Informatie

Kunnen palissadecellen zelfstandig overleven?


Ik ben geïntrigeerd door deze vraag. Kunnen palissadecellen onafhankelijk van hun moederplant overleven in een chemische omgeving? Als we bijvoorbeeld een palissadecel van een plant zouden scheiden en deze in een sucrose-oplossing zouden plaatsen, hoe lang zou deze dan overleven?


Ja, dat kunnen ze. In 1902 rapporteerde Haberlandt een enkele palissadecelkweek van bladeren in knop's zoutoplossing. Nu zijn er veel verschillende methoden voor plantenweefselkweek

voor PLANTENWEEFSEL CULTUUR zie


NEET Biologie Hoofdstuk Wise Mock Test – Cell: The Unit of Life

1. Welke van de volgende is niet correct?
(a) Eencellige organismen hebben een onafhankelijk bestaan
(b) Antony von Leeuwenhoek zag en beschreef voor het eerst een levende cel
(c) Robert Brown ontdekte de kern
(d) Celtheorie werd voorgesteld door twee Britse wetenschappers Schleiden en Rudolf Virchow

2. Welke stelling is correct als we kleine en grote cellen vergelijken?
(a) Kleine cellen hebben een klein oppervlak per volumeverhouding
(b) Wisselkoers van voedingsstoffen is snel met grote cellen
(c) Kleine cellen hebben een groot oppervlak per volumeverhouding
(d) Wisselkoers van voedingsstoffen is traag met kleine cellen

3. Welke van de volgende verklaarde eerst dat nieuwe cellen worden gevormd uit reeds bestaande cellen (Omnis cellula e cellulaf?
(a) Robert Hooke
(b) Robert Brown
(c) Rudolf Virchow
(d) Schleiden

4. Welke van de volgende is geen bestanddeel van het celmembraan?
(a) Cholesterol
(b) Glycolipiden
(c) Proline
(d) Fosfolipiden

5. Ongeveer 98% van de massa van elk levend organisme bestaat uit slechts zes elementen, waaronder koolstof, waterstof, stikstof, zuurstof,
(a) fosfor en zwavel
(b) zwavel en magnesium
(c) magnesium en natrium
(d) calcium en fosfor

6. Welke van de volgende celorganellen zijn niet-vliezig en worden zowel in prokaryotische als eukaryote cellen aangetroffen?
(a) Lysosoom
(b) Microlichamen
(c) Ribosomen
(d) Vacuolen

7. Welke van de volgende zijn geen membraangebonden celstructuren?
(a) Mitochondriën en chloroplast
(b) Golgi-lichaam en ER
(c) Lysosoom en vacuole
(d) Centrioies en ribosomen

8. Selecteer de verkeerde verklaring uit het volgende.
(a) zowel chloroplasten als mitochondriën bevatten een binnen- en een buitenmembraan
(b) zowel chloroplasten als mitochondriën hebben een inwendig compartiment, de thylakoïde ruimte begrensd door het thylakoïde membraan
(c) zowel chloroplasten als mitochondriën bevatten DNA
(d) de chloroplasten zijn over het algemeen veel groter dan mitochondriën;

9. De onjuiste verklaring is
(a) mycoplasma zijn groter dan bacteriën
(b) de grootste geïsoleerde enkele cel is het ei van een struisvogel
(c) menselijke rode bloedcellen hebben een diameter van 7,0 urn
(d) zenuwcellen zijn de langste cellen in meercellige dieren

10. De vlek die wordt gebruikt om mitochondriën te visualiseren is:
(a) snel groen
(b) safranine
(c) aceto carmne
(d) janus groen

11. De juiste oplopende volgorde met hun maat is
(a) PPLO < Virus < Bacteriën < Plantencel
(b) Virus < PPLO < Bacteriën < Plantencel
(c) Plantencel > Virus > Bacteriën > PPLO
(d) Bacteriën > Plantencel > Virus > PPLO

12. Mesosoom is de verlenging van het plasmamembraan in de cel. Het helpt bij
(a) celwandvorming
(b) DNA-replicatie
(c) ademhaling
(d) Al deze

13. Zoek de volgende kolommen.
Kolom I Kolom II
A. Endoplasmatisch reticulum 1. Stapel cisternae
B. Sferosoom 2. Bewaar oliën of vetten
C. Dictyosoom 3. Synthese en opslag van lipiden
D. Peroxisoom 4. Fotorespiratie
E. Elaioplasts 5. Ontgifting van medicijnen
Codes
A B C D E
(a) 5 3 1 4 2
(b) 5 3 2 4 1
(c) 2 3 1 4 5
(d) 4 3 1 5 2

14. Raadpleeg de gegeven figuur van mitochondrion (LS). Identificeer de labels (P-T) en selecteer de onjuiste uitspraken.

I. Vergroot het binnenoppervlak om een ​​verscheidenheid aan enzymen vast te houden.
II. Q heeft enzymen voor de synthese van vetzuren.
III. R scheidt de twee membranen.
NS. S is volledig permeabel en vormt P.
V. T draagt ​​oxysomen of elementaire deeltjes.
(a) I, II en III
(b) IV en V
(c) I, III en V
(d) II, III en IV

15. Bacteriële cel kan beweeglijk of niet-beweeglijk zijn. De oppervlaktestructuur, die een belangrijke rol speelt bij de beweeglijkheid, is:
(a) flagellum
(b) pili
(c) fimbriae
(d) Al deze

16. Verschillende ribosomen kunnen zich hechten aan een enkel mRNA en een keten vormen genaamd
(a) polysoom of polyribosoom
(b) monosoom of monoribosoom
(c) mesosoom of inclusielichamen
(d) cyanofycean korrels of gasvacuolen

17. Cellulose, het belangrijkste bestanddeel van de plantencelwand, bestaat uit:
(a) vertakte keten van glucosemoleculen verbonden door een 1,6-glycosidebinding op de plaats van vertakking
(b) onvertakte keten van glucosemoleculen verbonden door een,1,4-glycosidebinding
(c) vertakte keten van glucosemoleculen verbonden door p,1,4-glycosidebinding in rechte keten en een,1,6-glycosidebinding op de plaats van vertakking
(d) onvertakte keten van glucosemoleculen verbonden door p,1,4-glycosidebinding

18. Vloeistofmozaïekmodel is het meest geaccepteerde model voor plasmamembraanstructuur. Het laat zien dat
(a) quasi-vloeibare aard van lipide maakt laterale beweging van eiwitten binnen de algehele dubbellaag mogelijk
(b) laterale beweging binnen het membraan wordt gemeten als zijn vloeibaarheid
(c) de vloeibare aard van het membraan is belangrijk voor groei, vorming van intercellulaire verbindingen, secretie, endocytose, celdeling, enz.
(d) Al het bovenstaande

19. Het membraan is selectief permeabel. Veel moleculen kunnen over het membraan bewegen zonder dat er energie voor nodig is, dit heet
(a) actief transport
(b) osmose
(c) passief transport
(d) diffusie

20. Welke van de volgende beweringen met betrekking tot het mitochondriale membraan is niet correct?
(a) Het buitenmembraan is doorlaatbaar voor allerlei soorten moleculen
(b) De enzymen van de elektronenoverdrachtsketen zijn ingebed in het buitenmembraan
(c) Het binnenste membraan is zeer ingewikkeld en vormt een reeks invouwingen
(d) Het buitenmembraan lijkt op een zeef

21. Na+ / K+ pomp is
(a) een passief transport
(b) een actief transport
(c) een osmotisch proces
(d) een diffusieproces

22. Enzymen gevonden gehecht aan binnenmembraan van mitochondriën in plaats van matrix is/zijn
(a) barnsteenzuurdehydrogenase
(b) cytochroomoxidase
(c) Zowel (a) als (b)
(d) appelzuurdehydrogenase

23. Mechanische ondersteuning, enzymcirculatie, eiwit, synthese en ontgifting van medicijnen zijn functies van
(a) ER
(b) ribosomen
(c) dictyosomen
(d) chloroplast

24. Twee dierlijke cellen zijn met elkaar verbonden door:
(a) plasmodesmata
(b) celwand
(c) desmosoom
(d) plasmamembraan

25. Welke van de volgende komt niet goed overeen?
(a) Amyloplast — Vetten opslaan
(b)Elaioplasten — Oliën opslaan
(c) Aleuroplasten — Eiwitten opslaan
(d) Chloroplasten — bevatten fotosynthetische pigmenten

26. De meerderheid van de chloroplasten van de groene planten zijn te vinden in de
(a) mesofylcellen van bladeren
(b) palissadecellen van bladeren
(c) bovenste epidermis van bladeren
(d) onderste epidermis van bladeren

27. Wat is er gemeenschappelijk tussen chloroplasten, chromoplasten en leukoplasten?
(a) De aanwezigheid van pigmenten
(b) Het bezit van thylakoïden en grana
(c) Opslag van zetmeel, eiwitten en lipiden
(d) Mogelijkheid om te vermenigvuldigen met een splijtingsachtig proces

28. Genen die aanwezig zijn in het cytoplasma van eukaryote cellen worden gevonden in
(a) mitochondriën en geërfd via eicelcytoplasma
(b) lysosomen en peroxisomen
(c) Golgi-lichamen en glad endoplasmatisch reticulum
(d) plastiden en geërfd via mannelijke gameet

29. In prokaryoten zijn chromatoforen:
(a) gespecialiseerde korrels die verantwoordelijk zijn voor de kleuring van cellen
(b) structuren die verantwoordelijk zijn voor het organiseren van de vorm van het organisme
(c) insluitlichamen die vrij in de cellen liggen voor het uitvoeren van verschillende metabolische activiteiten
(d) interne membraansystemen die uitgebreid en complex kunnen worden in fotosynthetische bacteriën

30. Cellen die geen kern hebben, zijn
(a) erytrocyten van veel zoogdieren en zeefbuiscellen van vaatplanten
(b) huidmondjes en botcellen
(c) kraakbeencellen en zenuwcellen
(d) embryonale cellen en bladcellen

31. Welke van de volgende is geen functie van het cytoskelet in een cel?
(a) Intracellulair transport
(b) Onderhoud van celvorm en structuur
(c) Ondersteuning van het organel
(d) Celmotiliteit

32. Het belangrijkste organel dat betrokken is bij de modificatie en routering van nieuw gesynthetiseerde eiwitten naar hun bestemming is:
(a) mitochondriën
(b) endoplasmatisch reticulum
(c) lysosoom
(d) chloroplast

33. Volgens het algemeen aanvaarde 'vloeibare mozaïekmodel' zijn celmembranen halfvloeibaar, waarbij lipiden en integrale eiwitten willekeurig kunnen diffunderen. In de afgelopen jaren is dit model op verschillende punten gewijzigd. Welke van de volgende beweringen is in dit verband onjuist?
(a) Eiwitten in celmembranen kunnen binnen de lipidedubbellaag reizen
(b) Eiwitten kunnen opgesloten blijven binnen een bepaald domein van het membraan
(c) Eiwitten kunnen ook hip-flop bewegingen ondergaan in de lipide dubbellaag
(d) Veel eiwitten blijven volledig ingebed in de lipidedubbellaag

34. Drie van de volgende beweringen over celorganellen zijn correct, terwijl één fout is. Welke is fout?
(a) Lysosomen zijn blaasjes met een dubbel membraan die uit het Golgi-apparaat zijn voortgekomen en spijsverteringsenzymen bevatten
(b) ER bestaat uit een netwerk van vliezige tubuli en helpt bij transport, synthese en secretie
(c) Leukoplasten worden begrensd door twee membranen, hebben geen pigment maar bevatten hun eigen DNA- en eiwitsynthesemachinerie
(d) Sferosomen zijn gebonden aan een enkel membraan en zijn geassocieerd met de synthese en opslag van lipiden

35. Welke van de volgende is niet waar voor een eukaryote cel?
(a) Het heeft een 40S-type ribosoom dat aanwezig is in de mitochondriën
(b) Het heeft een 40S-type ribosoom dat aanwezig is in het cytoplasma
(c) Mitochondriën bevatten circulair DNA
(d) Membraangebonden organellen zijn aanwezig

36. In chloroplasten is chlorofyl aanwezig in de
(a) buitenmembraan
(b) binnenmembraan
(c) thylakoïden
(d) stroma

37. Verschillende cellen hebben verschillende afmetingen. Rangschik de volgende cellen in oplopende volgorde van hun grootte, kies de juiste optie uit de volgende .
I. Mycoplasma II. Struisvogeleieren
III. Menselijke RBC IV. bacteriën
Codes
(a) I, IV, III en II
(b) I, II, III en IV
(c) II, I, III en IV
(d) III, II, I en IV

38. Flagella van prokaryote en eukaryote cellen verschillen in
(a) type beweging en plaatsing in cel
(b) locatie in cfell en werkingsmodus
(c) microtubulaire organisatie en type beweging
(d) microtubulaire organisatie en functie

39. Centriole is een zich voortplantend organel in het cytoplasma van
(a) plantencellen
(b) dierlijke cellen
(c) Euphorbia-cellen
(d) Chrysanthemumcellen

40. DNA is aanwezig in
(a) chromosomen en dictyosomen
(b) chloroplasten en lysosomen
(c) mitochondriën en chloroplasten
(d) mitochondriën en endoplasmatisch reticulum

41. Secundaire celwand groeit met
(a) deaminering
(b) calcitonine
(c) oppositie
(d) Geen van deze

42. Veel cellen functioneren naar behoren en delen mitotisch, ook al hebben ze dat niet
(a) plasmamembraan
(b) cytoskelet
(c) mitochondriën
(d) plastiden

43. Celorganel dat verantwoordelijk is voor autolyse is
(a) dictyosome
(b) lysosoom
(c) peroxisoom
(d) glyoxysoom

44. Ribozyme werd ontdekt door
(a) Kuhne
(b) Duclaux
(c) Cech et. Bij.
(d) Altmann

45. Chromatine bevat
(a) Alleen DNA
(b) basiseiwitten die alleen histonen worden genoemd
(c) niet-histoneiwitten
(d) Al het bovenstaande

46. ​​DNA wordt gedenatureerd door
(a) warmte
(b) zuur
(c) DNA-polymerase
(d) Zowel (a) als (b)

47. Sequentie van DNA (niet-coderend) staat bekend als:
(a) exon
(b) intron
(c) cistron
(d) Geen van deze

Richting (Q. NOS. 48-54) In elk van de volgende vragen wordt een verklaring van bewering gegeven, gevolgd door een overeenkomstige verklaring van Reden er net onder. Kruis van de stellingen het juiste antwoord aan als
(a) Zowel bewering als rede zijn waar en de rede is de juiste uitleg van bewering.
(b) Zowel bewering als rede zijn waar, maar de rede is niet de juiste verklaring van bewering.
(c) Bewering is waar, maar de Rede is onwaar.
(d) Zowel bewering als reden zijn onjuist.

48. Bewering De echte kern is over het algemeen afwezig in E. coli en andere prokaryoten.
Reden Een ongedifferentieerde, ongeorganiseerde fibrillaire kern zonder enig beperkend membraan wordt waargenomen in prokaryotische cellen.

49. Bewering Eukaryote cellen worden voorzien van een enorme mechanische ondersteuning en zijn in staat om gerichte bewegingen uit te voeren
Reden Er zijn drie hoofdtypen eiwitfilamenten: actinefilament, microtubuli en intermediaire filamenten, die de mechanische ondersteuning aan de cel geven.

50. Bewering Mitochondrion en chloroplast zijn semi-autonome organellen.
Reden Ze worden gevormd door deling van reeds bestaande organellen en bevatten ook DNA, maar missen een mechanisme voor eiwitsynthese.

51. Bewering Het energiehuis van een cel is het mitochondrion.
Reden ATP wordt geproduceerd in mitochondriën.

52. Bewering Celwand wordt niet gevonden in plantencel.
Reden Dierlijke cellen zijn bedekt met celwand.

53. Bewering Histonen zijn basiseiwitten die van groot belang zijn bij het verpakken van eukaryoot DNA. DNA en histonen omvatten chromatine dat het grootste deel van het eukaryote chromosoom vormt.
Reden Histonen zijn van vijf hoofdtypen: H-, H2A, H2B, H3 en H4.

54. Bewering Het aantal cellen in een meercellig organisme is omgekeerd evenredig met de grootte van het lichaam.
Reden Alle cellen van de biologische wereld leven.

55. Zoek de volgende kolommen.
Kolom 1 Kolom II
A. Cech et. een/. 1. C de Duve
B. Ribosomen 2. Benda
C. Lysosomen 3. Massa calciumcarbonaat
D. Cystolith 4. Ribozym
5. Eiwitsynthese
Codes
A B C D
(a) 1 2 3 4
(b) 2 1 3 4
(c) 3 2 3 1
(d) 4 5 1 3

56. Welke van de volgende verschilt niet in E.coli en Chlamydomonas?
(a) Ribosomen
(b) Chromosomale organisatie
(c) Celwand
(d) Celmembraan

57. De structuren die worden gevormd door het stapelen van georganiseerde afgeplatte vliezige zakjes in de chloroplasten zijn
(a) cristae
(b) grana
(c) stroma-lamellen
(d) stroma

58. De chromosomen waarin het centromeer zich dicht bij het ene uiteinde bevindt, zijn
(a) metacentrisch
(b) acrocentrisch
(c) telocentrisch
(d) sub-metacentrisch

59. Selecteer de juiste overeenkomst in de volgende paren.
Glad ER— Oxidatie van fosfolipiden
Glad ER— Synthese van lipiden
Ruwe ER— Synthese van glycogeen
Ruwe ER— Oxidatie van vetzuren

60. Het solide lineaire cytoskelet! elementen met een diameter van 6 nm en bestaande uit een enkel type monomeer staan ​​bekend als:
(a) microtubuli
(b) microfilamenten
(c) tussenfilamenten
(d) lamines

61. De osmotische expansie van een cel die in water wordt gehouden, wordt voornamelijk gereguleerd door:
(a) mitochondriën
(b) vacuolen
(c) plastiden
(d) ribosomen

62. Zoek het volgende en selecteer het juiste antwoord

Codes
A B C D
(a) 4 2 1 3
(b) 1 2 .4 3
(c) 1 3 2 4
(d) 4 3 1 2

63. Welk van de volgende organellen in de figuur komt correct overeen met zijn functie?

(a) Golgi-apparaat, eiwitsynthese
(b) Golgi-apparaat, vorming van glycolipiden
(c) Ruw endoplasmatisch reticulum, eiwitsynthese
(d) Ruw endoplasmatisch reticulum, vorming van glycoproteïnen

64. De belangrijkste plaats voor de synthese van lipiden is:
(a) SER
(b) symplast
(c) nucleoplasma
(d) RER

65. Het Golgi-complex speelt een grote rol
(a) bij het verteren van eiwitten en koolhydraten
(b) als energieoverdragende organellen
(c) bij post-translationele modificatie van eiwitten en glycosidatie van lipiden
(d) door het licht op te vangen en om te zetten in chemische energie

66. Welke van de volgende past niet goed bij het organisme en zijn celwandafbrekende enzym?
(a) Plantencellen-Cellulase
(b) Algen-methylase
(c) Schimmels-chitinase
(d) Bacteriën-lysozym

67. Wat is waar over ribosoom?
(a) De prokaryotische ribosomen zijn 80 S, waarbij S staat voor sedimentatiecoëfficiënt
(b) Deze zijn samengesteld uit ribonucleïnezuur en eiwitten
(c) Deze worden alleen gevonden in eukaryote cellen
(d) Dit zijn zelfsplitsende introns van sommige RNA's

68. Belangrijke plaats voor vorming van glycoproteïnen en glycolipiden is
(a) Golgi-apparaat
(b) plastide
(c) lysosoom
(d) vacuole

69. In eubacteriën is een cellulaire component die lijkt op eukaryote cellen
(a) kern
(b) ribosomen
(c) celwand
(d) plasmamembraan

70. Satelliet van chromosoom is
(a) rijk aan RNA en deficiënt in DNA
(b) rijk aan DNA en deficiënt aan RNA
(c) rijk eiwit
(d) mist DNA

71. Welke van de volgende structuren tussen twee aangrenzende cellen is een effectieve transportroute?
(a) Plasmodesmata
(b) Plastoquinonen
(c) Endoplasmatisch reticulum
(d) Plasmalemma

72. Membraangebonden organellen zijn afwezig in
(a) Saccharomyces
(b) Streptokokken
(c) Chlamydomonas
(d) Plasmodium

73. Het plasmamembraan bestaat voornamelijk uit:
(a) fosfolipiden ingebed in eiwitdubbellaag
(b) eiwit ingebed in een fosfolipide.bilaag
(c) eiwitten ingebed in een polymeer van glucosemoleculen
(d) eiwit ingebed in koolhydraatdubbellaag

74. Hydrolasen van spijsverteringsenzymen zijn aanwezig in
(a) vacuole
(b) lysosomen
(c) Golgi-lichamen
(d) mitochondriën

75. Microtubuli zijn afwezig in
(a) mitochondriën
(b) flagella
(c) spindelvezels
(d) centriool


Gebruik van fluorescent gelabeld deoxyribonuclease I om G-actine-niveaus ruimtelijk te meten in migrerende en niet-migrerende cellen

Lamellipodium-uitsteeksel is gekoppeld aan de demontage van actinefilamenten in migrerende fibroblasten [Cramer, 1999: Curr. Biol. 9:1095-1105]. Om deze relatie verder te bestuderen, hebben we een methode geïdentificeerd om G-actine specifiek en gevoelig te detecteren op verschillende ruimtelijke locaties in beweeglijke cellen met behulp van deoxyribonuclease I (DNase I). Hoewel DNase I zowel G- als F-actine in vitro kan binden [Mannherz et al., 1980: Eur. J. Biochem. 95:377-385], toen cellen werden gefixeerd in formaldehyde en gepermeabiliseerd in detergens, kleurde fluorescent gelabeld DNase I specifiek G-actine en niet F-actine. 92-98% van de actinemoleculen werd stabiel vastgehouden in cellen tijdens fixatie en permeabilisatie. Verder veroorzaakte het verhogen of verlagen van de cellulaire G-actineconcentratie door het behandelen van levende cellen met respectievelijk latrunculine-A of jasplakinolide, een respectievelijke toename en afname van de DNase I-celkleuringsintensiteit zoals verwacht. Deze veranderingen in DNase I-fluorescentie-intensiteit weerspiegelden nauwkeurig stijgingen en dalingen in cellulaire G-actineconcentratie, onafhankelijk gemeten in lysaten bereid uit met geneesmiddel behandelde levende cellen (regressiecoëfficiënt = 0,98). Dit toont aan dat DNase I-celkleuring erg gevoelig is met deze methode. Door deze methode toe te passen, ontdekten we dat de verhouding van G-/F-actine lager is in zowel het lamellipodium als in een brede band direct achter het lamellipodium bij het migreren in vergelijking met niet-migrerende fibroblasten. We voorspellen dus dat uitsteeksel van het lamellipodium in migrerende fibroblasten een nauwe koppeling met de demontage van de filamenten vereist, althans gedeeltelijk omdat G-actine relatief beperkt is binnen en achter het lamellipodium. Dit is het eerste rapport dat direct een hoge gevoeligheid van celkleuring voor elke G-actine-probe aantoont en dit, samen met de gemakkelijke commerciële toegankelijkheid van fluorescent gelabeld DNase I, maakt het een eenvoudig, handig en gevoelig hulpmiddel voor celkleuring van G-actine.


Biologie

Zaadmorfologie

Recente fylogenetische analyses op basis van moleculaire gegevens (Eddie et al., 2003 Haberle et al., 2009 Wang et al., 2013) laten zien dat de Campanulaceae s. s. bestaat uit drie monofyletische groepen: de campanuloïden, wahlenbergioïden en platycodonoïden. Hong en Wang (2015) voerden verdere fylogenetische analyses van de familie uit op basis van moleculaire gegevens en onderzoek naar pollenmorfologie en fruitkenmerken. Als gevolg hiervan heeft Hong (in Hong & Wang, 2015) een classificatiesysteem met drie stammen van de Campanulaceae s opgezet. s., de Campanuleae, Wahlenbergieae en Cyanantheae. De Cyanantheae is een natuurlijke groep die colpate of colporate pollen heeft met langwerpige openingen (Hong & Pan, 2012) en een loculicide capsule. De stam is echter polytypisch in pollenmorfologie met negen typen (Hong & Pan, 2012) en chromosoomnummers met 2n = 10, 12, 14, 16, 18 en 34. Daarom is de betekenis van zaadmorfologie in de systematiek van de groep in studie trok onze aandacht.

Belyaev (1986) onderzocht de anatomie en het oppervlak van de zaadhuid van vijf soorten in vier geslachten van de Campanulaceae s. s.: Berenice, cefalostigma (= Wahlenbergia), Roella en Serge. Dit werk laat zien dat de zaadhuid van alle onderzochte geslachten slechts één laag cellen heeft. Shetler en Morin (1986) voerden uitgebreide waarnemingen uit op het zaadhuidoppervlak van 34 Noord-Amerikaanse soorten (35 in totaal) in vier geslachten van de Campanulaceae s. s. met behulp van scanning elektronenmicroscopie (SEM). Bovendien werden secties van de zaden van 11 soorten in deze vier geslachten ook met SEM waargenomen. Ze beschreven en vergeleken kenmerken van zaden en hun oppervlaktecellen. Hun conclusie is dat de morfologie van de zaadvacht relatief uniform is, maar er zijn herkenbare generieke patronen en een aantal onderscheidende individuele soorten. Haridasan en Mukherjee (1987) observeerden het zaadoppervlak van 27 Indiase soorten van de Campanulaceae s. s. (inclusief Sphenoclea zeylanica), met 13 soorten in de Cyaantheae (9 in Codonopsis, 2 inch Cyclocodon, en 2 inch cyananthus). Ze vonden variatie in zaadhuiden in de vorm van de areolen en secundaire versieringen op radiale wanden. Hun conclusie is echter: "SEM-versieringen die soortspecifiek zijn, kunnen niet als generieke marker worden gebruikt". Shrestha en Kravtsova (1992) hebben een uitgebreid onderzoek gedaan naar het oppervlak van de zaadhuid en sectie van 17 soorten in cyananthus, een geslacht beperkt tot de Himalaya en de aangrenzende Hengduan Mts. Volgens de beschrijvingen en foto's die ze hebben verstrekt, is de zaadhuid vrij uniform. Kleine variatie betreft voornamelijk de exotesta en cellen aan de oppervlakte, die van rechthoekig tot gestreept zijn. Ze leidden de trend van de zaadhuid-evolutie af in cyananthus. Om de controversiële opvattingen over taxonomische behandeling van Cyclododon Griffioen. ex Hoek. F. & Thomson, Hong en Pan (1998) hebben onderzoek gedaan naar stuifmeel- en zaadhuidmorfologie van vier soorten, twee in Cyclocodon en de andere twee in Campanumoea (ook in Codonopsis in de zin van Moeliono, 1960). We ontdekten dat de eerste twee stuifmeel van 3 colporaat hebben dat is gecorreleerd met spiraalvormige versieringen op de radiale wanden van de zaadvacht, terwijl de laatste twee stuifmeel van 5-8 hebben gecorreleerd met kraalachtige versieringen op de radiale wanden. Als resultaat hebben ze hersteld Cyclocodon tot generiek niveau. Deze actie werd al snel geaccepteerd door Lammers (1998, 1999) Lammers 1998 Lammers 1999 .

Het zaad ontwikkelt zich vanuit een zaadknop in de eierstok. Zaadmorfologie moet daarom relatief licht worden beïnvloed door veranderingen in omgevingen. Het werk van Shetler en Morin (1986) en het onze (Hong & Pan, 1998) geven aan dat de zaadlaag kan dienen als generieke of andere taxonomische markers. Helaas is het echter uit wat we hierboven hebben vermeld duidelijk dat er geen uitgebreid en uitgebreid onderzoek is gedaan naar de zaadmorfologie bij de Campanulaceae s. s.

We hebben een uitgebreid onderzoek uitgevoerd naar de zaadmorfologie, inclusief de oppervlaktesculptuur en -sectie met behulp van SEM en gebaseerd op 38 soorten die alle 10 geslachten van de stam Cyanantheae op wereldschaal vertegenwoordigen. Voor Codonopsis en aanverwante geslachten, we hebben 28 soorten bemonsterd: Codonopsis (19), Cyclocodon (3), Himalacodon (= Codonopsis onderg. obconicicapsula D.Y. Hong) (1), Pankycodon (= Codonopsis P. p.) (1), en pseudocodon (= Codonopsis onderg. pseudocodonopsis Kom.) (4) (Tabel II 2: 1).

Tabel II 2:1 . Materialen voor waarnemingen op zaadmorfologie van Codonopsis en geallieerde geslachten

taxonOorsprongWaardebon
Codonopsis Muur.
C. affinis Haak. F. &amp ThomsonChina, Tibet, NyalamXizang Chinees Mater. dokter. &amp Kruiden Exped. 1579 (PE)
C. benthamii Haak. F. &amp ThomsonChina, Yunnan, GongshanTT Yü 23257 (PE)
C. bulleyana Forrest ex DielsChina, Sichuan, MuliD.Y. Hong et al. H11028 (PE)
C. canescens Nanf.China, Sichuan, DawuD.Y. Hong et al. H12070 (PE)
C. chlorocodon C. Y. WuChina, Sichuan, DawuD.Y. Hong et al. H12071 (PE)
C. cordifolioidea PC TsoongChina, Yunnan, GongshanDrungjiang Invest. Ploeg 1446 (CAS)
C. deltaspier ChippChina, Sichuan, HongyaQ. Wang H12086 (PE)
C. foetens Haak. F. &amp ThomsonChina, Tibet, ConaD.Y. Hong et al. H11007 (PE)
C. hongii LammersChina, Yunnan, GongshanKM Feng 8673 (PE)
C. opblazen Haak. F. &amp ThomsonChina, Tibet, MedogQinghai-Xizang Exped. 74-4988A (PE)
C. javanica subsp. japonica
(Makino) Lammers
China, Guangdong, LianxianPC Tam 59973 (PE)
C. lanceolata (Sieb. & Zucc.) Trautv.China, Peking, MiyunD.Y. Hong et al. H11045 (PE)
C. pilosula subsp.
handeliana (Nannf.) D. Y. Hong &
LM Ma
China, Yunnan, ZhongdianD.Y. Hong et al. H10017 (PE)
C. subglobosa W.W. SmithChina, Sichuan, MuliD.Y. Hong et al. H11029 (PE)
C. subscaposa Kom.China, Sichuan, MuliJ.F. Rock 24596 (PE)
C. subsimplex Haak. F. &amp ThomsonChina, Tibet, YadongQinghai-Xizang Exped. 74-2509 (PE)
C. thalictrifolia Muur.China, Tibet, Gongbo'gyamdaD.Y. Hong et al. H10008 (PE)
C. ussuriensis (Rupr. &amp Maxim.) Hemsl.China, Jilin, TonghuaJ. Sato 8983 (PE)
C. viridis Muur.India, Uttaranchal, KuthiStrachey &amp Winterboton
nummer 3 (PE)
Cyclocodon Griffioen. ex Hoek. F. &amp Thomson
C. lancifolius (Roxb.) KurzChina, Yunnan, Gongshans. coll. 24514 (PE)
C. oksels (Oliv.) DY HongChina, Fujian, WanjinGD Ye 2287 (PE)
C. parviflorus (Muur. ex A. DC.)
Haak. F. &amp Thomson
China, Yunnan, LuchunDD Tao 586 (PE)
Himalacodon dicentrifolius
(C. B. Clarke) D. Y. Hong & Q. Wang
China, Tibet, NyalamCC Ni 1906 (PE)
Pankycodon purpureus (Muur.)
D. Y. Hong &amp X. T. Ma
China, Tibet, NyalanD.Y. Hong et al. H 11003 (PE)
Pseudocodon D.Y. Hong &amp H. Sun
P. convolvulaceus subsp. forrestii
(Diels) DY Hong
China, Sichuan, LudingWK Hu & Z. He 11584 (PE)
P. graminifolius (H. Lév.) DY HongChina, Yunnan, DaliChen &amp Grey-Wilson 85-37 (PE)
P. hirsutus (Hand.-Mazz.) D. Y. HongChina, Sichuan, YanyuanD.Y. Hong et al. H 11023 (PE)
P. vinciflorus (Kom.) D. Y. Hong subsp.
vinciflorus
China, Tibet, MaizhokunggarD.Y. Hong et al. H10001 (PE)

Het zaad van Codonopsis en zijn bondgenoten zijn uniform in het feit dat ze slechts één laag palissadecellen in de zaadhuid hebben. Ze zijn echter zeer divers in vorm, aanwezigheid of afwezigheid van vleugel, vorm van de lumina, de secundaire versiering van de radiale wanden, de doorsnede, enzovoort. Er kunnen vier typen en twee onbepaalde typen worden herkend:

Type 1. Zaden langwerpig of eivormig, vleugelloos. Doorsnede langwerpig. Lumina bijna isodiametrisch, veelhoekig, met een diameter die groter is dan de breedte van de radiale wanden. Radiale wanden met kralenversieringen. Tangentiële muren dun, gemakkelijk te breken. In dwarsdoorsnede verhoogde radiale wanden, tangentiële wanden ingedrukt, celholte veel breder dan radiale wanden.

Waargenomen monsters: Codonopsis cordifolioidea PC Tsoong, C. deltaspier Chipp, Codonopsis (Campanumoea) opblazen Haak. F. & Thomson, en Codonopsis (Campanumoea) javanica subsp. japonica (Makino) Lammers ( Figuren II 2: 1, a–p ).

Figuur II 2:1 . Bij. SEM Foto's van zaadvliesmorfologie van Codonopsis en Cyclocodon. een & B, Codonopsis cordifolioidea PC Tsoong C & NS, Codonopsis deltoidea Chipp eH, Codonopsis viridis Muur. lik, Codonopsis javanica (Zw.) Haak. F. subsp. japonica (Makino) Lammers mP, Codonopsis inflata Haak. F. &amp Thomson Qt, Cyclocodon parviflorus (Muur. ex A. DC.) Haak. F. &. Thomson. Schaalbalken = 50 m.

Typ 2. Zaden rond, vleugelloos. Doorsnede elliptisch. Lumina onregelmatig veelhoekig of bijna cirkelvormig, min of meer isodiametrisch, met een diameter die bijna gelijk is aan de breedte van de radiale wanden. Radiale wanden met spiraalvormige versieringen. In dwarsdoorsnede verhoogde radiale wanden, tangentiële wanden ingedrukt, celholte veel breder dan radiale wanden.

Waargenomen monsters: alle drie de soorten Cyclocodon (Codonopsis in de zin van Moeliono, 1960) ( Figuren II 2: 1, q–t Figuren II 2: 2, a–h ).

Figuur II 2:2 . a–v. SEM Foto's van zaadvliesmorfologie van Cyclocodon en Codonopsis. eenNS, Cyclododon lancifolius (Roxb.) Kurz eH, Cyclocodon axillaris (Oliv.) W.J. de Wilde & Duyfjes l & J, Codonopsis affinis Haak. F. &amp Thomson kN, Codonopsis benthamii Haak. F. &amp Thonson O & P, Codonopsis subsimplex Haak. F. &amp Thomson Qt, Codonopsis foetens Haak. F. &amp Thomson subsp. foetens jij & v, Codonopsis bulleyana Forrest ex Diels. Schaalbalken = 50 m.

Typ 3. Zaden eivormig of langwerpig, vleugelloos. Doorsnede elliptisch of langwerpig. Lumina van rechthoekig tot gestreept, met lengte/breedte veel meer dan 5. Radiale wanden glad, zonder secundaire ornamenten. In doorsnede radiale wanden verhoogd, tangentiële wanden ingedrukt, celholte breder dan, of bijna gelijk aan, radiale wanden.

Waargenomen monsters: Codonopsis affinis Haak. F. &. Thomson, C. benthamii Haak. F. &. Thomson, C. canescens Nannf., C. chlorocodon C.Y. Wu, C. foetens subsp. foetens, C. bulleyana Forrest ex Diels, C. pilosula subsp. handeliana (Nannf.) D. Y. Hong & L. M. Ma, C. subglobosa W.W. Smith, C. subscaposa Kom., C. subsimplex Haak. F. &. Thomson, C. thalictrifolia Muur. ( Figuren II 2: 2, i–v Figuren II 2: 3, a–l ), C. hongii Lammers (Leptocodon hirsutus D. Y. Hong) ( Figuren II 2: 4, g-j ), Pseudocodon convolvulaceus subsp. forrestii (Diels) D.Y. Hong, P. graminifolius (H. Lév.) D.Y. Hong, P. hirsutus (Hand.-Mazz.) D. Y. Hong, and P. vinciflorus (Kom.) D.Y. Hong. ( Figuren II 2: 3, m–t Figuren II 2: 4, a–f ).

Figuur II 2:3 . Bij. SEM Foto's van zaadvliesmorfologie van Codonopsis en pseudocodon (Codonopsis onderg. pseudocodonopsis Kom.). een & B, Codonopsis subscaposa Kom. C & NS, Codonopsis thalictrifolia Muur. subsp. thalictrifolia e & F, Codonopsis canescens Nanf. G & H, Codonopsis chlorocodon C. Y. Wuu l & J, Codonopsis subglobosa W.W. Smith k & ik, Codonopsis pilosula (Frans.) Nannf. subsp. handeliana (Nannf.) DY Hong mP, Pseudocodon convolvulaceus (Kurz) D. Y. Hong & H. Sun subsp. forrestii (Diels) DY Hong Q & R, Pseucododon hirsutus (Hand. -Mazz.) D. Y. Hong s & t, Pseudocodon vinciflorus (Kom.) D.Y. Hong. Schaalbalken = 50 m.

Figuur II 2:4 . Bij. SEM Foto's van zaadvliesmorfologie van pseudocodon, Codonopsis, Himalacodon (Codonopsis onderg. pseudocodonopsis Kom.), en Pankycodon (Codonopsis purpurea Muur.). een & B, Pseudocodon vinciflorus (Kom.) D. Y. Hong, vervolg van figuur II 2:3 CF, Pseudocodon graminifolius (H. Lév.) DY Hong GJ, Codonopsis hongii Lammers (Leptocodon hirsutus D.Y. Hong) kN, Codonopsis lanceolata (Sieb. & Zucc.) Trautv. O & P, Codonopsis ussuriensis (Rupr. &amp Maxim.) Hemsl. Q & R, Himalacodon dicenrifolius (C. B. Clarke) D. Y. Hong & Q. Wang s & t, Pankycodon purpureus (Muur.) D. Y. Hong &amp X. T. Ma. Schaalbalken = 50 m.

Typ 4. Zaden eivormig-ellipsoïde, gevleugeld, met vleugel aan het distale uiteinde van de hilus. Doorsnede van het zaadlichaam elliptisch. Lumina striate, met lengte/breedte meer dan 5. Radiale wanden breder dan lumina, glad, zonder secundaire ornamenten. In dwarsdoorsnede verheven radiale wanden, tangentiële wanden verlaagd, radiale wanden zo breed als de celholte.

Waargenomen monsters: Codonopsis lanceolata (Sieb. & Zucc.) Trautv. en C. ussuriensis (Rupr. & Maxim.) Hemsl. ( Figuren II 2: 4, k–p ).

Daarnaast werden twee onvolledig bekende typen waargenomen. Ze zijn beide beperkt tot de alpiene bergen van de Himalaya. We hebben geen rijpe zaden gekregen, hoewel we twee expedities naar Zuid-Tibet hebben gemaakt. Daarom hebben we waarnemingen gedaan op onrijpe zaden.

Zaden smal eirond. Lumina onregelmatig gestreept met lengte/breedte verhouding over 5 radiale wanden met secundaire nokachtige verdikking.

Waargenomen monster: Himalacodon dicenrifolius (C. B. Clarke) D. Y. Hong & Q. Wang [Codonopsis dicentrifolia (C.B. Clarke) W.W. Smith] (Figuur II 2: 4, q & r).

Zaden luna. Lumina striate met lengte/breedte verhouding meer dan 5. Radiale wanden met secundaire nokachtige versieringen.

Waargenomen monster: Pankycodon purpureus (Muur.) D. Y. Hong & X. T. Ma (Codonopsis purpureus Muur.) ( Figuren II 2: 4, s & t ).

The seeds in these two samples are characterized by the striate lumina and ridge-like secondary ornamentations on the radial walls. These two samples are different in seed morphology the lumina are irregular in the former, but regular in the latter the seed shape in Pankycodon purpureus is lunate, while in the other it is straight and narrowly ovoid. These two samples may represent one or two types of seed morphology.

From our observations on seed morphology on Codonopsis and allied genera we may indicate that seed morphology of the group under study has two characteristic features.

Diversity

We recognize in Codonopsis and allied genera four types of seed morphology plus two incompletely known types, which implies that the seed morphology is diverse and polytypic. The diversity is expressed in the shape and appendices of seeds, the shape of the testa cells in both surface view and section view, and various secondary ornamentations. Two species of Codonopsis are found to have a wing at the distal end of the hilum, very wide in C. lanceolata but narrower in C. ussuriensis. Lumina in the surface view vary greatly in the shape from nearly polygonal and isodiametric in Codonopsis sect. Campanumoea and several other species, and in all the species of Cyclocodon, to regularly or irregularly long-striate with length/width over 10 in several species of Codonopsis, like C. hongii.

Great variation occurs in the radial walls of testa cells, with various types of ornamentation, ridge-like, e. g. in Codonopsis foetens Hook. f. & Thomson ( Figures II 2: 2, q–t ), bead-like, e. g. in Codonopsis inflata ( Figures II 2: 1, m–p ) and spiral, e. g. three species of Cyclocodon ( Figures II 2: 1, q–t II 2: 2, a–h ).

The great diversity in seed morphology of Codonopsis and allied genera, we think, must be significant and merits further studies on seed dispersal and adaptation. For example, the wide wing in Codonopsis lanceolata should have adaptive significance, but its function is still a question.

Significance in Systematics

As mentioned in the introduction of this section, authors have controversial views in this issue. Shetler and Morin (1986) stated that there are recognizable generic patterns and a number of distinctive individual species based on their observations on 34 species in four genera of the Campanulaceae s. s. in North America, whereas Haridasan and Mukherjee (1987) considered based on their observations on Indian groups of the Campanulaceae that SEM ornamentations of seed-coat can not be used as generic marker though they are species-specific.

Among the four types of seed morphology we recognized, Type 2 is characteristic of Cyclocodon. The systematic position of Cyclocodon has been problematic since 1857, when the genus was established. It was treated by Clarke (1881) as a section in Campanumoea. Moeliono (1960) merged Campanumoea (including Cyclocodon) with Codonopsis. Hong and Pan (1998) restored Cyclocodon as genus based on observations on pollen grains and seed-coat of two species in Campanumoea sect. Campanumoea and two species in Campanumoea sect. Cyclocodon. Recent molecular works ( Eddie et al. 2003 Haberle et al. 2009 Wang et al. 2013 ) indicated that the closest relative of Cyclocodon is Platycodon, not Codonopsis. Our observations in the present work show that the three species of Cyclocodon are consistent in seed morphology and deserve an independent seed type (Figures. II 2: 21–32). The data from seed morphology is highly correlated with pollen morphology ( Hong & Pan, 2012 ) and molecular data ( Eddie et al., 2003 Haberle et al., 2009 Wang et al., 2013 ), and thus seed morphology further supports the restoration of Cyclocodon.

Our investigation shows that Codonopsis is polytypic in seed morphology. Bijvoorbeeld, Codonopsis lanceolata en C. ussuriensis both possess a winged seed with the wing at the distal end of hilum. Correlated with this is the phyllotaxy of the two species. Their leaves are alternate, but nearly always there is a distinctive verticil-like group of four or three leaves aggregated at the tip of each branch. A new section for these two species based on the two correlated characters should be justifiable.

It is clear from our extensive observations, that the seed morphology in Codonopsis and allied genera of the Cyanantheae is species-specific, and more importantly it may serve as a generic marker in some cases, or sectional markers in the others. Therefore, the seed morphology is significant for studies on biodiversity and adaptation, and even more significant for systematic pursuits.


RISKOptimizer combines the Monte Carlo simulation technology of @RISK, Palisade’s risk analysis add-in, with the latest solving technology to allow the optimization of Excel spreadsheet models that contain uncertain values. Take any optimization problem and replace uncertain values with @RISK probability distribution functions that represent a range of possible values. For each trial solution RISKOptimizer tries during optimization, it runs a Monte Carlo simulation, finding the combination of adjustable cells that provides the best simulation results.

Standard optimization programs are good at finding the best combination of values to maximize or minimize the outcome of a spreadsheet model given certain constraints. However, these programs are not set up to handle “uncontrolled” uncertainty, and require static values for any factor that is not being adjusted by the optimization. This forces modelers into making decisions based on overly simplistic or inaccurate results.

Add Simulation to Optimization

Suppose you have several factories and want to find the best locations to manufacture different products to meet demand in nearby cities. You want to maximize profits and minimize shipping costs. This is a straightforward optimization problem where you want to assign manufacturing volume, by product, to different factories. But key factors out of your control are uncertain: shipping costs, demand, etc. Traditionally you would have had to guess at the uncertain factors and hope for the best. With RISKOptimizer, those uncertain factors are represented with probability distribution functions (like Normal, Triang, etc.) so that a Monte Carlo simulation can be run for each trial allocation of manufacturing volume. In this way, you can maximize the mean of the simulated output – say profits – an account for risk during optimization.

Add Optimization to Simulation

@RISK uses Monte Carlo simulation to account for the uncertainty in models and determine the probability of various outcomes occurring. But Monte Carlo simulation does not deal with decision variables whose values you can control. It handles random, uncertain values at a single state of those decision variables.

Suppose you are developing a new product and want to determine whether or not this venture will pay off in the long run. You build a standard spreadsheet model to calculate the profit, replacing uncertain factors like demand and material costs with @RISK functions. Then you realize that some of your assumptions are based on using specific vendors and production methods to construct your product. There may be other vendors and methods available to you that could save money. It's also possible that some production methods may make shipping costs unattractive. With @RISK alone, you could run multiple simulations and compare results - but did you try every possible combination of inputs? With RISKOptimizer, you can try different combinations of vendors and methods to maximize your profits.

Using RISKOptimizer involves three simple steps:

1. Set Up Your Model.

The RISKOptimizer Model window provides one-stop setup for all optimization problems. Here you specify the target cell and statistic, identify cells to adjust, and define constraints. Adjustable cells and constraints support cell ranges for easy setup and changes, while target cells can be maximized, minimized, or approach a specific goal.

Defining Ranges and Stopping Conditions

When defining adjustable cells, you can specify the maximum and minimum boundaries of ranges of cells directly in Excel, greatly simplifying setup and making changes easy. For example, you can tell RISKOptimizer to adjust cells B1:B5, with a minimum value for each in A1:A5, and a maximum value for each in C1:C5. Multiple groups of cells may be specified, with multiple ranges in each group.

You must also define constraints in your model. For example, there may be limited resources which must be modeled. When defining constraints (hard or soft), you can also specify minimums and maximums with cell ranges.

Finally, set stopping conditions for your optimization, telling RISKOptimizer when to stop each simulation and when to halt the optimization as a whole.

Solving Methods

RISKOptimizer uses six different solving methods that you can specify to find the optimal combination of adjustable cells. Different methods are used to solve different types of problems. The six methods are:

  • Recipe - a set of variables which can change independently.
  • Grouping - a collection of elements to be placed into groups.
  • Order - an ordered list of elements.
  • Budget - recipe algorithm, but total is kept constant.
  • Project - order algorithm, but some elements precede others.
  • Schedule - group algorithm, but assign elements to blocks of time while meeting constraints.

In your spreadsheet itself, you need to add probability distribution functions to describe uncertain factors beyond your control. For more on probability distribution functions, see @RISK.

RISKOptimizer also allows a great degree of control over how it performs the optimization itself. You can set optimization and simulation parameters, runtime settings, control macros, and more in the RISKOptimizer Settings dialog.

2. Run the Optimization.

Click the Start icon to start the optimization. RISKOptimizer will start generating trial solutions, and running Monte Carlo simulations on each one, in an effort to achieve the target set in Step 1. The summary RISKOptimizer Progress window appears, showing simulation status and best answer achieved thus far. This window lets you pause, stop, and run the optimization using playback controls. You can also monitor progress in detail with the RISKOptimizer Watcher. Tabbed reports show real-time updates on best answers achieved, all solutions tried, the diversity of solutions being tried, and more.

What Optimization Does

During an optimization, RISKOptimizer generates a number of trial solutions and uses genetic algorithms to continually improve results of each trial. For each trial solution, a Monte Carlo simulation is run, sampling probability distribution functions and generating a new value for the target cell - over and over again. The result for each trial solution is the statistic that you wish to minimize or maximize for the output distribution of the target cell (mean, standard deviation, etc.). For each new trial solution, another simulation is run and another value for the target statistic is generated.

3. View Optimization Results.

After optimization, RISKOptimizer can display the results of the original, best, and last solution on your entire model, updating it with each scenario in a single click. This makes it easy to decide the best course of action. You can also generate reports directly in Excel for an optimization summary, log of all simulations, and log of progress steps.

RISKOptimizer displays the optimized output distribution overlaid on the original, pre-optimization output distribution so you can visually see the improvement in your outcomes.


Creation of minimal cell with just the genes needed for independent life

Researchers have designed and synthesized a minimal bacterial genome, containing only the genes necessary for life, and consisting of just 473 genes. This advances the team's groundbreaking research published in 2010, in which they built and booted up the first self-replicating, synthetic bacterial cell, providing proof of principle that genomes can be designed in the computer, chemically made in the lab, and transplanted into a recipient cell to produce a new, self-replicating cell controlled only by the synthetic genome.

After this the team -- led by Craig Venter and Clyde Hutchison -- set about their ultimate objective, a goal since 1995, to synthesize a minimal cell containing only the genes necessary to sustain life in its simplest form, an effort that could help scientists understand the function of every essential gene in a cell.

To do this work, Venter, Hutchison and colleagues again turned to Mycoplasma, bacteria possessing the smallest known genomes of any autonomously replicating cells. In 2010, the researchers had synthesized the genome of Mycoplasma mycoides. Here, based on existing literature, the researchers designed hypothetical minimal genomes in eight different segments, each of which could be tested in order to accurately classify constituent genes as essential or not. During this design-build-test process, the researchers also sought to identify quasi-essential genes, those needed for robust growth but not absolutely required for life.

In a series of experiments, Venter, Hutchison and colleagues inserted transposons (or foreign genetic sequences) into numerous genes to disrupt their functions and determine which ones were necessary to the overall functioning of the bacteria. They whittled away at the synthetic, reduced genome, repeating experiments until no more genes could be disrupted and the genome was as small as possible.

Critically, analysis revealed that some genes initially classified as "non-essential" do in fact perform the same essential function as a second gene thus, one of the pair of genes needs to be retained in the minimal genome. A final version, dubbed JCVI-syn3.0, comprises 473 genes -- a genome smaller than that of any autonomously replicating cell found in nature to date.

The researchers' minimal genome lacks all DNA-modifying and restriction genes and most genes encoding lipoproteins. In contrast, almost all genes involved in reading and expressing the genetic information in the genome, as well as in preserving genetic information across generations, are retained. Interestingly, the precise biological functions of roughly 31% of the JCVI-syn3.0 genes remain undiscovered.

However, several potential homologs for a number of these genes were found in other organisms, suggesting they encode universal proteins with functions yet to be determined. The JCVI-syn3.0 platform represents a versatile tool for investigating the core functions of life.


What Do Cells Need to Survive?

In order for cells to survive, they require nutrients in the form of glucose and minerals plus oxygen. Additionally, they need to dispose of waste products. Cells also rely on their organelles and diffusion for survival.

Without oxygen, minerals and the removal of waste products, cells do not survive. In animals, blood delivers the necessary nutrients and oxygen as well as carries away waste. These processes rely on a mechanism called diffusion, which allows substances to pass from one side of the cell wall to the other. Diffusion occurs when the concentration of a substance is higher on one side of the cell wall than the other, causing the substance to move to the side with a lower concentration. The cell membrane acts as a barrier that allows certain substances to pass in and out via diffusion while preventing harmful elements from passing through.

As animals need oxygen to drive their cells' metabolic processes, it is central to cell survival. Without oxygen, cells are not able to transform nutrients into a usable form of energy called ATP. Once ATP is present, the cell performs its functions, which may mean producing a hormone, contracting or forming antibodies. Inside each cell are organelles, which govern these processes and ensure the cell stays alive.


Topic 3: Transport

The transport of water and sugars in plants is carried out by vascular bundles which are made up of two main tissue types: xylem en phloem. The xylem tissue is made up of dead cells (tracheids) that lie end to end to form hollow tubes. The cell wall of the xylem is reinforced with lignin to provide more rigidity and prevent its collapse as water moves upwards through it. Xylem transports water en mineral ions only in a unidirectional way (i.e. from roots to leaves only).

By Kelvinsong – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25703438 [modified]

  • Transpiration: water evaporates out of the stomata in the leaf, more water moves in from the xylem to replace it.
  • Adhesion: the attractive forces between the water molecules and the xylem wall.
  • Cohesion: the attractive force in between the water molecules.
  • Tension: the pulling force created by surface tension occurring in air spaces inside the leaves’ as they lose water due through evaporation.

By FeltyRacketeer6 – Own work, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=79163087

Sugars are distributed around the plant through phloem tissue in a bidirectional way. Phloem tissue is made up of living cells called sieve tubes. These cells have sieve plates to allow the flow of sugars throughout the phloem and companion cells that provide energy for the active transport of sugars in and out of the phloem.

By Kelvinsong – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25703437 [modified]

The Pressure-Flow hypothosis

De Pressure-Flow hypothesis also known as source-to-sink theory explains how sugars move through the phloem tissue. De bron is the site where sugars are made (i.e. leaves) and the sink is any part of the plant that require sugar for growth and other metabolic functions.

Sugar production through photosynthesis in plant leaves results in phloem loading due the high sugar concentration at the bron. This causes water in the xylem to flow into the phloem by osmosis. The pressure of water movement from the source to the sink forces the sugars to move along with it. At the sink, sugar is unloaded to parts of plants that need it, causing water to move out of the phloem and into the xylem again by osmosis.

By CNX OpenStax – http://cnx.org/contents/[email protected]:[email protected]/Introduction, CC BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=49934738

Animal circulatory systems

The circulatory system in animals is a network system that aids in the transport of gases and nutrients to nourish the cells while removing metabolic wastes such as urea. There are two types of circulatory systems: open en closed circulatory systems.

in een open circulatory system, open ended vessels fill a cavity known as haemocoel with blood-like fluid called haemolymph that is pumped by a simple tube heart. Exchange of nutrients and wastes occurs when cells and tissues interact with this haemolymph. The open system is commonly seen in invertebrates such as insects as shown below. Haemolymph does NOT however transport gases since invertebrates have a separate system for gas exchange.

Organisms that are larger in size such as mammals rely on a closed circulatory system as it is more efficient in transporting materials. In a closed circulatory system, the heart pumps blood containing gases, nutrients and wastes around the body through closed vessels. These vessels include arteries, veins, en capillaries.

  • Arteries have thick, muscular wall and carry oxygenated blood away from the heart
  • Veins have internal valves and thin muscular wall and carry de-oxygenated blood from rest of the body back to the heart
  • Capillaries are microscopic vessels that connect arteries and veins together

By Kelvinsong – Own work, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=25165240

Unlike invertebrates, the heart of vertebrates is more efficient as it contains chambers. In humans, there are four chambers that separate oxygenated blood from de-oxygenated blood. This means that one system flows from the heart to lungs and back (Pulmonary circulation) and the other system flows from the heart to the body and back (Systemic circulation). This is described as a double circulatory system.

By OpenStax College – Anatomy & Physiology, Connexions Web site. http://cnx.org/content/col11496/1.6/, Jun 19, 2013., CC BY 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=30148241

Changes in fluid composition during circulation

De composition of the blood changes as it moves around an organism to distribute nutrients, gases and wastes. In animals, as blood moves through the lungs, the concentration of oxygen increases while carbon dioxide decreases due to the gas exchange in the alveoli.

In plants, fluid composition in the xylem and phloem changes as it moves around the plant. This includes an increase in sugar concentration in leaves due to photosynthesis and a decrease in sugar concentration in any growing parts of the plants that uses sugar. You will cover more examples about changes in composition in further details in your class.

Structures in plants and animals can be visualised using different technologies such as the light microscope. In animals, the light microscope can produce micrographs to visualise blood components and cells. You will be required to draw scaled diagrams and perform calculations to estimate the size of the cells.

Microscopic structures in plants can be observed using a light microscope. An example of a transverse section of a root is shown below.


Inhoud

Social colonies Edit

Unicellular and multicellular unitary organisms may aggregate to form colonies. Bijvoorbeeld,

    such as slime molds are many unicellular organisms that aggregate to form colonies when food resources are hard to come by, as together they are more reactive to chemical cues released by preferred prey. insects like ants and honey bees are multicellular animals that live in colonies with a highly organized social structure. Colonies of some social insects may be deemed superorganisms. , such as humans and rodents, form breeding or nesting colonies, potentially for more successful mating and to better protect offspring.
    • The Bracken Cave is the summer home to a colony of around 20 million Mexican free-tailed bats making it the largest known concentration of mammals. [6]

    Modular organisms Edit

    Modular organisms are those in which a genet (or genetic individual formed from a sexually-produced zygote) asexually reproduces to form genetically identical clones called ramets. [7]

    EEN clonal colony is when the ramets of a genet live in close proximity or are physically connected. Ramets may have all of the functions needed to survive on their own or be interdependent on other ramets. For example, some sea anemones go through the process of pedal laceration in which a genetically identical individual is asexually produced from tissue broken off from the anemone's pedal disc. In plants, clonal colonies are created through the propagation of genetically identical trees by stolons or rhizomes.

    Colonial organisms are clonal colonies composed of many physically connected, interdependent individuals. The subunits of colonial organisms can be unicellular, as in the alga Volvox (a coenobium), or multicellular, as in the phylum Bryozoa. The former type may have been the first step toward multicellular organisms. [8] Individuals within a multicellular colonial organism may be called ramets, modules, or zooids. Structural and functional variation (polymorphism), when present, designates ramet responsibilities such as feeding, reproduction, and defense. To that end, being physically connected allows the colonial organism to distribute nutrients and energy obtained by feeding zooids throughout the colony. An example of colonial organisms that is well-known are hydrozoans, like Portuguese man o' wars. [9]

    Microbial colonies Edit

    EEN microbial colony is defined as a visible cluster of microorganisms growing on the surface of or within a solid medium, presumably cultured from a single cell. [10] Because the colony is clonal, with all organisms in it descending from a single ancestor (assuming no contamination), they are genetically identical, except for any mutations (which occur at low frequencies). Obtaining such genetically identical organisms (or pure strains) can be useful this is done by spreading organisms on a culture plate and starting a new stock from a single resulting colony.

    EEN biofilm is a colony of microorganisms often comprising several species, with properties and capabilities greater than the aggregate of capabilities of the individual organisms.

    Individuals in social colonies and modular organisms receive benefit to such a lifestyle. For example, it may be easier to seek out food, defend a nesting site, or increase competitive ability against other species. Modular organisms' ability to reproduce asexually in addition to sexually allows them unique benefits that social colonies do not have. [7]

    The energy required for sexual reproduction varies based on the frequency and length of reproductive activity, number and size of offspring, and parental care. [11] While solitary individuals bear all of those energy costs, individuals in some social colonies share a portion of those costs.

    Modular organisms save energy by using asexual reproduction during their life. Energy reserved in this way allows them to put more energy towards colony growth, regenerating lost modules (due to predation or other cause of death), or response to environmental conditions.


    Organization of Cells

    Biological organization exists at all levels in organisms. It can be seen at the smallest level, in the molecules that made up such things as DNA and proteins, to the largest level, in an organism such as a blue whale, the largest mammal on Earth. Similarly, single celled prokaryotes and eukaryotes show order in the way their cells are arranged. Single-celled organisms such as an amoeba are free-floating and independent-living. Their single-celled "bodies" are able to carry out all the processes of life, such as metabolism and respiration, without help from other cells. Some single-celled organisms, such as bacteria, can group together and form a biofilm. EEN biofilm is a large grouping of many bacteria that sticks to a surface and makes a protective coating over itself. Biofilms can show similarities to multicellular organisms. Division of labor is the process in which one group of cells does one job (such as making the "glue" that sticks the biofilm to the surface), while another group of cells does another job (such as taking in nutrients). Multicellular organisms carry out their life processes through division of labor. They have specialized cells that do specific jobs. However, biofilms are not considered multicellular organisms and are instead called colonial organisms. The difference between a multicellular organism and a colonial organism is that individual organisms from a colony or biofilm can, if separated, survive on their own, while cells from a multicellular organism (e.g., liver cells) cannot.

    Colonial algae of the genus Volvox.

    Colonial Organisms

    Colonial organisms were probably one of the first evolutionary steps towards multicellular organisms. Algae of the genus Volvox are an example of the border between colonial organisms and multicellular organisms.

    Each Volvox, shown in Figure above, is a colonial organism. It is made up of between 1,000 to 3,000 photosynthetic algae that are grouped together into a hollow sphere. The sphere has a distinct front and back end. The cells have eyespots, which are more developed in the cells near the front. This enables the colony to swim towards light.

    Origin of Multicellularity

    The oldest known multicellular organism is a red algae Bangiomorpha pubescens, fossils of which were found in 1.2 billion-year-old rock. As the first organisms were single-celled, these organisms had to evolve into multicellular organisms.

    Scientists think that multicellularity arose from cooperation between many organisms of the same species. De Colonial Theory proposes that this cooperation led to the development of a multicellular organism. Many examples of cooperation between organisms in nature have been observed. For example, a certain species of amoeba (a single-celled protist) groups together during times of food shortage and forms a colony that moves as one to a new location. Some of these amoebas then become slightly differentiated from each other. Volvox, shown in Figure above, is another example of a colonial organism. Most scientists accept that the Colonial Theory explains how multicellular organisms evolved.

    Multicellular organisms are organisms that are made up of more than one type of cell and have specialized cells that are grouped together to carry out specialized functions. Most life that you can see without a microscope is multicellular. As discussed earlier, the cells of a multicellular organism would not survive as independent cells. The body of a multicellular organism, such as a tree or a cat, exhibits organization at several levels: tissues, organs, and organ systems. Similar cells are grouped into tissues, groups of tissues make up organs, and organs with a similar function are grouped into an organ system.

    Levels of Organization in Multicellular Organisms

    The simplest living multicellular organisms, sponges, are made of many specialized types of cells that work together for a common goal. Such cell types include digestive cells, tubular pore cells, and epidermal cells. Though the different cell types create a large, organized, multicellular structure &mdash the visible sponge &mdash they are not organized into true interconnected tissues. If a sponge is broken up by passing it through a sieve, the sponge will reform on the other side. However, if the sponge&rsquos cells are separated from each other, the individual cell types cannot survive alone. Simpler colonial organisms, such as members of the genusVolvox, as shown in Figure above, differ in that their individual cells are free-living and can survive on their own if separated from the colony.

    This roundworm, a multicellular organism, was stained to highlight the nuclei of all the cells in its body (red dots).

    EEN tissue is a group of connected cells that have a similar function within an organism. More complex organisms such as jellyfish, coral, and sea anemones have a tissue level of organization. For example, jellyfish have tissues that have separate protective, digestive, and sensory functions.

    Even more complex organisms, such as the roundworm shown in Figure above, while also having differentiated cells and tissues, have an organ level of development. Een organ is a group of tissues that has a specific function or group of functions. Organs can be as primitive as the brain of a flatworm (a group of nerve cells), as large as the stem of a sequoia (up to 90 meters, or 300 feet, in height), or as complex as a human liver.

    The most complex organisms (such as mammals, trees, and flowers) have organ systems. Eenorgan system is a group of organs that act together to carry out complex related functions, with each organ focusing on a part of the task. An example is the human digestive system, in which the mouth ingests food, the stomach crushes and liquifies it, the pancreas and gall bladder make and release digestive enzymes, and the intestines absorb nutrients into theblood.


    Bekijk de video: 1. Inleiding avondsymposium: Ouderen en Targeted Therapies (December 2021).