Контрольная работа по "Цитологии и генетике"

Конъюгация у эукариот это процесс обмена генами у инфузорий, водорослей (спирогиры, некоторые другие зеленые водоросли), грибов и др. Происходит обмен не только молекулой ДНК. У инфузорий целые ядра перетекают из одной особи в другую, при этом обе остаются в живых. А у водорослей перетекает все содержимое одной из клеток. Говорить о гибели не приходится, это скорее похоже на «эвакуацию» одной клетки в другую с образованием зиготы.

3. Остальные способы полового  размножения связаны со слиянием  гамет. Оно происходит при опылении  у растений и оплодотворении  у животных. Этот способ тоже  можно подразделить на группы: гермафродитизм и самооплодотворение. Последнее происходит как у  самоопыляемых растений, так и  у многих животных, особенно паразитических. В этом случае потомки будут  иметь разное сочетание признаков,  свойственных только одному «материнскому» (и отцовскому одновременно) организму  и всем его предкам.

Партеногенез и  апомиксис [править]

Партеногенез — это особый вид полового размножения, при котором новый организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки, таким образом, обмена генетической информацией не происходит, как и при бесполом размножении. Аналогичный процесс у растений называется апомиксис.

Партеногенез, являющийся половым, но однополым видом размножения, возник в процессе эволюции у раздельнополых организмов. В тех случаях, когда  какие-то виды представлены только самками (всегда или периодически), одно из главных  биологически преимуществ партеногенеза  заключается в ускорении темпа  размножения вида. 

35) 2. Мейоз. Цитологическая и цитогенетическая характеристика

Мейоз — процесс деления СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ диплоидных клеток половых желез (2n2c), приводящий к образованию гаплоидных гамет (nc). При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом. Мейоз происходит:

1. в процессе созревания гамет в гонадах у животных
2. в процессе спорообразования в спрогониях у растений

Мейоз состоит из двух быстро следующих  одно за другим БЕЗ ПЕРЕРЫВА делений. 1 деление — редукционное (мейоз 1) предшествует подготовка в виде интерфазы, а значит и удвоение ДНК. Мейоз 1 приводит к образованию из диплоидных клеток (2n2c), гаплойдных клеток (2nc), благодаря особенностям профазы 1.

2 деление — эквационное или  мейоз 2. ПЕРЕД НИМ НЕТ ПОДГОТОВКИ. Промежуток между делениями —  интеркинез, когда происходит накопление  АТФ.  УДВАЕНИЕ ДНК НЕТ! В  результате содержание генетического  материала в фромосомах образовавшихся  клеток будет соотвтествовать  их однонитчатой структуре (nc). Каждое деление формируется на базе митоза и включает аналогичные фазы (ПМАТ). Мейоз — видоизмененный митоз. В процессе мейоза происходят три рекомбинации наследственного материала: профаза 1, анафаза 1 и анафаза 2.

Мейоз 1. Профаза 1 (2n4c) — самая продолжительная. Включает 5 стадий. В результате формируются БИВАЛЕНТЫ, пары гомологичных хромосом. Каждый бивалент состоит из 4 хромотид (тетрад), Включая 4 молекулы ДНК. В результате конъюгации (зигонема) хромосомы обмениваются участками.  Метафаза 1 (2n4c) — БИВАЛЕНТЫ выстраиваются на экваторе. Анафаза 1 (n2c). Происходит расхождение бивалентов. Происходит 2 рекомбинация, которая приводит к случайному сочетанию генетического материала. Телофаза 1(n2c) . Формируются две гоплойдные клетки содержащие в хромосоме лишние хроматиды. Интеркинез (Накопление АТФ). Метафаза 2. Все как в митозе. На экваторе хроматиды. Профаза 2. (n2c). Хроматиды в клубке, очень короткая. Анафаза 2 (nc) — происходит расхождение хроматид и 3 рекомбинация. Телофаза 2 (nc). Формирование 4 клеток с гаплойдным набором хромосом.

Рекомбинация — процесс обмена генетическим материалом путем разрыва и соединения разных молекул. Рекомбинация происходит при репарации двунитевых разрывов в ДНК и для продолжения репликации в случае остановки репликационной вилки у эукариот, бактерий и архей. У вирусов возможна рекомбинация между молекулами РНК их геномов.

Рекомбинация у эукариот обычно происходит в ходе кроссинговера в процессе мейоза, в частности, при формированиисперматозоидов и яйцеклеток у животных. Рекомбинация, наряду с репликацией ДНК, транскрипцией РНК и трансляциейбелков, относится к фундаментальным, рано возникшим в процессе эволюции, процессам.

36) Мейоз. Цитологическая и цитогенетическая характеристика. Биологическое значение. Сущность. 
 
Период созревания, или мейоз – сущность мейоза состоит в том, что каждая половая клетка получает одинарный — гаплоидный набор хромосом. Вместе с тем, мейоз — это стадия, во время которой создаются новые комбинации генов путем сочетания разных материнских и отцовских хромосом. Перекомбинирование наследственных задатков возникает, кроме того, и в результате обмена участками между гомологичными хромосомами, происходящего в мейозе. Мейоз включает два последовательных, следующих друг за другом практически без перерыва, деления. Как и при митозе, в каждом мейотическом делении выделяют четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу. Второе мейотическое деление – сущность периода созревания состоит в том, что в половых клетках путем двукратного мейотиче-ского деления количество хромосом уменьшается вдвое, а количество ДНК — вчетверо. Биологический смысл второго мейотического деления заключается в том, что количество ДНК приводится в соответствие хромосомному набору. У особей мужского пола все четыре гаплоидные клетки, образовавшиеся в результате мейоза, в дальнейшем преобразуются в гаметы — сперматозоиды. У особей женского пола вследствие неравномерного мейоза лишь из одной клетки получается жизнеспособное яйцо. Три другие дочерние клетки гораздо мельче, они превращаются в так называемые направительные, или редукционные, тельца, вскоре погибающие. Биологический смысл образования только одной яйцеклетки и гибели трех полноценных (с генетической точки зрения) направительных телец обусловлен необходимостью сохранения в одной клетке всех запасных питательных веществ, для развития, будущего зародыша.

37) В основе полового размножения многоклеточных лежит гаметическая копуляция (слияние гамет).

Гаметы  — высокодеференциированные клетки, специализированные к обеспечению  генеративной функции. Процесс формирования гамет — гаметогенез. У многоклеточных развитие гамет происходит в половых  железах — гонадах. Два типа половых  клеток: мужские сперматозоиды, развиваются  в семенниках; женские яйцеклетки развиваются в яичниках.

Строение  гамет — самостоятельно!

Гаметогенез подразделяется на 3 стадии при овогенезе  и 4 при сперматогенезе. ПЕРВЫЕ ТРИ  СТАДИИ ПО МЕХАНИЗМУ ОБРАЗОВАНИЯ  ОДИНАКОВЫ!

1 стадия — размножения (митоз). Диплоидные клетки, из которых  образуются гаметы, называются: мужские  — сперматогонии, а женские  — овогонии. В результате последовательных  МИТОЗОВ  число клеток возрастает.

Сходства (Ex. Человек) механизм образования — митоз, все клетки диплоидны, процесс начинается в эмбриональных гонадах.

Отличия: 1) по продолжительности: сперматогонии  образуется на протяжении всего периода  половой зрелости, овогонии — в  период эмбриогенеза (max до 3 лет). 2) По числу клеток: сперматогенез — образуются миллиарды клеток, овогенез — тысячи.

2 стадия — роста (интерфаза). Происходит  увеличение клеточных размеров  и превращение сперматогоний  и овогоний в сперматоциты  и овоциты 1 порядка.

Сходства: 1. механизм удвоения ДНК в гаметоцитах  при неизменном числе хромосом.2. Называются гаметоциты 1 порядка.

Отличия:  овоциты увеличиваются больше в  размерах.

Стадия 3 — созревания (мейоз). Основные события  — два последовательных деления: редукционное и эквационное. После  первого деления образуются сперматоциты и овоциты 2 порядка (n2c). А после 2 деления: сперматиды и яйцеклетка (nc).

Сходства:  механизм образования — мейоз.

Различия: 1. неравномерное распределние между  клетками в овогенезе. 2 каждый сперматоцит  первого порядка дает 4 сперматида, тогда как каждый овоцит 1 порядка  дает одну полноценную яйцеклетку и 3 редукциооных тельца, которые в  размножении не участвуют.

Роль  редукционных телец: 1. выносят избыток  генетической информации. 2. обеспечивают нормальный ход мейоза. 3. в яйцеклетке концентрируется максимальное количество желтка (питательного материала).

Стадия  формрования — только в сперматогенезе.  Сперматидам необходимо проеобрести  соответствующую форму для выполнения своей функции.

38) Полиэмбриония — способ бесполого размножения организмов, когда идет развитие более одного зародыша из одной зиготы у животных или образование нескольких зародышей в одном семени у растений.

Полово́й диморфи́зм (от др.-греч. δι- — два, μορφή — форма) — анатомическиеразличия между самцами и самками одного и того же биологического вида, исключая различия в строении половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках.

Гермафродитизм (по имени греческого бога Гермафродита (др.-греч. Ἑρμαφρόδιτος)) — одновременное или последовательное наличие у организма мужских и женских половых признаков и репродуктивных органов.

Различают естественный гермафродитизм, присущий различным видам животных и растений (однодомность) и аномальный (патологический) гермафродитизм нормально раздельнополых животных (см. Гинандроморфизм, Интерсексуальность).

Различают истинный и ложный гермафродитизм^[1]:

• Истинный (гонадный) гермафродитизм характеризуется одновременным наличием мужских и женских половых органов, наряду с этим имеются одновременно мужские и женские половые железы. Яички и яичники при истинном гермафродитизме могут быть или объединены в одну смешанную половую железу, или располагаются отдельно. Вторичные половые признаки имеют элементы обоих полов: низкий тембр голоса, смешаный (бисексуальный) тип фигуры, в той или иной мере развитые молочные железы.

Хромосомный набор (кариотип) у таких больных обычно соответствует  женскому кариотипу. В более редких случаях имеется ситуация, когда  наличествуют как клетки, содержащие женский хромосомный набор, так  и клетки, содержащие мужской хромосомный  набор (явление так называемого  мозаицизма). Истинный гермафродитизм — чрезвычайно редкое заболевание (в мировой литературе описано всего около 150 случаев).

• Ложный гермафродитизм (псевдогермафродитизм) имеет место, когда налицо противоречие между внутренними (хромосомными и гонадными) и внешними (строение половых органов) признаками пола (бисексуальное развитие), т.е.половые железы сформированы правильно по мужскому или женскому типу, но наружные половые органы имеют признаки двуполости.

39) В биологическом аспекте нормальный репродуктивный период (от 15 до 49 лет) характеризуется ритмичным созреванием яйцеклеток и активной гормональной функции системы гипоталамус, гипофиз - яичники.

перматозоид мужчины имеет  типичное строение и состоит из головки, средней части и хвоста.

Головка сперматозоида человека имеет форму эллипсоида, сжатого с боков, с одной из сторон имеется небольшая ямка, поэтому иногда говорят о «ложковидной» форме головки сперматозоида у человека. В головке сперматозоида располагаются следующие клеточные структуры:ядро, центросома, акросома

Позади головки располагается  так называемая «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 располагаетсямитохондрион — 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 её. Хвост — орган движения сперматозоида. Его строение типично для клеточных жгутиков эукариот.

Яйцеклетка (науч. ооцит, реже. овоцит) — женская гамета животных, высших растений, а также многих водорослей и других протистов, которым свойственнаоогамия. Как правило, яйцеклетки — гаплоидные клетки, но могут иметь другуюплоидность у полиплоидных организмов.

По количеству желтка в яйцеклетке она может быть алецитальной, т. е. содержащей ничтожно малое количество желтка, поли-, мезо- или олиголецитальной. Человеческая яйцеклетка относится  к алецитальным. Это обусловлено  тем, что человеческий зародыш очень  быстро переходит от гистиотрофного типа питания к гематотрофному. Также  человеческая яйцеклетка по распределению  желтка является изолецитальной: при  ничтожно малом количестве желтка он равномерно располагается в клетке, поэтому ядро оказывается примерно в центре.

Яйцеклетка имеет  оболочки, которые выполняют защитные функции, препятствуют проникновению  в яйцеклетку более одного сперматозоида, способствуют имплантации зародыша в стенку матки и определяют первичную  форму зародыша.

Яйцеклетка обычно имеет шарообразную или слегка вытянутую  форму, содержит набор тех типичных органелл, что и любая клетка. Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена плазматической мембраной, но снаружи она окружена блестящей  оболочкой, состоящей из мукополисахаридов (получила свое название за оптические свойства). Блестящая оболочка покрыта  лучистым венцом, или фолликулярной  оболочкой, которая представляет собой  микроворсинки фолликулярных клеток. Она играет защитную роль, питает яйцеклетку.

Яйцеклетка лишена аппарата активного движения. За 4—7 суток она проходит по яйцеводу до полости матки расстояние, которое  примерно составляет 10 см. Для яйцеклетки характерна плазматическая сегрегация. Это означает, что после оплодотворения в еще не дробящемся яйце происходит такое равномерное распределение цитоплазмы, что в дальнейшем клетки зачатков будущих тканей получают ее в определенном закономерном количестве.