биология. Законы е существования и развития. Термин биология
 Скачать 0.71 Mb.
|
|
60) Интеркинез. Эквационное деление. Отличие мейоза I от мейоза II. Интерфаза 2, или интеркинез (1n 2c) представляет собой короткий перерыв между первым и вторым мейотическими делениями, во время которого не происходит репликация ДНК. Характерно для животных клеток. стадия интеркинеза, которая отличается от интерфазы I тем, что в ней не происходит синтеза ДНК и удвоения хромосом. Поэтому, вступая во второе мейотическое деление, клетка содержит гаплоидный набор удвоенных хромосом. Формула хромосом - n2c в каждом ядре. Интеркинез – это промежуточная стадия между редукционным и эквационным делениями мейоза. Вслед за интеркинезом наступает второе деление мейоза— эквационное. второе деление мейоза— эквационное. Оно проходит по типу митоза, только в него вступает клетка не диплоидным (2n4с), а с гаплоидным (n2с) числом хромосом, состоящих из двух хроматид (их удвоение произошло еще в интерфазу перед мейозом 1). Эквационное деление состоит из тех же фаз, что и митоз: профаза II, метафаза II , анафаза II (хроматиды расходятся к полюсам), телофаза II (в каждом ядре - гаплоидное число однонитевых хромосом). После окончания мейоза происходит цитокинез, в результате которого образуются четыре гаплоидные клетки с набором хромосом nc в каждой.  61) Отличие мейоза от митоза. Биологическое значение мейоза.  Биологическое значение мейоза 1.Благодаря мейозу во всех живых организмах при половом размножении поддерживается постоянство числа хромосом (кариотипа) в поколениях организмов. 2. Мейоз - мощный фактор комбинативной изменчивости. Механизмы комбинативной изменчивости: 1. Благодаря кроссинговеру происходит рекомбинация генов гомологичных хромосом (отцовской и материнской). В результате образуются качественно новые, рекомбинантные хромосомы. 2. В связи с независимым расхождением отцовских и материнских хромосом в анафазе 1 деления происходит рекомбинация на уровне целых хромосом - рекомбинация отцовских и материнских хромосом в гаметах. Благодаря такому механизму достигается большое число новых сочетаний наследственной информации. Оно может быть выражено формулой 2n , где n – число хромосом в гаплоидном наборе. Например, у дрозофилы n = 4 и количество типов гамет, обеспечиваемое комбинацией родительских хромосом в них, равно 24 = 16. У человека n = 23, и разнообразие гамет, обусловленное этим механизмом, соответствует 223, или 8 388 608. 3. Независимое сочетание хромосом в зиготе при оплодотворении. 62) Способы размножения организмов. У одноклеточных эукариот различают следующие способы бесполого размножения: 1. Простое деление на два (бинарное деление). Оно характерно для амеб, жгутиковых простейших, водорослей и др. При этом происходит митотическое деление ядра, затем цитокинез. Дочерние клетки получают равное количество наследственной информации. Органоиды обычно распределяются равномерно. После деления дочерние особи растут и, достигнув величины материнского организма, вновь делятся. 2. Множественное деление (шизогония, эндогония). Характерна для представителей класса Споровики (например, малярийного плазмодия и токсоплазмы). При этом происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем вся цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядер. Из одной клетки образуются много дочерних 3. Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро, образовавшееся в результате митоза. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Эта форма размножения встречается у бактерий, дрожжевых грибов, сосущих инфузорий. 4. Спорогония характерна также для предс тавителей класса Споровики (например, малярийного плазмодия). В результате копуляции (слияния гамет) образуется зигота, которая затем покрывается плотной оболочкой и называется ооцистой. Внутри ооцисты происходит спорогония с образованием дочерних клеток – спорозоитов Формы бесполого размножения многоклеточных организмов: 1.Вегетативное размножение. В основном распространено у растений. Новый организм образуется из части материнского растения (размножение отводками, отростками, делением куста, черенками и т. п.) Образование почек, стеблевых и корневых клубней, луковиц. 2. Упорядоченное деление. Радиально-симметричное (медузы), поперечное (кольчатые черви). 3. Почкование. Потомок формируется первоначально как вырост на теле родителя (губки, гидра, кишечнополостные). У губок и гидры за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). В почку входят клетки экто- и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и она отделяется от материнской особи. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из которых восстанавливаются недостающие органы. У некоторых кишечнополостных в жизненном цикле встречается размножение стробиляцией. При этом материнский организм интенсивно растет, а затем поперечными перетяжками делится на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи – медузы отрываются и начинают самостоятельно жить. 4. Спорообразование присуще всем споровым растениям – водорослям, мхам, папоротникообразным, а также грибам и лишайникам. 5. Полиэмбриония. Является особой формой вегетативного размножения. В этом случае зародыш (эмбрион) делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельную особь (например, рождение однояйцевых близнецов у человека – в результате одного оплодотворения появляется 2 или более организмов). 63) Основные формы бесполого размножения: деление на два (митоз), множественное деление (шизогония), почкование, фрагментация, спорообразование, вегетативное размножение, полиэмбриония). У одноклеточных эукариот различают следующие способы бесполого размножения: 1. Простое деление на два (бинарное деление). Оно характерно для амеб, жгутиковых простейших, водорослей и др. При этом происходит митотическое деление ядра, затем цитокинез. Дочерние клетки получают равное количество наследственной информации. Органоиды обычно распределяются равномерно. После деления дочерние особи растут и, достигнув величины материнского организма, вновь делятся. 2. Множественное деление (шизогония, эндогония). Характерна для представителей класса Споровики (например, малярийного плазмодия и токсоплазмы). При этом происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем вся цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядер. Из одной клетки образуются много дочерних 3. Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро, образовавшееся в результате митоза. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее. Эта форма размножения встречается у бактерий, дрожжевых грибов, сосущих инфузорий. 4. Спорогония характерна также для предс тавителей класса Споровики (например, малярийного плазмодия). В результате копуляции (слияния гамет) образуется зигота, которая затем покрывается плотной оболочкой и называется ооцистой. Внутри ооцисты происходит спорогония с образованием дочерних клеток – спорозоитов Формы бесполого размножения многоклеточных организмов: 1.Вегетативное размножение. В основном распространено у растений. Новый организм образуется из части материнского растения (размножение отводками, отростками, делением куста, черенками и т. п.) Образование почек, стеблевых и корневых клубней, луковиц. 2. Упорядоченное деление. Радиально-симметричное (медузы), поперечное (кольчатые черви). 3. Почкование. Потомок формируется первоначально как вырост на теле родителя (губки, гидра, кишечнополостные). У губок и гидры за счет размножения группы клеток на теле образуются выпячивания (почки). В почку входят клетки экто- и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и она отделяется от материнской особи. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из которых восстанавливаются недостающие органы. У некоторых кишечнополостных в жизненном цикле встречается размножение стробиляцией. При этом материнский организм интенсивно растет, а затем поперечными перетяжками делится на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи – медузы отрываются и начинают самостоятельно жить. 4. Спорообразование присуще всем споровым растениям – водорослям, мхам, папоротникообразным, а также грибам и лишайникам. 5. Полиэмбриония. Является особой формой вегетативного размножения. В этом случае зародыш (эмбрион) делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельную особь (например, рождение однояйцевых близнецов у человека – в результате одного оплодотворения появляется 2 или более организмов). 64) Основные формы полового размножения у одноклеточных организмов (конъюгация, копуляция) и у многоклеточных организмов (без оплодотворения (партеногенез) и с оплодотворением). Конъюгация – это половой процесс, заключающийся во временном объединении двух особей и обмене частями их ядерного аппарата, а также небольшим количеством цитоплазмы. Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях. В ходе конъюгации макронуклеус каждой инфузории разрушается, а микронуклеус делится мейозом, после чего три ядра разрушаются, а четвертое делится митозом, в результате чего образуются два гаплоидных ядра. Одно из них (стационарное) остается в теле материнской клетки, второе (миграционное) по цитоплазматическому мостику переходит в тело партнера, после чего происходит слияние обменявшихся ядер с оставшимися и образуется синкарион с диплоидным набором хромосом. Затем инфузории расходятся, синкарион каждой особи делится, и образуются макро- и микронуклеусы. Конъюгация инфузорий – половой процесс без размножения, приводящий к комбинативной изменчивости.  Копуляция – это половой процесс у одноклеточных организмов, при котором две особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаплоидные гаметы в результате размножения мейозом. Далее происходит попарное слияние гамет разных особей с образованием диплоидной зиготы. В процессе эволюции степень различия гамет нарастает. В зависимости от размеров и подвижности сливающихся гамет различают виды копуляции: a) изогамия – различия между гаметами отсутствуют: копулирующие гаметы подвижные и имеют одинаковые размеры (раковинная корненожка полистомелла); b) анизогамия(гетерогамия) – сливаются гаметы разного размера (макрогамета и микрогамета, но подвижные (колониальные жгутиконосцы); c) овогамия(Оогомия) – сливаются неподвижная макрогамета и подвижная микрогамета (вольвокс).(яйцеклетка и сперматозоид.)   Партеногенез (от греч. parthenos – девстенница, genos – рождение) – развитие из неоплодотворенных яиц, позволяющее особи производить потомком без оплодотворения. Различают естественный и искусственный партеногенез. В случае естественного партеногенеза развитие идет на основе цитоплазмы и пронуклеуса яйцеклетки (растения, черви, насекомые, ракообразные). Особи, формирующиеся из яйцеклетки, имеют либо гаплоидный, либо диплоидный набор хромосом, так как чаще всего в начале дробления срабатывает один их механизмов удвоения числа хромосом. В одних случаях в ходе мейоза выпадает стадия редукции числа хромосом и яйцеклетка получается с диплоидным пронуклеусом. В других случаях диплоидизация происходит во время первого деления дробления, при котором не происходит цитотомии. У пчел, муравьев встречается факультативный партеногенез. У пчел он используется как механизм генотипического определения пола: женские особи (рабочие пчелы и царицы) развиваются из оплодотворенных яйцеклеток, а мужские (трутни) – партеногенетически. Таким образом регулируется численное соотношение полов. Облигатный (лат. obligato – обязательство) партеногенез, например, наблюдается у кавказской скальной ящерицы. Он обеспечивает рост численности особей в условиях, затрудняющих встречу партнеров противоположного пола. Партеногенез может быть у птиц. У одной из пород индеек некоторые яйца развиваются партеногенетически, из них появляются только самцы. У многих видов партеногенез происходит циклически. У тлей, дафний в летнее время существуют только самки, размножающиеся партеногенетически, а осенью имеет место размножение с оплодотворением. Такое чередование форм размножения связано с большой гибелью особей. Искусственный партеногенез обнаружен в 1886 году А.А. Тихомировым. Большой вклад внесли Б.Л. Астауров, В.А. Струнников. В естественных условиях функцию активации яйцеклетки выполняет сперматозоид после проникновения в яйцеклетку. В эксперименте активация может быть вызвана различными воздействиями: химическим, механическим, электрическим, термическим и т.д. Эти факторы изменяют метаболизм яйцеклетки и активируют ее. На тутовом шелкопряде было показано, что с помощью искусственного партеногенеза можно регулировать соотношение мужского и женского пола в популяции, получая большой экономический эффект. Естественный партеногенез чаще всего случается при незавершенном оплодотворении, т.е. в тех случаях, когда имела место активация яйцеклетки, но ядро сперматозоида не участвовало в оплодотворении. В активированных яйцах используется информация только женского пронуклеуса. Такой вид партеногенеза называется гиногенезом. При искусственном партеногенезе можно удалить женский пронуклеус, и тогда развитие осуществиться только за счет мужских пронуклеусов. Это андрогенез. В специальных опытах на морских ежах было установлено, что потомки наследуют либо только признаки матери при гиногенезе, либо только признаки отца – при андрогенезе. Это указывает на то, что наследственные свойства особи определяются в основном ядром, а не цитоплазмой. Гаметогенез – процесс формирования половых клеток: мужских – сперматогенез, женских - овогенез. СМ НИЖЕ 65) Биологическое значение полового размножения. Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особи и сопровождается половым процессом. При котором происходит слияние двух половых клеток (гамет). У новых осбей сочетаются признаки двух родителей. Образующиеся потомки отличаются генетически друг от друга. Это приводит к появлению новых комбинаций ген материала. С точки зрения эволюционного процесса, половое размножение имеет преимущество по сравнению с бесполым размножением, так как может сделать новый организм более адаптированным к изменяющимся условиям среды. Однако у полового размножения отмечены недостатки: - участие двух особей(кроме партеногенеза) -больший промежуток времени . чем при вегетативном размножении,необходимый для полного формирования организма. 66) Сперматогенез. Сперматогенез происходит в мужских половых железах – семенниках. Семенник состоит из многочисленных канальцев. На поперечном разрезе через каналец видно, что его стенка состоит из нескольких слоев клеток, которые представляют собой последовательные стадии развития сперматозоида. Наружный слой – сперматогонии. Сперматогонии развиваются из первичных половых клеток, образующих семенники на ранних стадиях эмбрионального развития. Когда организм достигает периода половой зрелости (у мальчиков – в возрасте 13-16 лет) сперматогонии начинают быстро делиться путем митоза. Это период размножения (I) сперматогониев, который продолжается на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Часть сперматогониев перемещается в следующую зону – зону роста, расположенную ближе к просвету семенного канальца. В период роста (II) происходит увеличение объема цитоплазмы и клеточных размеров. Важным событием этого периода является репликация ДНК и удвоение хромосом (набор хромосом 2n4c) – сперматоциты I порядка. Следующий период – период созревания (III). Основным событием этого периода является мейоз, включающих два последовательных деления (редукционное и эквационное). В результате редукционного деления образуются сперматоциты II порядка (набор n2c), затем – сперматиды (хромосомный набор nc). Сперматиды – клетки с гаплоидным набором хромосом. Процесс сперматогенеза завершается периодом формирования (IV). Сперматиды перемещаются ближе к просвету семенного канальца, меняется их форма, формируются зрелые сперматозоиды – клетки, способные к передвижению, которые выходят в просвет канальца. Таким образом, сперматогенез включает 4 периода: размножение, рост, созревание и формирование. Из одного сперматогония образуется 4 зрелых сперматозоида.  67) Овогенез. Понятие о менструальном цикле. Овогенез. Процесс развития женских половых клеток (яйцеклеток) называется овогенезом. Овогенез происходит в женских половых органах – яичниках Периоды развития яйцеклеток сопоставимы с периодами сперматогенеза. Овогонии развиваются из первичных половых клеток, мигрирующих в яичник на ранней стадии эмбриогенеза. Период размножения (I) овогоний у млекопитающих и человека заканчивается еще до рождения. Сформировавшиеся к этому времени овоциты I порядка (2n4c) находятся в специальных пузырьках – фолликулах и сохраняются в яичнике без изменения многие годы. С наступлением половой зрелости (12-15 лет для девочек) один раз в 28-32 дня один из фолликулов начинает расти, овоцит увеличивается в размерах – это период роста (II), окружается фолликулярными клетками, обеспечивающими его питание. Наступает период созревания (III). Под влиянием женских половых гормонов овоцит I порядка проходит редукционное деление мейоза. Образуется один овоцит II порядка и одно полярное тельце. Второе мейотическое деление в яичнике проходит только до стадии метафазы II. На этой стадии фолликул находится на поверхности яичника, происходит овуляция – выход овоцита II порядка из фолликула в брюшную полость и затем в маточные трубы. Дальнейшее созревание овоцита не произойдет до тех пор, пока не наступит оплодотворение – слияние со сперматозоидом, который стимулирует завершение мейоза в овоците. Т.о., овогенез включает 3 периода: размножение, рост и созревание. Из одного овоцита I порядка образуется только 1 зрелая яйцеклетка и 3 полярных тельца. |