische Teilungen sind einzelne Kernteilungen, die Tochterkerne produzieren, die genetisch identisch sind und die gleiche Anzahl von Chromosomensätzen wie die ursprüngliche Zelle aufweisen. Meiotische Teilungen sind zwei Kernteilungen, die vier Tochterkerne produzieren, die genetisch unterschiedlich sind und einen Chromosomensatz anstelle der beiden Sätze der Elternzelle haben. Die Hauptunterschiede zwischen den Prozessen treten in der ersten Teilung der Meiose auf. Die homologen Chromosomen trennen sich während der Meiose I in verschiedene Kerne, was zu einer Verringerung des Ploidieniveaus führt. Die zweite Teilung der Meiose ist einer mitotischen Teilung viel ähnlicher.

7.3 Fehler bei der Meiose

Die Anzahl, Größe, Form und das Streifenmuster der Chromosomen machen sie in einem Karyogramm leicht identifizierbar und ermöglichen die Beurteilung vieler Chromosomenanomalien. Störungen der Chromosomenzahl oder Aneuploidien sind für den Embryo typischerweise tödlich, obwohl einige trisomische Genotypen lebensfähig sind. Aufgrund der X-Inaktivierung haben Aberrationen in den Geschlechtschromosomen typischerweise mildere Auswirkungen auf ein Individuum. Aneuploidien umfassen auch Fälle, in denen Segmente eines Chromosoms dupliziert oder gelöscht werden. Chromosomenstrukturen können auch umgeordnet werden, beispielsweise durch Inversion oder Translokation. Beide dieser Aberrationen können zu negativen Auswirkungen auf die Entwicklung oder zum Tod führen. Da sie die Chromosomen während der Meiose I zwingen, verzerrte Paarungen anzunehmen, sind Inversionen und Translokationen aufgrund der Wahrscheinlichkeit einer Nichtdisjunktion oft mit einer verminderten Fertilität verbunden.


Entwicklungsbiologie. 6. Auflage.

Im letzten Kapitel haben wir die Spezifizierung von frühen embryonalen Zellen durch ihren Erwerb verschiedener zytoplasmatischer Determinanten, die in der Eizelle gespeichert wurden, diskutiert. Die Zellmembranen bilden die Zytoplasmaregion, die in jedes neue Blastomer eingebaut ist, und es wird angenommen, dass die morphogenetischen Determinanten dann die differentielle Genexpression in diesen Blastomeren steuern. Während Drosophila Entwicklung bilden sich Zellmembranen jedoch erst nach der dreizehnten Kernteilung. Vor dieser Zeit teilen alle Kerne ein gemeinsames Zytoplasma, und Material kann durch den Embryo diffundieren. In diesen Embryonen wird die Spezifizierung der Zelltypen entlang der anterior-posterior- und dorsal-ventralen Achsen durch die Interaktionen zytoplasmatischer Materialien erreicht innerhalb die einzelne, mehrkernige Zelle. Darüber hinaus wird die Initiierung der anterior-posterior- und dorsal-ventralen Differenzen durch die Position des Eies im Eierstock der Mutter gesteuert. Während die Spermieneintrittsstelle die Achsen bei Aszidien und Nematoden fixieren kann, werden die anterior-posterior und dorsal-ventralen Achsen der Fliege durch Interaktionen zwischen der Eizelle und ihren umgebenden Follikelzellen bestimmt.

WEBSEITE

9.1 Drosophila Düngung. Die Befruchtung von Drosophila kann nur in der Region der Eizelle erfolgen, die zur Vorderseite des Embryos wird. Außerdem scheint der Spermaschwanz in dieser Region zu bleiben. http://www.devbio.com/chap09/link0901.shtml


Die 4 Phasen der Mitose, erklärt

Wir haben einen viel längeren Artikel, der die vier Phasen der Mitose detaillierter behandelt, aber wir möchten Ihnen hier einen Überblick darüber geben, was die vier Phasen der Mitose sind und was während jeder Phase passiert. Wenn Sie tiefer in die vier Phasen der Mitose eintauchen möchten, lesen Sie unseren Artikel „Eine detaillierte Aufschlüsselung der 4 Phasen der Mitose“!

Mitose ist ein Prozess, der in Phasen abläuft, die immer in der gleichen Reihenfolge auftreten und die gleichen Aufgaben ausführen (wenn nicht etwas läuft schief!). Die vier Phasen der Mitose sind Prophase (P), Metaphase (M), Anaphase (A) und Telophase (T). Jede dieser Phasen hilft, den Zweck der Mitose zu erreichen, indem sie den Prozess der Zellteilung und Reproduktion vorantreibt. Ohne den ordnungsgemäßen Abschluss jeder der vier Phasen würde die Zellteilung nicht so ablaufen, wie sie sollte.

Als nächstes werden wir jede Phase der Mitose schnell für Sie aufschlüsseln!

Phase 1: Prophase und Prometaphase

Während der Prophase, der ersten Phase der Mitose, beginnen die Chromatine im Zellkern kondensierend in Chromosomen. Auch die Schutzmembran, die den Zellkern umgibt, die sogenannte Kernhülle oder Membran, beginnt sich aufzulösen.

Wenn die Chromosomen im Zellkern kondensieren und die Kernmembran zerfällt, bewegen sich die Zentriolen außerhalb des Zellkerns zu den gegenüberliegenden Seiten der Zelle und bilden die mitotische Spindel, die aus Fasern besteht, die als Mikrotubuli bezeichnet werden. Die mitotische Spindel erstreckt sich von einer Seite der Zelle zur anderen und hängt zwischen den Zentriolen, die sich voneinander entfernen.

Phase 2: Metaphase

Die Metaphase ist die zweite Phase der Mitose. Während der Metaphase heften sich Spindelfasern an das Zentromer jedes Paares von Schwesterchromatiden. Auch die Schwesterchromatiden wandern in die Zellmitte und reihen sich entlang einer unsichtbaren Linie, der sogenannten Metaphasenplatte, auf. Diese Spindelfasern bereiten die Schwesterchromatiden darauf vor, sich in der nächsten Mitosephase richtig zu trennen.

Phase 3: Anaphase

Anaphase ist die dritte Phase der Mitose, und hier beginnt die Zellteilung wirklich. Während der Anaphase beginnen sich die an den Schwesterchromatiden befestigten Spindelfasern zu verkürzen, was die Schwesterchromatiden in der Mitte zu gegenüberliegenden Seiten der Zelle auseinanderzieht. Am Ende der Anaphase hat jede Seite der Zelle einen vollständigen, identischen Chromosomensatz.

Phase 4: Telophase

Schließlich haben wir die Telophase: die vierte und letzte Phase der Mitose. In der Telophase beginnen sich die getrennten Chromosomen zu entfalten und Chromatin zu bilden. Auch die Spindel zerfällt, und um die beiden neuen Chromosomensätze bildet sich eine neue Kernhülle. Diese beiden neuen Chromosomensätze bilden zwei Kerne, die genetische Informationen von ihrer Elternzelle erhalten haben.

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Prometaphase I

Das Schlüsselereignis in der Prometaphase I ist die Anheftung der Spindelfasermikrotubuli an die Kinetochorproteine ​​an den Zentromeren. Kinetochore-Proteine ​​sind Multiproteinkomplexe, die die Zentromere eines Chromosoms an die Mikrotubuli der mitotischen Spindel binden. Mikrotubuli wachsen aus Zentrosomen, die sich an gegenüberliegenden Polen der Zelle befinden. Die Mikrotubuli bewegen sich in Richtung Zellmitte und heften sich an eines der beiden verschmolzenen homologen Chromosomen. Die Mikrotubuli heften sich an die Kinetochore jedes Chromosoms. Wenn jedes Mitglied des homologen Paares an gegenüberliegenden Polen der Zelle befestigt ist, können die Mikrotubuli in der nächsten Phase das homologe Paar auseinander ziehen. Eine Spindelfaser, die an einem Kinetochor befestigt ist, wird als Kinetochor-Mikrotubulus bezeichnet. Am Ende der Prometaphase I wird jede Tetrade an Mikrotubuli von beiden Polen angeheftet, wobei jedem Pol ein homologes Chromosom zugewandt ist. Die homologen Chromosomen werden bei Chiasmata noch zusammengehalten. Außerdem ist die Kernmembran vollständig aufgebrochen.


Einführung

Wolbachia ist eine Gattung obligat intrazellulärer Bakterien, die weltweit Arthropoden und Fadennematoden infiziert (Übersichten siehe Werren, 1997, Stouthamer et al., 1999 Bandi et al., 2001). In ihren Arthropodenwirten Wolbachia verursachen eine Vielzahl von Fortpflanzungsveränderungen, einschließlich der feminisierten Entwicklung genetischer Männchen (Rousset et al., 1992 Bouchon et al., 1998 Kageyama et al., 2002), Tötung von Männern (Hurst et al., 1999 Fialho und Stevens, 2000 Hurst et al.) ., 2000), Parthenogenese (Stouthamer et al., 1990 Stouthamer et al., 1993 Arakaki et al., 2001 Weeks und Breeuwer, 2001) und zytoplasmatische Inkompatibilität (CI) (Yen und Barr, 1971 Wade und Stevens, 1985 Hoffmann et al., 1986 Breeuwer und Werren, 1990 O'Neill und Karr, 1990 Hoffmann und Turelli, 1997). Alle diese Manipulationen erhöhen die Anzahl oder Fitness infizierter Frauen in der Bevölkerung, was für . von Vorteil ist Wolbachia weil sie mütterlicherseits über das Zytoplasma der Eizelle übertragen werden.

Zytoplasmatische Inkompatibilität ist die häufigste Wirkung von Wolbachia Infektion und beinhaltet eine Spermien-Ei-Inkompatibilität, die sich in befruchteten Eizellen äußert. Es entsteht, wenn Männer mit infiziert sind Wolbachia paaren Sie sich mit nicht infizierten Weibchen (oder mit Weibchen, die mit einem anderen Stamm von . infiziert sind). Wolbachia). Bei diploiden Insekten und den meisten haplo-diploiden Insekten führt CI zu einem stark reduzierten Schlüpfen der Eier (Hoffmann et al., 1986 Breeuwer, 1997 Vavre et al., 2000 Vavre et al., 2002 Bordenstein et al., 2003). Drei eng verwandte Arten der haplo-diploiden Wespe Nasonia unterscheiden sich in der Art von CI, die sie ausdrücken. Die Geschwisterart N. giraulti und N. longicornis zeigen überwiegend embryonale Mortalität, während N. vitripennis zeigt überwiegend die Konversion von CI-Embryonen zur männlichen Entwicklung (Bordenstein et al., 2003). Genetische Analyse von Nasonia zeigten, dass Unterschiede im CI-Typ zwischen diesen Arten eher auf nukleargenetische Effekte zurückzuführen sind als auf Unterschiede in der Wolbachia (Bordenstein et al., 2003).

Obwohl der molekulare Mechanismus von CI bei keinem Insekt verstanden wird, ist die genetische und zytologische Analyse von CI in Drosophila simulans und N. vitripennis zeigen, dass das väterliche Genom von der Beteiligung an der Embryonalentwicklung ausgeschlossen ist (Ryan und Saul, 1968 Breeuwer und Werren, 1990 Reed und Werren, 1995 Callaini et al., 1996 Lassy und Karr, 1996 Callaini et al., 1997 Tram und Sullivan, 2002 ) (für eine Übersicht siehe Tram et al., 2003). In CI-Embryonen sind die väterlichen Chromosomen unterkondensiert, verzögern den Eintritt in die Metaphase und werden in der Anaphase falsch segregiert (Ryan und Saul, 1968 Callaini et al., 1996 Lassy und Karr, 1996 Callaini et al., 1997). In D. simulans dies führt zur embryonalen Sterblichkeit. In N. vitripennis, bei dem sich aus unbefruchteten Eiern normalerweise Männchen entwickeln, führt der Ausschluss des väterlichen Genoms zur männlichen Entwicklung. Da die zytologische Analyse von CI bei Haplo-Diploiden nur in N. vitripennis, in dem sich die überwiegende Mehrheit der CI-Embryonen als Männchen entwickelt, ist nicht bekannt, wie CI bei haplo-diploiden Embryonen die embryonale Mortalität induziert.

Um einen Einblick in die zelluläre Grundlage der artspezifischen CI-Phänotypen bei Haplo-Diploiden zu erhalten, haben wir das Chromosomenverhalten in der frühen Embryogenese in den drei Nasonia oben beschriebene Arten. Wir zeigen eine auffallende Korrelation zwischen dem Segregationsverhalten der väterlichen Chromosomen während der ersten mitotischen Teilung und den Unterschieden in der Embryonalsterblichkeit in den drei Nasonia Spezies. In den meisten N. vitripennis CI-Embryonen wird das väterliche Genom von einem oder beiden Tochterkernen ausgeschlossen, die aus der ersten mitotischen Teilung hervorgegangen sind. Das väterliche Genom trennt sich entweder nicht oder nur in einen der beiden Tochterkerne. Der verbleibende haploide Kern teilt sich weiter und es entstehen lebensfähige haploide Männchen. Im Gegensatz dazu N. giraulti und N. longicornis CI-Embryonen trennt sich das väterliche Genom falsch und ungleich auf beide Tochterkerne. Als Ergebnis werden bei nachfolgenden mitotischen Teilungen schwere Segregationsdefekte beobachtet. Die Brutraten der Eier und die Anzahl der Eier bis zum Erwachsenen zeigen, dass fast die gesamte CI-induzierte Sterblichkeit bei diesen Arten durch die beobachteten Segregationsmuster der väterlichen Chromosomen während der ersten mitotischen Teilung erklärt werden kann. CI-induzierte embryonale Letalität tritt auf, wenn eine abnormale väterliche Chromosomensegregation beide Produkte der ersten mitotischen Teilung betrifft, während CI zur männlichen Entwicklung führt, wenn sich die väterlichen Chromosomen nicht oder nur auf einen der beiden Tochterkerne segregieren.


Meiotische Zellteilung (mit Diagramm)

Die meiotische Teilung umfasst zwei vollständige Teilungen einer diploiden Zelle, die zu vier haploiden Kernen führt. Die erste meiotische Teilung umfasst eine lange Prophase, in der die homologen Chromosomen eng miteinander verbunden werden und zwischen ihnen Erbmaterial ausgetauscht wird.

Weiterhin findet bei der ersten meiotischen Teilung die Reduktion der Chromosomenzahl statt und somit entstehen durch diese Teilung zwei haploide Zellen.

Die erste meiotische Teilung wird auch als heterotypische Teilung bezeichnet. Bei der zweiten meiotischen Teilung teilt sich die haploide Zelle mitotisch und mündet in vier haploide Zellen. Die zweite meiotische Teilung wird auch als homotypische Teilung bezeichnet. Bei der homotypischen Teilungspaarung von Chromosomen kommt es nicht zum Austausch des Erbgutes und zur Reduktion der Chromosomenzahl.

Beide meiotischen Teilungen treten kontinuierlich auf und umfassen jeweils die üblichen Stadien der Mitose, nämlich Prophase, Metaphase, Anaphase und Telophase. Die Prophase der ersten meiotischen Teilung ist eine sehr bedeutsame Phase, da die meisten zytogenetischen Ereignisse wie Synapsen, Crossing-over usw. während dieser Phase auftreten.

Die Prophase ist die längste meiotische Phase, daher wird sie der Einfachheit halber in sechs Unterstadien unterteilt, nämlich Präleptonema (Proleptoten), Leptonema (Leptotene), Zygonema (Zygotene), Pachynema (Pachytene), Diplonema (Diplotene). ) und Diakinese.

Die aufeinanderfolgenden meiotischen Unterstadien können wie folgt dargestellt werden:

Heterotypisch Division oder erste meiotische Division:

Zu Beginn der ersten meiotischen Teilung beginnt der Kern der Meiozyten durch die Aufnahme des Wassers aus dem Zytoplasma anzuschwellen und das Kernvolumen nimmt etwa um das Dreifache zu. Diese Volumenzunahme des Kerns verursacht eine Modifikation der Kernkomponenten. Nach diesen Veränderungen geht die Zelle in die erste Phase der ersten meiotischen Teilung über, die als Prophase bekannt ist.

Die erste Prophase ist die längste Phase der meiotischen Teilung. In dieser Phase verdoppelt sich die DNA-Menge. Der größte Teil der DNA-Synthese findet zu Beginn dieser Phase statt.

Es umfasst folgende Unterstufen:

1. Präleptotän oder Präleptonema:

Das Präleptotänstadium ähnelt stark der frühen mitotischen Prophase. In diesem Stadium sind die Chromosomen extrem dünne, lange, aufgerollte, in Längsrichtung einzelne und schlanke fadenartige Strukturen.

2. Leptoten oder Leptonema:

Im Leptotänstadium werden die Chromosomen mehr abgewickelt und nehmen eine lange fadenartige Form an. In diesem Stadium nehmen die Chromosomen eine bestimmte Orientierung innerhalb des Kerns ein, die Enden der Chromosomen konvergieren zu einer Seite des Kerns, der Seite, auf der das Zentrosom liegt (das Bouquet-Stadium).

Das Zentriol dupliziert und jedes Tochterzentrum wandert zum gegenüberliegenden Pol der Zelle. Beim Erreichen der Pole verdoppelt sich jedes Zentriol und somit besitzt jeder Zellpol zwei Zentriolen oder ein einzelnes Diplosom.

3. Zygotene oder Zygonema:

Im Zygotenstadium findet die Paarung homologer Chromosomen statt. Die homologen Chromosomen, die von Mutter (durch Eizellen) und Vater (durch Spermien) stammen, werden zueinander angezogen und ihre Paarung findet statt. Die Paarung der homologen Chromosomen wird als Synapse (gr., Synapsis = Vereinigung) bezeichnet. Die Synapse beginnt an einem oder mehreren Punkten entlang der Länge der homologen Chromosomen.

Drei Arten von Synapsen wurden erkannt:

(ich) Proterminale Synapse:

Beim pro-terminalen Synapsentyp beginnt die Paarung in homologen Chromosomen am Ende und setzt sich zu ihren Zentromeren fort.

(ii) Prozentrische Synapse:

Bei der präzentrischen Synapse beginnt die Paarung der homologen Chromosomen von ihren Zentromeren und die Paarung schreitet zu den Enden der homologen Chromosomen fort.

(iii) Lokalisiertes Pairing oder zufällige Synapse:

Der zufällige Synapsentyp tritt an verschiedenen Stellen der homologen Chromosomen auf. Die Paarung der homologen Chromosomen ist sehr genau und spezifisch. Das Bouquet soll eine Regelmäßigkeit im Synapsenmechanismus aufrechterhalten.

4. Pachytene oder Pachynema:

Im Pachytän- oder Pachynema-Stadium sind die Chromosomenpaare spiralförmig umeinander verdreht und können nicht getrennt voneinander unterschieden werden. In der Mitte des Pachynemastadiums spaltet sich jedes homologe Chromosom der Länge nach auf, um zwei Chromatiden zu bilden.

Tatsächlich erfolgt die Verdoppelung der DNA-Molekülstränge, die für die anschließende Verdoppelung der Chromosomen notwendig ist, früher, vor Beginn der meiotischen Prophase.

Durch den früheren Teil der meiotischen Prophase verhält sich das DNA-Molekül in jedem Chromosom jedoch wie ein einzelner Körper. Im Pachynemastadium wird dies nun geändert, die beiden Chromatiden jedes Chromosoms, die die Hälfte der anfangs im Chromosom vorhandenen DNA enthalten, werden teilweise unabhängig voneinander, obwohl sie weiterhin durch ihr gemeinsames Zentromer miteinander verbunden sind.

Das Pachynema-Chromosom besteht also aus vier Chromatiden, die in einer komplexen Einheit, die als bivalent bezeichnet wird, eng miteinander verbunden sind, da es tatsächlich ein Chromosomenpaar enthält.

Während des Pachynemastadiums wird ein wichtiges genetisches Phänomen namens “überqueren” stattfinden. Das Crossing-Over beinhaltet die Umordnung, Umverteilung und den gegenseitigen Austausch von Erbmaterial zweier Eltern zwischen zwei homologen Chromosomen.

Nach neueren Ansichten kann sich ein Chromatid jedes homologen Chromosoms eines Bivalents mit Hilfe eines Enzyms, der Endonuklease, die während dieses Stadiums im Kern zunimmt, von Stern und Hotta (1969) quer teilen.

Nach der Teilung der Chromatiden findet der Austausch von Chromatidsegmenten zwischen den Nicht-Schwesterchromatiden homologer Chromosomen statt. Die gebrochenen Chromatidsegmente werden durch die Anwesenheit eines Enzyms, der Ligase, mit den Chromatiden verbunden (Stern und Hotta, 1969).

Dieser Vorgang des Austauschs von Chromatinmaterial zwischen Nicht-Schwesterchromatiden jedes homologen Chromosoms wird als Kreuzung bezeichnet, die von der Chiasmata-Bildung begleitet wird.

Stern und Hotta (1969) haben berichtet, dass während der Pachyten- und Zygoten-Stadien eine Synthese kleiner DNA-Mengen stattfindet. Diese DNA-Menge wird bei der Reparatur von gebrochenen DNA-Molekülen der Chromatiden während der Chiasmata-Bildung und des Crossing-Over verwendet. Der Nukleolus bleibt bis zu diesem Stadium prominent und wird mit der nukleolären Organisatorregion des Chromosoms assoziiert.

5. Diplotän oder Diplonema:

Im Diplotän- oder Diplonema-Stadium stoßen sich die homologen Chromosomen ab, da die Anziehungskraft zwischen den beiden homologen Chromosomen abnimmt. Die beiden homologen Chromosomen trennen sich also nicht vollständig voneinander, da beide an der Austauschstelle oder Chiasmata vereint bleiben.

Im Diakinesestadium werden die bivalenten Chromosomen stärker kondensiert und gleichmäßig im Zellkern verteilt. Der Nukleolus löst sich vom nukleolären Organisatorteil des Chromosoms und verschwindet schließlich. Während der Diakinese wandert das Chiasma vom Zentromer zu den Enden der Chromosomen und die intermediären Chiasmaten nehmen ab.

Diese Art der Bewegung der Chiasmata wird als Terminalisierung bezeichnet. Die Chromatiden bleiben noch durch das terminale Chiasma verbunden und diese existieren bis zur Metaphase.

In der Prometaphase zerfällt die Kernhülle und die Mikrotubuli werden spindelförmig zwischen den beiden Zentriolen angeordnet, die die Position zweier gegenüberliegender Pole der Zelle einnehmen. Die Chromosomen werden stark spiralförmig gewunden und am Äquator der Spindel angeordnet.

In der Metaphase I sind die Mikrotubuli der Spindel mit den Zentromeren der homologen Chromosomen jeder Tetrade verbunden. Das Zentromer jedes Chromosoms ist gegen die entgegengesetzten Pole gerichtet. Die Abstoßungskräfte zwischen den homologen Chromosomen nehmen stark zu und die Chromosomen werden zur Trennung bereit.

Durch die Kontraktion der chromosomalen Fasern der Mikrotubuli bewegt sich jedes homologe Chromosom mit seinen beiden Chromatiden und dem ungeteilten Zentromer in Richtung der gegenüberliegenden Pole der Zelle. Die Chromosomen mit einzelnem oder wenigen terminalen Chiasmen trennen sich normalerweise häufiger als die längeren Chromosomen mit vielen Chiasmen.

Die eigentliche Reduktion erfolgt in dieser Phase. Hier sollte sorgfältig beachtet werden, dass die homologen Chromosomen, die sich zu den entgegengesetzten Polen bewegen, die Chromosomen entweder väterlichen oder mütterlichen Ursprungs sind.

Da außerdem bei der Chiasmabildung aus zwei Chromatiden eines Chromosoms das Gegenstück gewechselt wurde, ähneln sich die beiden Chromatiden eines Chromosoms genetisch nicht.

In der Telophase I bildet das endoplasmatische Retikulum die Kernhülle um die Chromosomen und die Chromosomen entrollen sich. Der Nukleolus kommt wieder zum Vorschein und somit werden zwei Tochterchromosomen gebildet. Nach der Karyokinese kommt es zur Zytokinese und es werden zwei haploide Zellen gebildet.

Beide Zellen durchlaufen eine kurze Ruhephase oder Interphase. Bei Trillium treten Telophase I und Interphase nicht auf und auf die Anaphase I folgt direkt die Prophase II.

Homotypische oder zweite meiotische Division:

Die homotypische oder zweite meiotische Teilung ist eigentlich die mitotische Teilung, die jede haploide meiotische Zelle in zwei haploide Zellen teilt.

Die zweite meiotische Teilung umfasst die folgenden vier Phasen:

In der zweiten Prophase teilt sich jede Zentriol in zwei und so werden zwei Zentriolenpaare gebildet. Jedes Zentriolenpaar wandert zum entgegengesetzten Pol. Die Mikrotubuli der Fasern werden spindelförmig im rechten Winkel der Spindel der ersten Meiose angeordnet. Die Kernmembran und der Nukleolus verschwinden. Die Chromosomen mit zwei Chromatiden werden kurz und dick.

Während der Metaphase II werden die Chromosomen am Äquator der Spindel angeordnet. Das Zentromer teilt sich in zwei Teile und somit produziert jedes Chromosom zwei Monaden oder Tochterchromosomen. Die Mikrotubuli der Spindel sind mit dem Zentromer der Chromosomen verbunden.

Die Tochterchromosomen bewegen sich aufgrund der Kontraktion der chromosomalen Mikrotubuli und der Dehnung der interzonalen Mikrotubuli der Spindel zu den entgegengesetzten Polen.

Die Chromatiden wandern zu den entgegengesetzten Polen und werden heute als Chromosomen bezeichnet. Das endoplasmatische Retikulum bildet die Kernhülle um die Chromosomen und der Nukleolus erscheint aufgrund der Synthese ribosomaler RNA (rRNA) durch ribosomale DNA (rDNA) und auch aufgrund der Akkumulation ribosomaler Proteine ​​wieder.

Nach der Karyokinese in jeder haploiden meiotischen Zelle tritt die Zytokinese auf, und somit entstehen vier haploide Zellen. Diese Zellen haben aufgrund des Crossing-overs in der Prophase I unterschiedliche Chromosomentypen.


Vergleich von Meiose und Mitose

Mitose und Meiose, beides Formen der Kernteilung in eukaryontischen Zellen, haben einige Gemeinsamkeiten, weisen aber auch deutliche Unterschiede auf, die zu sehr unterschiedlichen Ergebnissen führen. Mitose ist eine einzelne Kernteilung, die zu zwei Kernen führt, die normalerweise in zwei neue Zellen aufgeteilt werden. Die aus einer mitotischen Teilung resultierenden Kerne sind genetisch identisch mit dem Original. Sie haben die gleiche Anzahl von Chromosomensätzen: einen bei haploiden Zellen und zwei bei diploiden Zellen. Auf der anderen Seite besteht die Meiose aus zwei Kernteilungen, die zu vier Kernen führen, die normalerweise in vier neue Zellen aufgeteilt werden. Die aus der Meiose resultierenden Kerne sind niemals genetisch identisch und enthalten nur einen Chromosomensatz – das ist die Hälfte der ursprünglichen Zelle, die diploid war.

Die Unterschiede in den Ergebnissen von Meiose und Mitose sind auf Unterschiede im Verhalten der Chromosomen während jedes Prozesses zurückzuführen. Die meisten dieser Unterschiede in den Prozessen treten bei der Meiose I auf, einer ganz anderen Kernteilung als der Mitose. Bei der Meiose I werden die homologen Chromosomenpaare miteinander assoziiert, miteinander verbunden, erfahren Chiasmata und Crossover zwischen Schwesterchromatiden und reihen sich entlang der Metaphasenplatte in Tetraden mit Spindelfasern von gegenüberliegenden Spindelpolen an jedem Kinetochor eines Homologen auf eine Tetrade. Alle diese Ereignisse treten nur in der Meiose I auf, niemals in der Mitose.

Homologe Chromosomen bewegen sich während der Meiose I zu entgegengesetzten Polen, so dass die Anzahl der Chromosomensätze in jedem zukünftigen Kern von zwei auf einen reduziert wird. Aus diesem Grund wird die Meiose I als Reduktionsteilung bezeichnet. Es gibt keine solche Verringerung des Ploidieniveaus bei der Mitose.

Meiose II ist einer mitotischen Teilung viel analoger. In diesem Fall reihen sich duplizierte Chromosomen (nur ein Satz davon) in der Mitte der Zelle mit geteilten Kinetochoren an Spindelfasern von entgegengesetzten Polen an. Während der Anaphase II, wie bei der mitotischen Anaphase, teilen sich die Kinetochore und ein Schwesterchromatid wird an einen Pol und das andere Schwesterchromatid an den anderen Pol gezogen. Gäbe es nicht Crossovers, wären die beiden Produkte jeder Teilung der Meiose II identisch wie bei der Mitose, sie sind unterschiedlich, weil es immer mindestens einen Crossover pro Chromosom gegeben hat. Meiose II ist keine Reduktionsteilung, denn obwohl es in den resultierenden Zellen weniger Kopien des Genoms gibt, gibt es immer noch einen Chromosomensatz, wie es am Ende der Meiose I der Fall war.

Durch Mitose produzierte Zellen funktionieren in verschiedenen Teilen des Körpers als Teil des Wachstums oder ersetzen tote oder beschädigte Zellen. Sie können bei einigen Organismen sogar an der asexuellen Fortpflanzung beteiligt sein. Zellen, die durch Meiose in einem diploid-dominanten Organismus wie einem Tier produziert werden, nehmen nur an der sexuellen Fortpflanzung teil.

Abbildung 7.6 Meiose und Mitose gehen beide von einer DNA-Replikationsrunde voraus, jedoch umfasst die Meiose zwei Kernteilungen. Die aus der Meiose resultierenden vier Tochterzellen sind haploid und genetisch verschieden. Die aus der Mitose resultierenden Tochterzellen sind diploid und identisch mit der Mutterzelle.


Inhalt

Diploidisierung Bearbeiten

Gelegentlich verschmelzen zwei haploide Kerne zu einem diploiden Kern – mit zwei homologen Kopien jedes Chromosoms. Der Mechanismus ist weitgehend unbekannt und scheint ein relativ seltenes Ereignis zu sein, aber wenn ein diploider Kern einmal gebildet wurde, kann er sehr stabil sein und sich teilen, um neben den normalen haploiden Kernen weitere diploide Kerne zu bilden. Somit besteht das Heterokaryon aus einer Mischung der beiden ursprünglichen haploiden Kerntypen sowie diploiden Fusionskernen. [2]

Mitotische Chiasmabildung Bearbeiten

Die Bildung von Chiasma ist bei der Meiose üblich, bei der zwei homologe Chromosomen brechen und sich wieder verbinden, was zu Chromosomen führt, die Hybriden der Elterntypen sind. Es kann auch während der Mitose auftreten, jedoch mit einer viel geringeren Häufigkeit, da die Chromosomen nicht regelmäßig paaren. Nichtsdestotrotz wird das Ergebnis dasselbe sein, wenn es auftritt – die Rekombination von Genen. [2]

Haploidisierung Bearbeiten

Gelegentlich kommt es bei der Teilung eines diploiden Kerns zu einer Nichtdisjunktion von Chromosomen, so dass einer der Tochterkerne ein Chromosom zu viel (2n+1) und der andere ein Chromosom zu wenig (2n–1) hat. Solche Kerne mit unvollständigen Vielfachen der haploiden Zahl werden als bezeichnet aneuploide, da sie keine geraden Chromosomenzahlsätze wie n oder 2n haben. Sie neigen dazu, instabil zu sein und während nachfolgender mitotischer Teilungen weitere Chromosomen zu verlieren, bis die Kerne 2n+1 und 2n-1 allmählich zu n zurückkehren. In Übereinstimmung damit, in E. nidulans (wo normalerweise n=8) Kerne mit 17 (2n+1), 16 (2n), 15 (2n–1), 12, 11, 10 und 9 Chromosomen gefunden wurden. [2]

Jedes dieser Ereignisse ist relativ selten, und sie bilden keinen regelmäßigen Zyklus wie der Sexualzyklus. Aber das Ergebnis wäre ähnlich. Sobald sich ein diploider Kern durch Fusion zweier haploider Kerne von verschiedenen Elternteilen gebildet hat, können die Elterngene möglicherweise rekombinieren. Und die Chromosomen, die von einem aneuploiden Kern während seiner Rückkehr in einen euploiden Kern verloren gehen, könnten eine Mischung aus denen des Elternstamms sein. [2]

Das Potenzial, unter Laborbedingungen einen parasexuellen Zyklus zu durchlaufen, wurde bei vielen Arten von Fadenpilzen nachgewiesen, einschließlich Fusarium monoliforme, [3] Penicillium roqueforti [4] (wird bei der Herstellung von Blauschimmelkäse verwendet [5] ), Verticillium dahliae, [6] [7] Verticillium alboatrum, [8] Pseudocercosporella herpotrichoides, [9] Ustilago scabiosae, [10] Magnaporthe grisea, [11] Cladosporium fulvum, [12] [13] und die humanpathogenen Candida albicans [14] und Candida Tropicalis. [15]

Parasexualität ist für industrielle Mykologen zu einem nützlichen Werkzeug geworden, um Stämme mit gewünschten Kombinationen von Eigenschaften zu produzieren. Seine Bedeutung in der Natur ist weitgehend unbekannt und hängt von der Häufigkeit der Heterokaryosen ab, die durch zytoplasmatische Inkompatibilitätsbarrieren bestimmt wird, und ist auch in der rDNA-Technologie nützlich. [2]


Biology Question Bank – 65 MCQs on “Plant Reproduction” – Answered!

65 Questions with Answers and Explanations on “Plant Reproduction” for Botany Students.

1. Formation of gametophyte directly from sporophyte without meiosis is

Image Source: www2.humboldt.edu

Plant Reproduction For Kids”/>(b) apogamy

Antwort und Erklärung:

1. (a): Formation of gametophyte directly from sporophyte without meiosis and spore formation is apospory. The gametophyte has diploid number of chromosomes such gametophyte may form viable gametes which fuse to form tetraploid sporophyte. Apogamy is development of sporophyte directly from gametophytic tissue without fusion of gametes. Amphimixis is normal sexual reproduction. Parthenogenesis is development of embryo from egg without fertilization.

2. Parthenogenesis is

(a) development of embryo without fertilization

(b) development of fruit without fertilization

(c) development of fruit without hormones

(d) development of embryo from egg without fertilization.

Antwort und Erklärung:

2. (d): Parthenogenesis is the phenomenon of development of embryo from egg without fertilization. It is of two types haploid and diploid parthenogenesis. It occurs usually due to defective meiosis that results in egg nucleus having unreduced number of chromosomes.

3. Male gametophyte of angiosperms is shed as

(a) four celled pollen grain

(b) three celled pollen grain

Antwort und Erklärung:

3. (b): The male gametophyte or microspore is shed at 3-nucleate stage. The microspore undergoes only two mitotic divisions.

4. Total number of meiotic division required for forming 100 zygotes/100 grains of wheat is

Antwort und Erklärung:

4. (c): For formation of 100 zygotes, 100 male gametes and 100 female gametes (eggs) are required. 100 male gametes are developed from 100 microspores (from 25 meiotic divisions) and 100 eggs are developed from 100 megaspores (from 100 meiotic division).

Hence, number of meiotic divisions necessary for 100 zygotes formation = 25 + 100 = 125.

5. Double fertilization and triple fusion were discovered by

Antwort und Erklärung:

5. (b): Double fertilization and triple fusion were discovered by Nawaschin and Guignard in Fritillaria and Li Ham. In angiosperms one male gamete fuses with the two polar nuclei to form triploid primary endosperm nucleus. The process is called triple fusion. These two acts together are known as double fertilization.

(c) peripheral part of endosperm

(d) disintegrated secondary nucleus.

Antwort und Erklärung:

6. (b): Perisperm is persistent nucellus. Endosperm formation is accompanied by degeneration of nucellus.

7. Development of an organism from female gamete/’ egg without involving fertilization is

Antwort und Erklärung:

7. (d): Development of an organism from female gamete/egg without involving fertilization is parthenogenesis and when a fruit is developed by this technique it is called parthenocarpy.

8. Nucellar embryo is

Antwort und Erklärung:

8. (d): Nucellar embryo is apomictic diploid. Substitution of usual sexual reproduction by a form of reproduction which does not include meiosis and syngamy is called apomixis. In this technique embryo is developed by some other tissue without fertilization e.g., nucellus or integuments or infertilized egg. Nucellus in a diploid tissue so nucellar embryo is apomictic diploid.

9. Generative cell was destroyed by laser but a normal pollen tube was still formed because

(a) vegetative cell is not damaged.

(b) contents of killed generative cell stimulate pollen growth

(c) laser beam stimulates growth of pollen tube

(d) the region of emergence of pollen tube is not harmed.

Antwort und Erklärung:

9. (a): Generative cell was destroyed by laser but a normal pollen tube was still formed because vegetative cell is not damaged. Each microspore divides by mitotic division making a smaller generative cell and a larger vegetative cell or tube cell. If generative cell is damaged then the normal pollen tube will be formed because pollen tube is formed by vegetative cell not by generative cell of microspore.

(a) gametes are invariably haploid

(b) spores are invariably haploid

(c) gametes are generally haploid

(d) both spores and gametes are invariably haploid.

Antwort und Erklärung:

10. (a): Gametes are invariably haploid. Spores are formed in lower plants by mitotic division and they may be diploid but gametes are always be made by meiosis and they are always haploid.

11. A diploid female plant and a tetraploid male plant are crossed. The policy of endosperm shall be

Antwort und Erklärung:

11. (a): A diploid female plant and a tetraploid male plant are crossed. The ploidy of endosperm shall be tetraploid. Diploid female plant will have 2 polar nuclei (each haploid) with which one male gamete from tetraploid male plant (male gamete of tetraploid plant will be diploid) fuses, making endosperm, so endosperm will be tetraploid.

12. Which ones produce androgenic haploids in anther cultures?

(b) tapetal layer of anther wall

Antwort und Erklärung:

12. (d): Young pollen grains produce androgenic haploids in anther cultures. Because rest all i.e., anther wall, tapetal layer of anther wall and connective tissue are the diploid tissue as they are part of anther pollen grains are produced by meiosis.

13. Male gametophyte of angiosperms/monocots is

Antwort und Erklärung:

13. (c): Male gametophyte of angiosperms is microspore. Microspore is haploid, uninucleate, minute spores produced in large numbers as a result of meiosis in microspore mother cell inside the microsporangia. These are the first cell of gametophytic generations in angiosperms.

14. Female gametophyte of angiosperms is represented by

Antwort und Erklärung:

14. (c): Female gametophyte of angiosperms is represented by embryo sac. The polygonum type of embryo sac is eight nucleate and seven celled. It is found in more than 80% plant families. The nucleuses of megaspore undergo division and give rise to embryosac or female gametophyte by the process of megagametogenesis.

15. Sperm and egg nuclei fuse due to

(a) base pairing of their DNA and RNA

(b) formation of hydrogen bonds

(c) mutual attraction due to differences in electrical charges

(d) attraction of their protoplasts.

Antwort und Erklärung:

15. (d): The two gametes i.e., sperm released by pollen tube and egg move in opposite direction by an unknown mechanism but most probably by streaming currents of cytoplasm i.e., due to attraction of their protoplasts. The nucleus of one male gamete fuses with the egg nucleus and the phenomenon is called fertilization.

16. Entry of pollen tube through micropyle is

Antwort und Erklärung:

16. (c): In most of the plants the pollen tube enters the ovule through the micropyle and the phenomenon is called as porogamy. Entry through chalaza is chalazogamy and through integuments or funiculus is mesogamy.

17. Cellular totipotency was demonstrated by

Antwort und Erklärung:

17. (c): Cellular totipotency was demonstrated by F.C. Steward. Cellular totipotency is the technique of regeneration or development of complete plant from explants or cell or tissue of the plant.

18. Pollination occurs in

(a) bryophytes and angiosperms

(b) pteridophytes and angiosperms

(c) angiosperms and gymnosperms

Antwort und Erklärung:

18. (c): The term pollination refers to the transfer of pollen from anther to stigma. Because pollens are found only in angiosperms and gymnosperms so this phenomenon relates to angiosperms and gymnosperms only.

19. Embryo sac occurs in

Antwort und Erklärung:

19. (c): Embryo sac occurs in ovule. Ovule is integumented megasporangium. It consists of nucleus covered by one or two integuments, mounted on a funicle, chalaza and micropyle. The ovule is vascularised.

20. Which of the following pair have haploid structures?

(a) nucellus and antipodal cells

(b) antipodal cells and egg cell

(c) antipodal cells and megaspore mother cell

(d) nucellus and primary endosperm nucleus

Antwort und Erklärung:

20. (b): Antipodal cells and egg cell are haploid structures as they are after meiosis while the others nucellus, megaspore mother cell and primary endosperm nucleus are diploid structures.

21. Point out the odd one

Antwort und Erklärung:

21. (d): Pollen grain is odd one among all the other three. Pollen grain in a male gametophytic structure. Whereas all the other three are found inside ovule, (nucellus, micropyle and embryo sac).

22. Syngamy means

(c) fusion of two similar spores

(d) fusion of two dissimilar spores.

Antwort und Erklärung:

22. (a): Syngamy means fusion of gametes. Syngamy is the phenomenon in which male gametes fuses with the egg.

23. Double fertilization is fusion of

(b) two eggs and polar nuclei with pollen nuclei

(c) one male gamete with egg and other with synergid

(d) one male gamete with egg and other with secondary nucleus.

(d) one male gamete with egg and other with secondary nucleus.

24. Meiosis is best observed in dividing

(a) cells of apical meristem

(b) cells of lateral meristem

(c) microspores and anther wall

Antwort und Erklärung:

24. (d): Meiosis is best observed in dividing microsporocytes. Microsporocytes or microspore mother cell after meiosis give rise to microspore. Other cells do not divide by meiosis.

25. A population of genetically identical individuals, obtained from asexual reproduction is

Antwort und Erklärung:

25. (b): A population of genetically identical individuals, obtained from asexual reproduction is clone. Cloning is a technique by which genetically same individuals can be produced without including any sexual reproduction, e.g. Dolly, the cloned sheep.

26. Study of formation, growth and development of new individual from an egg is

Antwort und Erklärung:

26. (b): Study of formation, growth and development of new individual from an egg is embryology. Study of an individual’s life cycle after the fertilization takes place till it develops into a new organism.

27. Ovule is straight with funiculus, embryo sac, chalaza and micropyle lying on one straight line. es ist

Antwort und Erklärung:

27. (a): Orthotropous ovule is straight with funiculus, embryo sac, chalaza and micropyle lying on one straight line. It is an polygonum type ovule in which body of the ovule is straight. Funiculus, chalaza, embryo sac and micropyle lie in the same vertical axis.

28. Double fertilization is characteristic of

Antwort und Erklärung:

28. (a): Double fertilization is the characteristic feature of angiosperms. This phenomenon first observed by Nawaschin, 1898 in Lilium and FriUllaria. In angiosperms one male gamete fuses with the two polar nuclei to form triploid primary endosperm nucleus. The process is called triple fusion. These two acts together are known as double fertilization.

29. Number of meiotic divisions required to produce 200/400 seeds of pea would be

Antwort und Erklärung:

29. (d): Number of meiotic divisions required to produce 200/400 seeds of pea would be 250/500. 200 seeds of pea would be produced from 200 pollen grains and 200 eggs. 200 pollen grains will be formed by 50 microspore mother cell while 200 eggs will be formed by 200 megaspore mother cell so 250/500.

30. Embryo sac represents

Antwort und Erklärung:

30. (b): Megaspore is the initial cell or beginning of female gametophyte or embryo sac. The nucleus of megaspore undergoes divisions and give rise to embryo sac or female gametophyte, the process is called megagametogenesis.

In polygonum type of embryosac, which is found in 70% of angiosperms, only the chalazal megaspore remains functional while the other three degenerate. The single nucleus of functional megaspore undergoes 3 mitotic divisions to form 8 nuclei. So the fully developed normal type of female gametophyte or embryo sac is 8-nucleated and 7-celled structure.

Number of nuclei in mature stage may have different patterns but most common pattern in eight-nucleate one with one egg nucleus in egg cell, two synergids at micropylar end, three antipodal cells at opposite pole and two polar nuclei in middle of sac. Fertilization of egg occurs within the embryo sac resulting in formation of zygote.

31. When pollen of a flower is transferred to the stigma of another flower of the same plant, the pollination is referred to as

Antwort und Erklärung:

31. (b): The phenomenon of transfer of pollens from anther to stigma of the same or different flower (on same or different plant) is known as pollination. Transfer of pollens from anthers to stigma of another flower on same plant is called geitonogamy. Genetically geitonogamy is equivalent to self pollination. Autogamy is the transfer of pollen grains from anther to stigma of the same flower.

It occurs in crops with bisexual flowers eg wheat, barley etc. Cross-pollination or allogamy is when the pollens are transferred from anther to stigma of different flower on different plant. It is also called xenogamy. It occurs in unisexual flowers and also in a large number of bisexual flowers.

32. The polyembryony commonly occurs in

Antwort und Erklärung:

32. (C): Presence of more than one embryo inside the seed is called polyembryony. It is more common in gymnosperms than angiosperms. In angiosperms, it is generally present as an unusual feature in few cases like Citrus, mango etc.

In Citrus many embryos are formed from the structures outside the embryo (like nucellus). This is commonly called adventive polyembryony. In Citrus upto 10 nucellar embryos are formed.

33. In an angiosperm, how many microspore mother cells are required to produce 100 pollen grains?

Antwort und Erklärung:

33. (C): Pollen grains or microspores are formed inside anther, which is the fertile portion of stamen or microsporophyll. The formation of microspores or pollens is called microsporogenesis. The primary sporogenous cell gives rise to microspore mother cells or pollen mother cells. Each microspore mother cell on reduction division gives rise to 4 microspores or pollens. So for the formation of 100 pollen grains, 25 MMC are required. It inolves karyokinesis followed by cytokinesis.

34. The anthesis is a phenomenon, which refers to

Antwort und Erklärung:

34. (B): Anthesis refers to opening of a flower bud. It is the duration of life of a flower from the opening of the bud to setting of the fruit.

35. If there are 4 cells in anthers, what will be the number of pollen grains?

Antwort und Erklärung:

35. (ein): Pollen grains or microspores are formed inside anther, which is the fertile portion of stamen or microsporophyll. Inside the anther, primary sporogenous cell gives rise to microspore mother cells or pollen mother cells (MMC or PMC). Each MMC on reduction division gives rise to 4 microspores or pollens. So these four cells will give rise to 4 x 4 = 16 pollen grains.

The second male gamete fuses with 2 polar nuclei or secondary nucleus to form triploid primary endosperm nucleus and this is called triple fusion. This primary endosperm nucleus (3n) ultimately develops into a nutritive tissue for developing embryo called endosperm.

36. The role of double fertilization in angiosperms is to produce

37. If an angiospermic male plant is diploid and female plant tetraploid, the policy level of endosperm will be

Antwort und Erklärung:

37. (B): If the female plant is tetraploid, then the central cell of embryo sac, which is a fused polar nuclei, will also be tetraploid. Fusion of the tetraploid central cell to the haploid male gamete forms a pentaploid endosperm in the given example.

38. The role of double fertilization in angiosperms is to produce

Antwort und Erklärung:

38. (C): Refer answer 36.

39. The embryo in sunflower has

Antwort und Erklärung:

39. (ein): Sunflower (Helianthus) belongs to family asteraceae of dicotyledons. A dicot embryo has an embryonal axis and 2 cotyledons attached to it laterally. So the number of cotyledons in sunflower will be two.

40. An interesting modification of flower shape for insect pollination occurs in some orchids in which a male insect mistakes the pattern on the orchid flower for the female species anr 1 tries to copulate with it, thereby pollinating the flower. Dieses Phänomen heißt

Antwort und Erklärung:

40. (d): In an orchid Ophrys speculum, there is most interesting and unique mechanism of pollination. Here pollination occurs by a wasp called Culpa aurea. In this orchid, pollination occurs by act of pseudocopulation. The appearance and odour of Ophrys is similar to female wasp and are mistake by male wasps and they land on Ophrys flowers to perform act of pseudo-copulation and thus pollin takes place. This plant-insect relationship is useful only to plant.

41. Type of placentation in which ovary is syncarpous unilocular and ovules are on sutures is called

(b) superficial placentation

Antwort und Erklärung:

41. (ein): Arrangement of ovules inside the ovary on placenta is called placentation. In marginal placentation ovary is unilocular and the placenta develops along the junction of the two margins of the carpel, called the ventral suture. It occurs in pea, wild pea, gram etc.

In superficial placentation ovary is multilocular and ovules are borne on inner surface or partition walls as in water lily. In parietal placentation the ovary is unilocular and the ovules are borne on periphery as in Brassica, Argemone etc.

42. The endosperm of gymnosperm is

Antwort und Erklärung:

42. (d): The endosperm of gymnosperms is haploid. It is a pre-fertilization tissue and is equivalent to female gametophyte, hence it is haploid in nature but in angiosperms it is post-fertilization tissue and is generally triploid in nature.

43. Eight nucleated embryo sac is

(d) any of these formed during the double

Antwort und Erklärung:

43. (d): On the basis of number of megaspore nuclei taking part in development of female gametophyte or embryo sac, there are 3 types of embryo sacs –

(i) Monosporic type – In this type the single nucleus of functional megaspore undergoes 3 mitotic divisions to form 8 nuclei, 7 cells.

(ii) Bisporic type – Here embryo sac develops from 2 megaspore nuclei out of 4 nuclei formed after reduction division of MMC. It is also 8 nucleated.

(iii) Tetrasporic type – Here all the 4 megaspore nuclei formed after reduction division of megaspore mother cell are functional and take part in development of embryo sac. It is further of different types. Fritillaria type. Plumbago type and Adoxa type are 8 nucleated.

44. Endosperm is fertilization by

(a) two polar nuclei and one male gamete

(b) one polar nuclei and one male gamete

(d) two polar nuclei and two male gametes.

Antwort und Erklärung:

44. (ein): In Angiosperms the endosperm is a post- fertilization tissue. The second male gamete fuses with 2 polar nuclei or secondary nucleus to form triploid primary endosperm nucleus and this is called triple fusion. The primary endosperm nucleus (3n) ultimately develops into a nutritive tissue for developing embryo called endosperm.

45. Anemophily type of pollination is found in

Antwort und Erklärung:

45. (d): Anemophily is the pollination by wind. Ancmophilous plants are characterized by small flowers, pollens present in large number which are small, dry and light in weight, number of ovules generally reduced in ovary, feathery or brushy stigma to recieve the pollen. All these features are shown by coconut flower.

In Vallisncria pollination occurs outside water called ephydrophily. Callistemon is pollinated by birds and is an example of ornithophily. Salvia is insect pollinated and is an example of entomophily.

46. In grasses what happens in microspore mother cell for the formatio” of inature pollen grains?

(a) one meiotic and two mitotic divisions

(b) or.c ineiotic and one mitotic divisions

Antwort und Erklärung:

46. (B): Grass is a monocot plant. Primary sporogenous cell gives rise to microspore mother cells or pollen mother cells. Each MMC on reduction division gives rise to 4 microspores or pollens and this formation of microspores or pollens is called microsporogenesis. Karyokinesis is of successive type. The successive type of cytokinesis is common in monocots. Here both meiotic I and II nuclear divisions are followed by wall formation and it leads to isobilateral tetrad.

47. Adventive embryony in Citrus is due to

Antwort und Erklärung:

47. (ein): Refers answers 32.

48. In angiosperms pollen tube liberate their male gametes into the

Antwort und Erklärung:

48. (d): On reaching of pollen tube inside the embryo sac, the two male gametes are discharged through a sub- texminal pore in pollen tube. The contents of the pollen tube are discharged in the synergid or between egg or synergid and the pollen tube does not grow beyond it in the embryo sac. Further the cytoplasm of the pollen tube is restricted to chalazal end of this synergidal cell.

49. What is the direction of micropyle in anatropous ovule?

50. In angiosperm all the four microspores of tetrad are covered by a layer which is formed by

Antwort und Erklärung:

50. (ein): Each microspore or pollen is having a two layered wall. Outer layer is thick tough cuticularized called exine, which is chiefly composed of a material called ‘sporopollenin’. Inner layer is thin, delicate and smooth called intine, which is made of pectocellulose.

Exine is not uniform but is thin at one or more places in the form of germ pores. Whereas intine made of pectocellulose cc-, wrs the entire stirfucv pollen grains.

51. In angiosperms pollen tube liberate their male gametes into the

Antwort und Erklärung:

51. (ein): In Angiosperms the embryosac is 8 nucleated and 7-celled structure. It includes an egg apparatus having 2 synergids and one egg cell, 3 antipodal cells at chalazal end and a central cell having two polar nuclei in center. The pollen tube always enters into the embryosac at the micropylar end. This entry may be between egg and one synergid or between wall of embryosac and synergid. So one synergid is always degenerated by pollen tube.

On reaching of pollen tube inside the embryo sac, the 2 male gametes are discharged through a sub-terminal pore in pollen tube. The contents of pollen tube are discharged in the synergid and the pollen tube does not grow beyond it in the embryo sac. Further the cytoplasm of pollen tube is restricted to chalazal end of this synergidal cell.

52. In a flowering plant, archesporium gives rise to

(a) only the wall of the sporangium

(b) both wall and the sporogenous cells

(d) only tapetum and sporogenous cells

Antwort und Erklärung:

52. (B): In flowering plants, archaesporial cells are vertical rows of hypodermal cells at four angles of anther. These undergo periclinal (transverse) division to form an outer primary parietal cell and inner sporogenous cell. Primary parietal wall after few more periclinal divisions forms anther wall and sporogenous cells give rise to sporogenous tissue.

53. An ovule which becomes curved so that the nucellus and embryo sac lie at right angles to the funicle is

Antwort und Erklärung:

53. (ein): In hemianatropous or hemitropous ovule the nucellus and integument are at right angles to stalk or funicul us so that the ovule becomes curved. It is commonly found is primulaceae and Ranunculus. In campylotropous ovule the body of the ovule gets curved and micropyle is directed downwards.

Atropous ovule is erect and micropyle, chalaza and funiculus are in the same straight line. Anatropous ovule is the most common type of ovule in angiosperms. In this the body of the ovule gets inverted and the micropyle is on lower side. In campylotropous ovule the body of the ovule gets curved and the micropyle is directed downwards.

54. When a diploid female plant is crossed with a tetraploid male, the ploidy of endosperm cells in the resulting seed is

Antwort und Erklärung:

54. (ein): Endosperm is formed due to fusion of the haploid male gamete with the polar nucleus of the embryo sac. But in this case the male plant is tetraploid so that its gametes would be diploid. When these diploid gametes fuse with two polar nuclei of the embryo sac the resultant endosperm would be tetraploid.

55. Through which cell of the embryosac, does the pollen tube enter the embryo sac?

Antwort und Erklärung:

55. (C): The pollen tube enters into the embryo sac at the micropylar end. This entry may be between egg and one synergid or between wall of embryo sac and synergid or through one synergid. So one synergid is always degenerated to allow the entry of the pollen tube.

56. Which one of the following represents an ovule, where the embryo sac becomes horse-shoe shaped and the funiculus and micropyle are close to each other?

57. In a type of apomixis known as adventive embryony, embryos develop directly from the

(a) nucellus or integuments

(c) synergids or antipodals in an embryo sac

(d) accessory embryo sacs in the ovule.

Antwort und Erklärung:

57. (a): Normal type of sexual reproduction having two regular features, i.e., meiosis and fertilization, is called amphimixis. But in some plants, this normal sexual reproduction (amphimixis) is replaced by some abnormal type of sexual reproduction called apomixis.

Apomixis may be defined as, ‘abnormal kind of sexual reproduction in which egg or other cells associated with egg (synergids, antipodals, etc.) develop into embryo without fertilization and with or without meiosis’. Adventive embryony is a type of apomixis in which development of embryos directly from sporophytic tissues like nucellus and integuments takes place, e.g., in Citrus, mango, etc.

58. In which one pair both the plants can be vegetatively propagated by leaf species?

(b) Bryophyllum and Kalanchoe

(c) Asparagus and Bryophyllum

(d) Chrysanthemum and Agave.

Antwort und Erklärung:

58. (B): Leaves of a number of plants develop or possess adventitious buds for vegetative propagation e.g. Bryophyllum, Kalanchoe, Adiantum caudatum etc.

59. What type of placentation is seen in sweet pea?

Antwort und Erklärung:

59. (ein): The arrangement of ovules inside the ovary on placenta is called placentation. Sweet pea or Lathyrus odoratus belongs to family leguminosae or fabaceae and in all the members of this family the placentation is marginal in which ovary is unilocular and ovules are borne on margin.

60. The arrangement of the nuclei in a normal embryo sac in the dicot plants is

Antwort und Erklärung:

60. (C): Megaspore is the initial cell or beginning of female gametophyte or embryo sac. The nucleus of megaspore undergoes divisions and give rise to embryo sac or female gametophyte, which is called megagametogenesis.

During development, the single nucleus of functional megaspore (of chalazal end) undergoes 3 mitotic divisions to form 8 nuclei. Out of these 8 nuclei, 4 are present at micropylar end and 4 at chalazal end. One nucleus from each group conies in centre to form 2 polar nuclei. Remaining 3 nuclei at micropylar end constitute egg apparatus and remaining 3 nuclei at chalazal end constitute 3 antipodal cells or antipodals. So it is 3 + 2 + 3 arrangement.

So fully developed normal type of female gametophyte or embryo sac in 8-nucleated and 7-celled structure.

61. In a cereal grain the single cotyledon of embryo is represented by

62. Parthenocarpic tomato fruits can be produced by

(a) treating the plants with phenylmercuric acetate

(b) removing androecium of flowers before pollen grains are released

(c) treating the plants with low concentrations of gibberellic acid and auxins

(d) raising the plants from vernalized seeds

Antwort und Erklärung:

62. (C): Development of fruits without fertilization is called parthenocarpy and such fruits are called parthenocarpic fruits. Parthenocarpic fruits are seedless. A flower is emasculated and auxins are applied to the stigma of the flower, it forms a parthenocarpic fruit. For parthenocarpy induction by auxins, these should be applied after anthesis (first opening of flower) and by gibberellins, these should be applied earlier i.e., at anthesis.

63. Which one of the following is surrounded by a callose wall?

Antwort und Erklärung:

63. (d): Anther consists of microsporangia or pollen sacs. The archesporium gives rise to parietal cells and primary sporogenous tissue. Sporogenous cells divide to form pollen grain or microspore mother cells. They are diploid and connected by plasmodesmata. The microspore, mother cells consists of a callose wall inner to the cell wall. The mother cell then undergoes meiosis and forms tetrads of microspores. Finally the wall of the mother cell degenerates and pollen grains are separated.

64. Two plants can be conclusively said to belong to the same species if they

(a) have more than 90 per cent similar genes

(b) look similar and possess identical secondary metabolites

(c) have same number of chromosomes

(d) can reproduce freely with each other and form seeds.

Antwort und Erklärung:

64. (d): If two plants can reproduce freely with each other and form seeds, they are concluded to belong to same species. Plants belonging to same species have mostly every character common and will be able to reproduce freely with each other to produce new generations.

65. Male gametes in angiosperms are formed by the division of

Antwort und Erklärung:

65. (ein): In the pollen sac (microsporangium) of the anther, haploid microspores are formed by mitosis. Mitosis then follows to produce a two-celled pollen grain with a small generative cell and a large vegetative cell. This generative cell will undergo further mitosis to form two male gametes (nuclei). The pollen tube grows through a spore in the pollen grain, with the tube (vegetative) nucleus at its tips and the male nuclei behind.


Schau das Video: Grundlagen der Genetik 13 (Juni 2022).


Bemerkungen:

  1. Faugore

    Darin ist etwas. Danke für eine Erklärung. Alles Geniale ist einfach.

  2. Terrell

    Unvergleichliches Thema, ich mag es sehr))))))

  3. Johnston

    Das hat keine Analoga?

  4. Antilochus

    Es ist Glück!

  5. Kigasar

    Gut gemacht, was für ein Satz ..., die geniale Idee

  6. Kristanna

    Es war sehr interessant zu lesen



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