биология. Вопрос 1. Общая харка живого. Фундаментальные свойства и уровни организации жизни. Биосоциальная
 Скачать 1.33 Mb.
|
|
Телофаза: 1. Деконденсация хромосом 2. Образование ядер и ядерных оболочек 3. Разрушение веретена деления , завершение цитокинеза. Биологическое значение: поддержание генетической стабильности, механизм моноцитогенного бесполого размножения ВОПРОС 23 23. Мейоз и его биологическое значение. В основе полового размножения лежит слияние генетической информации мужской и женской гамет. Гаметы (половые клетки) вырабатываются в семенниках и яичниках в ходе гаметогенеза. Цитологической основой гаметогенеза является мейотическое деление или просто мейоз. Мейоз состоит из 2-х последовательных делений, которые обозначают как мейоз 1 и мейоз 2. Перед первым делением клетки вступающей в мейоз в S-период интерфазы происходит репликация ДНК (хромосомно - хроматидный набор клетки после этого соответствует формуле 2n4c), перед вторым деление интерфаза выпадает. Оба деления мейоза состоят из профазы, метафазы, анафазы, телофазы и заканчивается цитокинезом. Профаза 1 : 1.Лептотена: а) хромосомы, изменив свою интерфазную конфирмацию, переходят в конденсированную форму. б) каждая хромосома прикрепляется к ядерной мембране с помощью прикрепительного диска. в) сестринские хроматиды очень тесно сближены и не различимы до поздней профазы. г) в цитоплазме начинается формирование веретена деления. 2. Зиготена: а) Синапсис – тесная конъюгация двух гомологов (начинается со сближения концов двух гомологичных хромосом на ядерной мембране) б) При конъюгации каждый ген одной хромосомы входит в соприкосновение с гомологичным ему геном другой хромосомы. Каждая пара хромосом - бивалент. 3. Пахитена: а) В продольной щели между гомологичными хромосомами появляются круглые рекомбинативные узелки, которые участвуют в обмене участками хромосом б) Перекрест между двумя не сестринскими хроматидами (проявляются в виде хиазм) в) В обмене по одной хроматиде из 2-х спаренных хромосом. 4. Диплотена: а) разделение конъюгировавших хромосом. Б) гомологичные хромосомы бивалента несколько отодвигаются друг от друга, но они все еще связаны хиазмами, т.е. местами, где произошел кроссинговер, происходит частичная Деконденсация хромосом, синтез РНК 5. Диакинез: А)прекращается синтез РНк и хромосомы конденсируются, утолщаются и отделяются от ядерной мембраны. Б) каждая пара сестринских хроматид соединена центромерой, несестринские хроматиды связаны хиазмами. В) ядерная оболочка разрушается. Метафаза 1: Нити веретена деления проникают в ядерное пространство и прикрепляются к центромерам хроматид . Биваленты выстраиваются в экваториальной плоскости, образую метафазную пластинку. Анафаза 1: Центромеры каждого бивалента еще не делятся, но сестринские хроматиды уже не примыкают одна к другой. Нити веретена тянут гомологичные хромосомы к противоположным полюсам клетки. Телофаза 1: расхождение гомологов к противополодным полюсам означает завершение первого деления мейоза. Число хромосом в одном наборе стало вдвое меньше, но находящиеся на каждом полюсе хромосомы состоят из 2=х хроматид. Вследствие кроссинговера эти хроматиды генетически неиндентичны. Нити веретена обычно исчезают . параллельно происходит цитокинез. Профаза 2: Происходит разрушение ядерной мембраны и исчезновение ядрышка, спирализация хромосом, перемещение центриолей к противоположным полюсам клетки и появление нитей веретена. Метафаза 2: Формируется метафазная пластинка. Анафаза 2: Нити веретена тянут за собой к противоположным полюсам клетки отделившиеся друг от друга сестринские хроматиды. Телофаза2: Хромосомы деспирализуются. Нити веретена исчезают. Вокруг каждого ядра, которое содержит теперь гаплоидное число и хромосом и хроматид, вновь образуется ядерная мембрана. В результате последующего цитокинеза формируются 4 дочерние клетки. Биологическое значение мейоза: с его помощью формируются гаметы, он создает основу для генетической изменчивости. ВОПРОС 24 24. Классификация форм размножения. Сравнительная характеристика полового и бесполового размножения. Бесполое МОНОЦИТОГЕННОЕ ПОЛИЦИТОГЕННОЕ 1.просто деление (прокариоты) 1.вегетативное (РАСТЕНИЯ) 2. митоз (эукариоты) 2.упорядоченное деление 3. шизогония (малярицные плазмоиды) 3. фрагментация (плоские черви) 4. почкование (дрожжевые) 4.почкование (пресноводная гидра) 5.спорообразование 5.полиэмбриония (человек) 6.эндогония (токсоплазма) Половое У одноклеточных У многоклеточных • Конъюгация 1. С оплодотворением (инфузории) 2. Гермафродитизм • Копуляция 3. Партеногенез. (споровики) Показатель Бесполое размножение Половое размножение • Клеточные источники наследственной информации для развития потомстка Многоклеточные: одна или несколько соматических (телесных) клеток родителя; одноклеточные: клетка – организм, как целое. Родители образуют половые клетки (гаметы) специализированные к выполнению функций размножения. Родитель представлен в потомке исходно одной клеткой • Родители Одна особь Обычно 2 особи • Потомство Генетически точная копия родителя, т.е. в отсутствии соматических мутаций клон организмов Генетический отличны от обоих родителей. • Главный клеточный механизм Митоз Мейоз • Эволюционное значение Способствует поддержанию наибольшей приспособленности в маломеняющихся условиях обитания, усиливает роль стабилизирующего естественного отбора. За счет поддержания генетического разнообразия создает предпосылки к освоению разнооьразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способоствует осуществлению творческой роли естественного отбора. ВОПРОС 25 25. Морфофункциональная характеристика мужских половых клеток. Сперматозоид приспособлен к внесению своей генетической информации в яйцеклетку. Большая часть цитоплазмы спермия элиминирует при его созревании, и сохраняются только некоторые органеллы, видоизмененные для выполнении спермием основной функции. Морфологически в спермии выделяют головку, шейку и хвост. Головка сперматозоида содержит гаплоидное ядро и акросому – видоизмененный комплекс гольджи. Акросома содержит гиалорунидазу и другие протеазы, способные растворять оболочку яйцеклетки и помогающие сперматозоиду проникнуть в яйцеклетку при оплодотворении. Шейка содержит пару центриолей, лежащих перпендикулярно друг другу. Одна из них (проксимальная) вносится спермием в цитоплазму яйцеклетки при оплодотворении и участвует при формировании сперматотической звезды. Другая (дистальная) дает начало сократительной нити сперматозоида – аксонеме. Средний и дистальный отделы хвостика содержат лишь аксонему. Ее строение типично для жгутиков эукариот. Аксонему образуют микротрубочки, отходящие от центриолей. Вокруг аксонемы располагается 9 плотных волокон, и их функция не ясна. Стержень аксонемы состоит из 2-х центральных одиночных микротрубочек. Одна микротрубочка каждого дублета имеет законченное строение и содержит 13 протофиламентов, тогда как 2-ая имеет С -образное строение и содержит только 11 протофиламентов. Протофиламенты представлены белком тубулином. С микротрубочками связан другой белок - динеин. Этот елок может гидролизовать АТФ и преобразовывать химическую энергию в механическую, за счет нее и осуществляется движение спермия. ВОПРОС 26 26.Женские гаметы: их строение и классификация. Яйцеклетка в вышей степени дифференцирована для выполнения своей главной функции -развитие нового организма. В связи с этим она обладает уникальными особенностями строения. • Имеет большие размеры. У человека 60-150 мкм. • Имеет запасы питательных веществ они сосредоточены в желтке. Желток представляет собой смесь веществ, основным компонентом которой является белок вителлогенин. • Содержит полный набор органоидов. В цитоплазме яйцеклеток содержаться все органоиды общего назначения, при этом имеется очень много рибосом и специальные морфогенетические факторы – молекулы направляющие дифференцировку клеток. • Периферический слой цитоплазмы содержит кортикальные гранулы. Это аналог акросомы сперматозоидов. Они принимают участие в формировании оболочки оплодотворения, которая надежно блокирует возможность полиспермии. • Окружена сложной системой оболочек, которые подразделяются на первичные, вторичные, третичные. Первичные – образованы выделениями самой яйцеклетки. У млекопитающих и человека это блестящая оболочка (zona pellucida). Она обеспечивает видоспецифичность оплодотворения. Вторичные образованы фолликулярными клетками. У млекопитающих и человека это лучистый венец (corona radiata). Третичные -формируются выделениями яйцеводов и у млекопитающих отсутствуют. У птиц представлены белочной, подскорлуповой и скорлуповой оболочкой. ПОЛИЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ АЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ ОЛИГОЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ ЦЕНТРОЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ (желток находиться в центре) ТЕЛОЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ (желток находится на полюсе) ИЗОЛЕЦЕТАЛЬНЫЕ (желток расположен равномерно) 1.Резкотелолецетальные 1.первично изолецетальные 2. умеренно телолецетальные (мезолецетальные) 2. вторично изолецетальные ВОПРОС 27 27. Сперматогенез – процесс развития мужских гамет. Образование спермиев происходит в семенниках (яичках). В семенниках человека образуются многочисленные извитые семенные канальца где протекает сперматогенез. Эпителий семенных канальцев состоит из нескольких слоев клеток, которые называются сперматогониями и примерно еще шесть слоев клеток, образующихся в результате многократных делений сперматогоний. Данные слои соответствуют последовательным стадиям развития сперматозоидов. Сперматогенез происходит в 4 стадии: размножения, роста, созревания, формирования (спермиогенез). У человека он начинается лишь при достижений половой зрелости. Фаза размножения: начинается при достижении репродуктивного возраста. В наружных слоях эпителия извитых семенных канальцев начинаются многократные митотические деления сперматогоний. Далее часть сперматогониев перемещается в следующую зону эпителия. Эти сперматогонии вступают в фазу роста. Они перестают делиться, увеличиваться в объеме и дифференцируются в сперматоциты первого порядка. На стадии созревания сперматоциты первого порядка вступают в мейоз. Перед профазой мейоза в S-периоде у сперматоцитов первого порядка происходит удвоение ядерной ДНК. Следовательно, каждая клетка, вступающая в мейоз, является тетраплоидной (2n4c). В результате первого деления мейоза образуются сперматоциты второго порядка, которые передвигаются еще ближе к просвету канальца. По размерам они меньше первичных сперматоцитов и содержат в два раза больше ДНК (n2c). Сперматоциты второго порядка претерпевают второе деление мейоза и превращаются в гаплоидные сперматиды (nC) . Сперматогонии вступают в стадию формирования. Спермиогенез происходит в боковых углублениях клеток Сертолли. ВОПРОС 28 28. Основные события оогенеза. Оогенез включает в себя 3 стадии: размножении(2n2c) , роста (малого и большого)(2n4c), и созревания(n2c--- nc). У человека стадия размножения начинается на 2-3 месяце эмбрионального развития. Оогонии многократно делятся и их кол-во примерно 7-10 млн. К 7-8 месяцу стадия размножения заканчивается, и большая часть ооогоний погибает. В стадию малого роста (от 7-8 месяца до репродуктивоного возраста) сохранившиеся оогонии вступают в первое деление мейоза и преобразуются в ооциты 1 порядка. Мейоз приостанавливается на стадии диплотены. Фаза малого роста у человека продолжается как минимум до полового созревания. Некоторые ооциты 1 остются в таком состоянии до последнего репродуктивного цикла. В конце эмбриогенеза ооциты 1 приобретают оболочку из одного слоя фолликулярных клеток и формируют примордиальные фолликулы. Некоторые ооциты 1 формируют несколько слоев фолликулярных клеток и соединительно-тканную оболочку, преобразуясь в первичные. С наступелением половой зрелости под влиянием более высокой концентрации половых гормонов начинается период большого роста. У человека каждый месяц от 3 до 30 фолликулов увеличивается в размерах. В одном (опережающем фолликуле), возрастает число фолликулярных клеток, сежду которыми появляются мелкие полости, заполненные жидкостью (вторичный фолликул) В дальгейшем мелкие полости сливаются в одну большую, которая оттесняет ооцит 1 к стенке фолликула. Его окружает только тонкий слой фолликулярных клеток – лучистый венец (corona radiata). Такой фолликул называется зрелым )третичным или Граафоровым пузырьком). В течении всего репродуктивного периода у человека образуется около 400 третичных фолликулов, а остальные погибают. В конце периода большого роста завершается первое деленеие мейоза, происходит разрыв Граафорова пузырька и из него выходит ооцит 2 порядка. И первое направительное (или редукционное) тельце. Этот процесс называется овуляцией. После внедрения сперматозоида в ооцит 2 начинается стадия созревания, в ходе нее завершается 2 деление меойза, отходит 2 редукционное тельце и образуется зрелая яйцеклетка, в цитоплазме которой находится сперматозоид. Эта структура называется синкарион. ВОПРОС 29 29.Оплодотворение, его стадии и механизмы. Оплодотворением называется слияния сперматозоида и яйцеклетки с образованием диплоидной зиготы. Выделяют 4 последовательные стадии оплодотворения: 1 – взаимно узнавание и контакт спермия и яйцеклетки 2 – регуляция проникновения спермия в яйцо 3- слияние генетического материала спермия и яйца 4 – активация метаболизма яйца для его вступления на путь развития. Различают дистальные и контактные механизмы взаимодействия сперматозоидов и яйцеклетки. В основе дистальных взаимодействий лежат механизмы хемотаксиса. Миграция сперматозоидов человека к яйцеклетке направляется веществами небелковой и полипептидной природы. Эти вещества, выделяемые ямцеклеткой, называются гиногомоными. Сперматозоиды в свою очередь выделяют андрогомоны, которые способны моделиравть активность своих собратьев. Контактное взаимодействие видоспецифично и обеспечивается рецепторным аппаратом обоих гамет. Например, в сперматозоидах морского ежа содердится белок байндин, обмпечивающий прикрепление спермиев к яицеклеткам только своего вида. Следут отметить, что спермии человека не становятся активными, пока не пройдут капацитации, т.е. не приобретут оплодотворяющей способности. Суть капацитации состоит в необходимости подвергнуть спермии воздействию выделению женских половых путей. Лишь после этого рецепторы спермиев становятся активными. Функции рецептора выполняеь фермент гликозил трансфераза, локализованнй в мембране спермия. 2.К оболочке яйцеклетки одноврем енно прикрепрляется мнложество сперматозоидов. Все они осуществляют акросомную реакцию и по законам конкуренции стремятся к проникновению цитоплазмы яйца Однаеко зигота должна быть диплоидной длч чего яйцкклетка может быть оплодотворенпа лишь одним спермием. В связи с этим природой прелусмотрен механизм предотврвщени полиспермии( проникновение в ооплазму нескрльких спермиев). Быстрый механизм Медленный механизм • Реализуется за счет изменения электрического заряда на оолемме носле прониковения первого спермптозоида 1.Реализуется за сет экзоцтоза кортикальных гранул яйцеклетки и формирования оболочек оплодотворения. • Срабатывает быстро за десятые доли секунды 2.Начинает работать через 30-40 секунжд после проникновения сперматозоида. • Блокирует возможность полиспермии примерно на 60 секунд 3.Навсегда блокирует возможность полиспермии. • Механтзм известен для морских ежей, лягкшек, пока недоказон для млекопитающих 4.Механизм реализуется и у низших животных и у млекопитающих Кортикальная реакция Студенистая оболочка яйцеклетки морского ежа аналогична блестящей оболочке млекопитающих, рецпторы байндина- способны связываться с белком байндином, находящмся на мембране спермиев, и соответственно прикреплять сперматозоиды к оболочек яйцеклетки. Секрет кортикальных гранул уплотняет вителлиновую оболочку яйца, и разрушает рецепторы байндина, что делает невозможным проникновение следующих сперматозоидов в ооплазму. 3.На следующей стадии оплодотворения осуществляется слияние генетического материала яйцеклетки и сперматозоида. 1.Спермий проникает в цитоплазму ооцита 2 порядка. 2. Оболочка сперматического ядра демонтируется , а его хроматин подвергается неполной деконденсации. С этого момента ядро спермия называют мужским пронуклеусом. Одновременно женский пронкуклеус завершает второе деление мейоза и обособляется очередное направительное тельце. После отхождения полярного тельца клетку, содержащую мужской и женский пронуклеусы называют синкарионом. 3. Цитоплазма яйца усиливает деконденсацию хроматина спермия. Размер женского и мужского пронуклеусов увеличивается и вокруг последнего образуется новая оболочка. 4. Мужской пронуклеус совершает поворот на 180 , так , что центриоль спермия оказывается между мужским и женским пронуклеусом. Микротрубочки , отходящие от центриоли достигают обоих пронуклеусов после чего они перемещаются навстречу друг другу . 5. Во время перемещения происходит репликация ДНК. При контакте пронуклеусов их оболочки разрушаются. Хроматин конденсируется с образованием видимых хромосом. Образуется веретено деления и первая телофаза митоза завершается цитокенезом с образованием двух бластомеров. 4. Для того, чтобы оплодотворение привело к развитию яйца, должны произойти изменения в его цитоплазме. Их совокупность и составляет события заключительной стадии оплодотворения. Процессы активации метаболизма яйца подразделяют на ранние реакции и поздние реакции. Ранние реакции Поздние реакции • Повышение концентрации ионов кальция в цитоплазме; 1 Повышение рН; • Повышение потребления кислорода; 2 Активация синтеза ДНК • Усиление синтеза НАДФ и, как следствие, липидов. 3 Деблокирование имеющихся в цитоплазме яйцеклетки мРНК; 4 Активация синтеза белка. ВОПРОС 30 |