Шпаргалка по дисциплине "Биология"

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

14. Мейоз: цитологическая  и цитогенетическая характеристика.

 

МЕЙОЗ (период созревания), этап в образовании половых клеток; состоит из двух последовательных делений исходной диплоидной клетки (содержат два набора хромосом – 2n) и формирования четырёх гаплоидных половых клеток, или гамет (содержат по одному набору хромосом – n). Уменьшение (редукция) числа хромосом (2nn) происходит за счёт того, что на два деления приходится лишь одно удвоение (репликация) хромосомного материала. При оплодотворении гаплоидные гаметы – яйцеклетка и сперматозоид – сливаются и диплоидное число хромосом, характерное для каждого вида, восстанавливается (n + n2n).  
 
В главных чертах мейоз протекает сходно у разных групп организмов и у особей женского и мужского пола. Два следующих друг за другом деления первичной половой клетки обозначаются как мейоз I и мейоз II. Подобно делению соматических клеток – митозу, и мейоз I, и мейоз II состоят из четырёх основных стадий – профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Вступающая в мейоз клетка диплоидна, а каждая хромосома содержит удвоенное количество ДНК.

профаза I: (у человека она занимает 22,5 сут). На этой стадии гомологичные хромосомы соединяются (конъюгируют) в пары – биваленты. В каждой хромосоме бивалента различимы в микроскопе две продольные половины – хроматиды, т. е. бивалент представляет собой четвёрку хроматид. В профазе I происходит генетически значимое событие – обмен гомологичными участками несестринских хроматид, или кроссинговер.

анафаза I: биваленты разъединяются и гомологичные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки, причем каждая хромосома сохраняет две хроматиды. В результате число хромосом уменьшилось вдвое, но удвоенным остаётся и количество ДНК, представленное двумя хроматидами. Важная особенность расхождения хромосом заключается в том, что любая, отцовская или материнская, хромосома из гомологичной пары может отойти к любому из полюсов

хромосомы других пар. Это означает, что число возможных сочетаний хромосом в дочерних клетках обычно очень велико: 2n, где n – число хромосомных пар (у человека – 223). Так происходит ещё одно перемешивание родительского генетического материала – рекомбинация хромосом.  
 
После мейоза I обычно сразу или после короткой интерфазы, во время которой удвоение хромосом не происходит, следует мейоз II. Это деление аналогично митозу с той разницей, что делятся гаплоидные клетки.

анафаза II: сестринские хроматиды разделяются и, став хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом и количество ДНК приходят в соответствие, и мейоз II завершается образованием четырёх гаплоидных гамет, каждая из которых несёт уникальный генетический материал. У самок, однако, лишь одна из четырёх гамет – яйцеклетка, способная к оплодотворению.  
 
Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т. е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т. е. в обеспечении генотипической изменчивости.

 

 

15. Характеристика  сперматогенеза. Строение сперматазоида.

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) — подразделяется на ряд стадий.

В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи.

Сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2с до 5-периода и 2n4с после него.

На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских половых клеток в сперматоциты I порядка. Важным событием этого периода является редупликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула сперматоцитов I порядка приобретает вид 2п4с.

Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное,— которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты II порядка (формула п2с), а после второго — сперматиды.

В результате делений на стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды.

Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого в виде спирального чехлика концентрируются митохондрии. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так что головка зрелого сперматозоида практически ее лишена.

За счет генетического разнообразия половое размножение создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественно отбора.

Строение сперматозоида.

Сперматозоид человека — это специализированная клетка, строение которой позволяет ей выполнить свою функцию: преодолеть половые пути женщины и проникнуть в яйцеклетку, чтобы внести в нее генетический материал мужчины.

В организме человека сперматозоид является самой маленькой клеткой тела (если учитывать только саму головку без хвостика). Общая длина сперматозоида у человека равна приблизительно 55 мкм.

Сперматозоид состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка. В головке сперматозоида располагаются:

1) Ядро, несущее одинарный  набор хромосом. Ядро сперматозоида  значительно мельче ядер других  клеток.

2) Акросома — видоизмененная  лизосома — мембранный пузырек, несущий ферменты — вещества, растворяющие оболочку яйцеклетки. Акросома занимает около половины  объема головки и по своему  размеру приблизительно равна ядру.

3) Центросома — центр  организации микротрубочек, обеспечивает  движение хвоста сперматозоида.

Позади головки располагается «средняя часть» сперматозоида. От головки среднюю часть отделяет небольшое сужение — «шейка». Позади средней части располагается хвост. Через всю среднюю часть сперматозоида проходит цитоскелет жгутика, который состоит из микротрубочек. В средней части вокруг цитоскелета жгутика располагается митохондрион — гигантская митохондрия сперматозоида. Митохондрион имеет спиральную форму и как бы обвивает цитоскелет жгутика. Митохондрион выполняет функцию синтеза АТФ и тем самым обеспечивает движение жгутика.

Хвост, или жгутик, расположен за средней частью. Он тоньше средней части и значительно длиннее ее. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

 

16. Характеристика  овогенеза. Строение и типы яйцеклеток  у животных и человека.

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) — подразделяется на ряд стадий.

В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Размножение овогоний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза.

Овогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2с до 5-периода и 2n4с после него.

На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение женских половых клеток в овоциты I порядка. Важным событием этого периода является редупликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула овоцитов I порядка приобретает вид 2п4с.

Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное,— которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются овоциты II порядка (формула п2с), а после второго — зрелая яйцеклетка (пс).

В результате делений на стадии созревания каждый овоцит I порядка — одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала — желтка.

За счет генетического разнообразия половое размножение создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественно отбора.

Строение и типы яйцеклеток у животных и человека.

Яйцеклетки (овоциты, ovum – яйцо) – неподвижные, округлой формы клетки, накапливающие в цитоплазме у представителей разных классов животных различное количество питательных веществ углеводной, белковой и липидной природы, получающих общее название желтка.

Человеческая яйцеклетка имеет диаметр примерно 130 мкм.

Оболочки яйцеклеток

Первичные — производные цитоплазматической мембраны. В частности, у млекопитающих эта оболочка называется блестящей.

Вторичные (хорион) — продукт выделения фолликулярных клеток.

Третичные — выделяются железами яйцевода.

Классификация яйцеклеток

По количеству желтка

• Полилецитальные — содержат большое количество желтка (членистоногие, рыбы, кроме осетровых, рептилии, птицы).
• Мезолецитальные — содержат среднее количество желтка (осетровые рыбы, амфибии).
• Олиголецитальные — содержат мало желтка (моллюски, иглокожие).
• Алецитальные — не содержат желтка (млекопитающие, человек).

По расположению желтка

• Телолецитальные — желток смещён к вегетативному полюсу яйцеклетки. Противоположный полюс называется анимальным. Сюда относятся некоторые полилецитальные (рыбы, кроме осетровых, рептилии, птицы) и все мезолецитальные яйца (осетровые рыбы, амфибии).
• Гомо (изо)- лецитальные — желток распределён равномерно. Сюда относятся олиголецитальные ядра (моллюски, иглокожие, млекопитающие). Из гомолицетальных яйцеклеток, в ходе эволюции появились алецитальные яйцеклетки — без желтка. Такие клетки характерны для человека.
• Центролецитальные — желток расположен в центре яйцеклетки. Сюда относятся некоторые полилецитальные яйца (членистоногие). Это совершенно особый тип яиц. Анимально-вегетативная полярность этих яиц не выражена. В центре яйца расположено ядро, а по периферии — ободок свободной от желтка цитоплазмы.

17. Отличие овогенеза  от сперматогенеза. Морфология семенников  и яичников.

 

1) В отличие от сперматогенеза  в овогенезе выделяют 3 стадии: стадия  размножения, роста и созревания, т.е отсуствуетстадия постмейотического формирования, которая характерна для сперматогенеза.

2) Стадия размножения  происходит в период эмбриогенеза  на 4-7 месяцу и заканчивается образрванием  овоцита 1 порядка на стадии диплотены  профазы мейоза 1., который пойдет  в стадию большого роста после  периода полового созревания,к когда начнут действовать гонадотропные гормоны гипоталамуса.

3) Неравноценность продуктов  митоза. Из одного овоцита 1 порядка  образуется 1 яйцеклетка, а при сперматогенезе  из 1 сперматогонии образуется 4 сперматозоида.

4)Низкая продуктивность  овогенеза. У женщин в месяц  созревает только одна яйцеклетка, а у мужчин миллионы сперматозоидов.

5) Яйцеклетка в точном  смысле этого слова(т.е. женская половая клетка с гаплоидным набором по ДНК)на самом деле не образуется и никогда не существует. Овоцит 2 порядка после оплодотворения и окончания мейоза сразу превращается в зиготу, в то время как сперматозоид существует с гаплоидным набором хромосом.

 

Семенник подвешен на семенном канатике и сращен с придатком семенник, являющимся частью отводящих путей. Семенник имеет яйцевидную форму, снаружи покрыт серозной оболочкой, под которой расположена плотная соединительнотканная оболочка. На семеннике различают головчатый и хвостатый концы, придатковый и свободный края, латеральную и медиальную поверхности. На головчатом конце располагается головка придатка семенника. Сюда вступают сосуды и нервы, участвующие в образовании семенного канатика. Хвостовой конец несёт на себе хвост придатка, из которого выходит семяпровод.

 

Яичник представляет собой прилежащее к боковой стенке малого таза овальное образование, подвешенное к широкой связке матки складкой брюшины — брыжейкой. Большая часть яичников не покрыта брюшиной. Средние размеры яичников у женщины детородного возраста: длина 30- 40 мм, ширина — 20-25 мм, толщина 10-15 мм; масса около 5 г. Яичник имеет два придатка: околояичниковый и надъяичниковый. Они состоят из тонких канальцев. Яичник окружен тонкой капсулой (белочной оболочкой). Под капсулой расположены корковый (наружный) и мозговой (внутренний) слои. Мозговой слой яичников состоит из соединительной ткани, содержащей сосуды и нервы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

18. Характеристика основных этапов оплодотворения. Биологическое значение оплодотворения. Половой диморфизм.

 

ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ

Различия признаков муж. и жен. особей раздельнополых видов; частный случай полиморфизма. Возникновение П. д. связано с действием полового отбора. У многоклеточных животных П. д. полностью развивается к периоду половой зрелости и связан гл. обр. с различиями в строении половых органов, а также с различием вторичных половых признаков. Различают постоянный и сезонный П. д.