биология первая итоговая. 1 Эволюционно обусловленные уровни организации жизни молекулярногенетический, клеточный, организменный, популяционновидовой, биоценотический, биосферный
 Скачать 0.75 Mb.
|
|
14)Сперматогенез и овогенез. Цитологическая и цитогенетическая характеристика. Биологическое значение полового размножения. Различают два вида гаметогенеза: I. Сперматогенез II. Оогенез. I Сперматогенез – образование мужских гамет (сперматозоидов). Он происходит у животных в определённые периоды года, у человека – весь период половой зрелости в стенке семенных канальцев семенников, где различают 4 зоны: размножения, роста, созревания, формирования. Различают 4 периода сперматогенеза, каждый из которых происходит в соответствующей зоне семенных канальцев: I. Размножение – диплоидные клетки – сперматогонии, находящиеся в наружном слое стенки семенных канальцев, делятся митозом и содержат 2n 2C. Этот период у человека начинается в эмбриогенезе и продолжается до полового созревания. II. Рост – начинается после полового созревания. Сперматогонии увеличиваются в объёме, растут и превращаются в сперматоциты I-го порядка с набором хромосом и ДНК 2n, 4C. III. Созревание (мейоз) – происходит два быстро следующих друг за другом делений: первое мейотическое(собственно редукционное) и второе – эквационное. В результате первого деления из каждого сперматоцита I-го порядка образуется два сперматоцита II-го порядка, имеющих n 2C, а после второго – четыре одинаковые по размерам сперматиды, содержащие n,С. Таким образом, в период созревания на стадии анафазы I происходит редукция (уменьшение) числа хромосом вдвое. IV. Формирование. Сперматиды превращаются в сперматозоиды (n,С). В них образуются новые структуры: жгутик, головка, шейка (у млекопитающих), ядра уплотняются, аппарат Гольджи перемещается к одному из полюсов, образуя акросомный аппарат, центриоли находятся на полюсах, от одной из них отрастает жгутик, у его основания располагаются митохондрии; головка почти лишена цитоплазмы. II Оогенез – образование женских половых клеток – яйцеклеток. Происходит этот процесс в яичниках и маточных трубах (яйцеводах). У хордовых ( в том числе и у человека из клеток желточного мешка образуются первичные половые клетки, которые мигрируют в яичники и называются овогониями. Это мелкие клетки с крупным ядром. Периоды овогенеза сопоставимы с периодами сперматогенеза: размножение, рост, созревание (нет фазы формирования). В период размножения вступают овогонии, содержащие 2n 2c до S периода. У человека этот период заканчивается до рождения. Образовавшиеся клетки долгие годы сохраняются без изменения. С наступлением половой зрелости периодически отдельные клетки вступают в период роста – в них накапливается лицитин, жир, пигменты. В цитоплазме и органеллах происходят сложные биохимические и морфологические преобразования. Каждая клетка (овоцит I порядка) окружается фолликулярными клетками (обеспечивают питание). Периоды размножения и роста овогенеза у человека происходят в яичниках в особых образованиях – фолликулах, которые представляют из себя пузырьки, заполненные жидкостью. Во время овуляции стенка фолликула лопается и овоцит I порядка с набором 2n, 4C попадает в брюшную полость, а затем в яйцевод, в просвете которого происходит период созревания. В этот период, как и при сперматогенезе происходят два мейотических деления. В результате 1го мейотического деления образуются две клетки с неодинаковым количеством цитоплазмы: крупная клетка – овоцит II порядка с набором n2C и маленькая – первичный полоцит. При втором делении вновь происходит неравномерное распределение цитоплазмы: из овоцита II порядка образуется овотида, содержащая (nC), и вторичный полоцит. Из первичного полоцита образуются два вторичных полоцита. Таким образом, в конце периода созревания овогенеза образуются три полоцита, которые рассасывавются или участвуют в образовании оболочек яйцеклетки и одна овотида. Далее из овотиды образуется яйцеклетка с набором nC. Биологическая роль полового размножения: При половом размножении наблюдается перекомбинация наследственных признаков родителей, поэтому появляются разнообразные генотипически и фенотипически потомки. Таким образом, половое размножение дает источник изменчивости, благодаря чему появляется возможность лучшего приспособления организмов к среде обитания, к сохранению различных видов организмов. 15) Мейоз. Особенности первого и второго деления мейоза. Биологическое значение. Мейоз – способ деления первичных половых клеток, в результате которого происходит редукция числа хромосом и переход клеток из диплоидного состояния в гаплоидное. Мейоз состоит из : 2-х быстро следующих друг за другом собственно делений первого мейотического деления (редукционного) - уменьшительного. Интерфазы II, второго мейотического деления (эквационного)- уравнительного. Первое мейотическое деление (редукционное) состоит из профазы I, метафазы I, анафазы I, телофазы I Профаза I – сложная и продолжительная фаза, в которой выделяют 5 стадий: 1. Лептотена (стадия тонких нитей) – начало спирализации хромосом, хромосомы тонкие, длинные нити, ядра крупные. 2. Зиготена (стадия сливающихся нитей) – происходит конъюгация - временное сближение гомологичных хромосом, которые объединяются в бивалент (состоит из 2-х хромосом, или четырех хроматид - тетрады. 3. Пахитена (стадия толстых нитей) – происходит кроссинговер – обмен одинаковыми участками гамологичных хромосом за счет отталкивания хроматид в гомологичных хромосомах. Длится несколько суток. 4. Диплотена (стадия двойных нитей) – происходит отталкивание в биваленте гомологичных хромосом и дальнейшая спирализация хромосом. Ядрышки исчезают. Длится месяцы и годы. 4 а В овогенезе выделяют ещё одну стадию – диктиотену. На этой стадии мейоз прерывается на долгие годы и следующая стадия (диакинез) наступает лишь при половом созревании. 5. Диакинез (стадия обособленных двойных нитей) – наблюдается значительная компактность бивалентов. Ядерные оболочки растворяются, формируется веретено деления. Метафаза I. Биваленты выстраиваются по экватору клетки. Анафаза I. Движение гомологичных хромосом к полюсам клетки. Телофаза I. Формируются ядра дочерних клеток и происходит цитокинез. По завершению клетки имеют гаплоидный набор хромосом (n), а количество ДНК 2С. Интерфаза II. Короткая фаза, во время которой синтеза ДНК не происходит. Второе мейотическое деление (эквационное) состоит из фаз: профазы II, метафазы II, анафазы II,телофазы II ПрофазаII. Растворяются ядерные оболочки, ядрышки, хромосомы спирализуются, погружаются в цитоплазму, формируется веретено деления. Метафаза II. Хромосомы выстраиваются по экватору клетки. Анафаза II. Хроматиды направляются к противоположным полюсам клетки. Телофаза II.Хроматиды деспирализуются, достраиваются до полной хромосомы. Появляются ядрышки и ядерные оболочки, происходит цитокинез. По завершению мейоза из одной клетки с диплоидным (2n) набором хромосом образуются четыре клетки с гаплоидным (n) набором хромосом и С – ДНК (nC). Биологическое значение мейоза. 1. Благодаря мейозу образуются гаплоидные клетки и сохраняется постоянное число хромосом у организмов одного вида. 2. При мейозе образуются половые клетки с различной комбинацией негомологичных хромосом, за счет произвольного их расхождения в анафазу I. 3. В процессе кроссинговера происходит рекомбинация наследственного материала. 16) Строение половых желез млекопитающих. Строение половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток) Половые клетки-см. вопрос № 13 Половые железы: Яичник:  Семенник:  17) Оплодотворение. Половой деморфизм, его фазы, биологическая сущность. Оплодотворение может быть внешним и внутренним. Фазы: 1)дистантное взаимодействие. В основе этого взаимодействия лежат три механизма: а)реотаксис-движение сперматозоидов против тока жидкости в матке и маточной трубе. б) хемотаксис-направленное движение сперматозоидов к яйцеклетке, которая выделяет специфические вещества-гиногамоны. в) капацитация-активация сперматозоидов гиногамонами и гормоном прогестероном. 2) контактное взаимодействие. Происходит акросомальная реакция-выделение ферментов(трипсина и гиалуроновой кислоты) из акросомы, которые обеспечивают разрушение фолликулярных клеток лучистого венца от яйцеклетки и частичное разрушение блестящей оболочки. 3)проникновение и слияние пронуклеусов. Плазмолеммы яйцеклетки и сперматозоида сливаются, после чего начинается кортикальная реакция- выход кортикальных гранул из яйцеклетки по типу экзоцитоза, которые между плазмалеммой яйцеклетки и и блестящей оболочки образуют оболочку оплодотворения, которая препятствует проникновению в яйцеклетку других сперматозоидов. Далее происходит проникновение генетического материала сперматозоида к яйцеклетке. Происходит набухание,сближение, а затем и их слияние-синкарион. 18) Партеногенез. Классификация. Характеристика основных форм. Партеногенез- одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез все равно считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки. Считается, что партеногенез возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм. В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками, одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножения вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. Такой способ размножения используется некоторыми животными (хотя чаще к нему прибегают относительно примитивные организмы). В тех случаях, когда из оплодотворённых яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворённых — самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например, у пчёл). Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдалённой гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует относить к половому размножению и следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т. п.). Классификации партеногенеза Существует несколько классификаций партеногенетического размножения. По способу размножения: Естественный — нормальный способ размножения некоторых организмов в природе. Искусственный — вызывается экспериментально действием разных раздражителей на неоплодотворённую яйцеклетку, в норме нуждающуюся в оплодотворении. По полноте протекания Рудиментарный (зачаточный) — неоплодотворённые яйцеклетки начинают деление, однако зародышевое развитие прекращается на ранних стадиях. Вместе с тем в некоторых случаях возможно и продолжение развития до конечных стадий (акцидентальный или случайный партеногенез). Полный — развитие яйцеклетки приводит к формированию взрослой особи. Эта разновидность партеногенеза наблюдается во всех типах беспозвоночных и у некоторыхпозвоночных. По наличию других форм размножения в цикле развития Облигатный — когда он является единственным способом размножения Циклический — партеногенез закономерно чередуется с другими способами разножения в жизненном цикле (напрмер, у дафний и коловраток). Факультативный — встречающийся в виде исключения или запасного способа размножения у форм, в норме двуполых. В зависимости от пола организма Гиногенез — партеногенез самок Андрогенез — партеногенез самцов 19) Онтогенез его типы, характерные особенности у животных и человека. Онтогенез — индивидуальное развитие организма от зарождения до конца жизни (смерти или нового деления). У видов, размножающихся половым путем, он начинается с оплодотворения яйцеклетки. У видов с бесполым размножением онтогенез начинается с обособления одной или группы клеток материнского организма. У прокариот и одноклеточных эукариотических организмов онтогенез представляет собой, по сути, клеточный цикл, обычно завершающийся делением или гибелью клетки. Типы онтогенеза Различают два основных типа онтогенеза: прямой и непрямой. При прямом типе развития рождающийся организм в основном сходен со взрослым, а стадия метаморфоза отсутствует. При непрямом типе развития образуется личинка, отличающаяся от взрослого организма внешним и внутренним строением, а также по характеру питания, способу передвижения и ряду других особенностей. Во взрослую особь личинка превращается в результате метаморфоза. Непрямое развитие дает организмам значительные преимущества. Непрямое развитие встречается в личиночной форме, прямое — в неличиночной и внутриутробной. Непрямой (личиночный) тип развития проходят многие виды беспозвоночных и некоторые позвоночные животные (рыбы, земноводные). У них в процессе развития формируются одна или несколько личиночных стадий. Наличие личинки обусловлено относительно малыми запасами желтка в яйцах этих животных, а также необходимостью смены среды обитания в ходе развития либо необходимостью расселения видов, ведущих сидячий, малоподвижный или паразитический образ жизни. Личинки живут самостоятельно, активно питаются, растут, развиваются. У них имеется ряд специальных провизорных, т.е. временных, отсутствующих у взрослых форм, органов. В зависимости от особенностей метаморфоза непрямой (личиночный) тип развития может быть: с неполным превращением; с полным превращением. При развитии с неполным превращением личинка постепенно утрачивает временные личиночные органы и приобретает постоянные, характерные для взрослой особи (например, кузнечики). При развитии с полным превращением личинка сначала превращается в неподвижную куколку, из которой выходит взрослый организм совершенно непохожий наличнику (например, бабочки). Прямой неличиночный (яйцекладный) тип развития имеет место у ряда беспозвоночных, а также у рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, яйца которых богаты желтком. При этом зародыш длительное время развивается внутри яйца. Основные жизненные функции у таких зародышей осуществляются специальными провизорными органами — зародышевыми оболочками. Прямой внутриутробный тип развития характерен для высших млекопитающих и человека, яйцеклетки которых почти лишены желтка. Все жизненные функции зародыша осуществляются через материнский организм. Для этого из тканей матери и зародыша развивается сложный провизорный орган — плацента. Завершается этот тип развития процессом деторождения. Периоды онтогенеза Онтогенез многоклеточных организмов подразделяют на периоды: эмбриональный (развитие зародыша) и постэмбриональный (послезародышевое развитие). Для плацентарных животных различают пренатальный (до рождения) и постнатальный (после рождения) периоды. Нередко выделяют также проэмбриональный период (сперматогенез и оогенез). У человека принято делить на пренатальный(до рождения), интранатальный (во время рождения) и постнатальный (после рождения) периоды. 20. Закон зародышевого сходства, биогенетический закон, теория филоэмбриогенезов. Закон зародышевого сходства(К. Бэр): 1. Эмбрионы животных одного типа на ранних стадиях развития сходны. 2. Они последовательно переходят в своем развитии от более общих признаков типа ко все более частным. В последнюю очередь развиваются признаки, указывающие на принадлежность эмбриона к определенному роду, виду, и, наконец, индивидуальные черты. 3. Эмбрионы разных представителей одного типа постепенно обособляются друг от друга. Биогенетический закон Геккеля-Мюллера: Каждое живое существо в своем индивидуальном развитии (онтогенез) повторяет в известной степени формы, пройденного его предками или его видом (филогенез) Филэмбриогенез (от др.-греч. φῦλον — племя, род, вид и эмбриогенез) эволюционное изменение хода индивидуального развития организмов. Основные положения теории: Если бы не изменялся ход онтогенеза, то потомки не отличались бы от предков. Посредством филэмбриогенеза может изменяться ход онтогенеза как целостного организма, так и отдельных органов, тканей и клеток. Путём филэмбриогенеза происходят филогенетические изменения как взрослого организма, так и промежуточных стадий его развития. 21) Стадии эмбриогенеза. Дробление. Виды дробления. Типы бластул. Стадии эмбриогенеза: 1.дробление 2.бластула 3.гаструла 4.нейрула Дробление -ряд последовательных митoтических делений оплодотворенного или инициированного к развитию яйца с образованием бласmомеров. Дробление отличается от обычного митoтического деления следующими особенностями: бластомеры не достигают исходных размеров зиготы бластомеры не расходятся, хотя и представляют собой самостоятельные клетки, интерфаза сокращена до 5-фазы; в связи с этим транскрипция собственных генов зародыша полностью подавлена, транскрибирyются только запасенные в яйцеклетке материнские мРНК. Характер дробления зависит от количества желтка и его расположения в яйце, а также характера межклеточных контактов, которые устанавливаются между бластомерами. Классификация типов дробления По степени детерминированности: Дemeрмиuровенное. При таком типе дробления судьба каждого бластомера строго предопределена. Так что удается проследить судьбу отдельных клеток вплоть до образования из них зачатков органов (присуще пер червям и трохофорным животным. Недетерминированное. При таком типе дробления все бластомеры тотинотентны (то есть одинаковы по своим возможностям), и судьба каждого из них определяется его положением в теле зародыша и зависит от влияния эмбриональных индукторов. В результате любой изолированный на ранних стадиях развития бластомер может развиться в целое животное, a гибель части бластомеров в многоклеточном зародыше не нарушает нормального хода онтогенеза. По степени полноты делений: 1.Голобласmuческое дробление. Плоскости дробления разделяют яйцо полностью Полное равномерное дробление-бластомеры не различаются по размерам. Полное неравномерное дробление-бластомеры могут существенно различаться по размерам. 2.Меробластическое дробление- частичное дробление, охватывает только свободную от желтка цитоплазму Дucкouдальное: -ограничено относительно небольшим участком у анимального полюса; -плоскости дробления не проходят через все яйцо и не захватывают желток Поверхностное -ядро зиготы делится в центральном островке цитоплазмы; -получающиеся ядра перемещаются на поверхность яйца, образуя поверхностный слой ядер (синцитиальную бластoдерму) вокруг лежащего в центре желтка. Затем ядра мембранами разделяются , и бластoдерма становится клеточной. По типу симметрии дробящегося яйца 1.Радиальное дробление. Ось яйца является осью радиальной симметрии. Спuральное дробление. В анафазе бластомеры разворачиваются. Бuлаmеральное дробление. Имеется 1 плоскость симметрии. Анархическое дробление. Бластомеры слабо связаны между собой, сначала образуют цепочки или бесформенную массу; часто у одного вида встречаются разные варианты расположения бластoмеров. Бластула состоит из: бластoдермы-оболочки из бластомеров; бластoцели полости, заполненной жидкостью. Типы бластул: 1.целобластула. состоит из однослойной бластoдермы с более или менее одинаковыми бластомерами и крупным бластoцелем внутри. Целобластула образуюется в результате полного равномерного дробления 2.Амфибласmла состоит из неодинаковых микромеров и макромеров. Бастoцель невелик и сдвинут к анимальному полюсу. 3. Перибластула не имеет бластоцеля и образуется в результате поверхностного дробления. |