Контрольная работа по "Цитологии и генетике"

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.  

 

Фаза  цикла	Физиологическая характеристика	Физическая  работоспособность
Менструальная	Происходит отторжение слизистой оболочки матки и ее выход вместе с кровью и погибшей яйцеклеткой.  Уровень женских половых гормонов низкий.	Низкая
Постменстуальная (соответствует  предовуляторной)	Происходит созревание фолликула в яичнике. Слизистая  матки разрастается.  Уровень эстрогенов высокий.	Высокая
Овуляторная	Происходит разрыв созревшего фолликула и выход  из нее яйцеклетки (овуляция).  Уровень эстрогенов невысокий, уровень прогестерона низкий.	Низкая
Постовуляторная	Остатки фолликула  превращаются в желтое тело, которое  начинает выделять прогестерон.  Уровень эстрогенов низкий, уровень прогестерона высокий.	Высокая
Предменструальная	Желтое тело подвергается обратному развитию (дегенерации).  Уровень эстрогенов и прогестерона низкий.	Низкая

Экстракорпоральное  оплодотворение (от лат. extra — снаружи, вне и лат. corpus — тело, то есть оплодотворение вне тела, сокр. ЭКО́) — вспомогательная репродуктивная технология, используемая в случае бесплодия. Синонимы: «оплодотворение в пробирке», «оплодотворение in vitro», «искусственное оплодотворение», в английском языке обозначается аббревиатурой IVF (in vitro fertilisation).

Во время ЭКО яйцеклетку извлекают из организма женщины и оплодотворяют искусственно в условиях «in vitro» («в пробирке»), полученный эмбрион содержат в условиях инкубатора, где он развивается в течение 2—5 дней, после чего эмбрион переносят в полость матки для дальнейшего развития.

40) Генетика—- наука о наследственности и изменчивости живых организмов и методах управления ими. В ее основу легли закономерности наследственности, установленные выдающимся чешским ученым Грегором Менделем (1822—1884) при скрещивании различных сортов гороха.

Задачи генетики вытекают из установленных общих закономерностей наследственности и изменчивости. К этим задачам относятся исследования: 1) механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм к дочерним; 2) механизма реализации этой информации в виде признаков и свойств организмов в процессе их индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды; 3) типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ; 4) взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих факторов эволюции органического мира.

При изучении наследственности и изменчивости на разных уровнях  организации живой материи (молекулярный, клеточный,

организменный, популяционный) в генетике используют разнообразные  методы современной биологии: гибридологический, цитогенетический, биохимический, генеалогический, близнецовый, мутационный и др. Однако среди множества методов изучения закономерностей наследственности центральное место принадлежит гибридологическому методу. Суть его заключается в гибридизации (скрещивании) организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам, с последующим анализом потомства. Этот метод позволяет анализировать закономерности наследования и изменчивости отдельных признаков и свойств организма при половом размножении, а также изменчивость генов и их комбинирование.

Этот этап (с 1900 г. ~ до 1912 г.) – период триумфального  шествия менделизма, утверждения  открытых Менделем законов наследственности гибридологическими опытами, проведенными в разных странах на высших растениях  и животных (лабораторных грызунах, курах, бабочках и др.), в результате чего выяснилось, что законы эти имеют универсальный характер. В течение немногих лет генетика оформилась как самостоятельная биологическая дисциплина и получила широкое признание.         

 Главной отличительной  чертой второго этапа истории  генетики (~ 1912 до 1925 г.) было создание  и утверждение хромосомной теории  наследственности. Ведущую роль  в этом сыграли экспериментальные  работы американского генетика  Т.Моргана (1861-1945) и трёх его  учеников – А.Стертеванта, К.Бриджеса, Г.Меллера, проведённые на плодовой  мушке дрозофиле , которая благодаря  ряду своих свойств (удобству  содержания в лаборатории, быстроте  размножения, высокой плодовитости, малому числу хромосом) стала  с тех пор излюбленным объектом  генетических исследований.

Третий этап истории генетики (~ 1925 – 1940 г.) ознаменован в первую очередь открытием возможности  искусственно вызвать мутации. До тех  пор существовала ошибочная концепция, что мутации возникают в организме  самопроизвольно, под влиянием каких-то чисто внутренних причин.

Наиболее характерными чертами  четвёртого этапа истории генетики (1940-1955) было развитие работ по генетике физиологических и биохимических  признаков и вовлечение в круг генетического эксперимента микроорганизмов  и вирусов, что повысило разрешающую  способность генетического анализа. Изучение биохимических процессов, лежащих в основе формирования наследственных признаков разных  организмов, пролило свет на то, как действуют гены и, в частности, привело к важному обобщению, сделанному американскими генетиками Дж. Бидлом и Э.Тэтумом, согласно которого всякий ген определяет синтез в организме одного фермента (эта формула: «один ген – один фермент»  впоследствии: «один ген – один белок»).

ля последнего современного этапа  истории генетики, начавшегося приблизительно в середине 1950-х г., наиболее характерно исследование генетических явлений  на молекулярном уровне благодаря внедрению  в генетику новых химических, физических, математических подходов и методов, совершенных приборов и сложных  реактивов.

Социа́льный дарвини́зм (социа́л-дарвини́зм) — социологическая теория, согласно которой закономерности естественного отбора и борьбы за существование, выявленные Чарлзом Дарвином в природе, распространяются на отношения в человеческом обществе.

Одним из известных критиков социал-дарвинизма был Пётр Кропоткин. В своей работе «Взаимопомощь как фактор эволюции»(1902) ^[3] он приводит доводы, что в живой природе и в человеческом обществе кооперация и взаимопомощь являются более естественным явлением, чем конкуренция в борьбе за выживание.

41) Уровни организации наследственного материала: геномный, хромосомный и генный. Геномный уровень организации наследственного материала определяется свойствами генома и кариотипа.  Характерно поддержание постоянства кариотипа в ряду поколений. Это обеспечивается процессами митотического цикла. Хромосомный уровень у прокариот его нет, у эукариот — связан с большим объемом по сравнению с прокариотической клеткой.  Распределение основной массы генетического материала в хромосомах обеспечивает упорядоченность его пространственной организации по группа сцепления. Генный уровень.

Строение  генетического материала у про- и эукариот.

Сходства: по химической организации наследственного  материала принципиально не отличаются.  а) генетический мат представлен  ДНК; б) принцип записи генетической информации — генетический код; в) одни и те же аминокислоты шифруются одинаковыми  кодонами; г) одинаково использование  наследственной информации (транскрипции в иРНК, затем трансляции на рибосомах  в пептиде).

Различия:

прокариоты: 1) наследственный материал содержится в основном в кольцевой молекуле ДНК. 2) эта ДНК находится в цитоплазме, там же где тРНК и ферменты. 3) гены прокариот состоят почти целиком  из кодирующих нуклеотидных последовательностей, каждый момент времени транскрибируется около 95% ДНК.

эукариоты: 1) гены эукариот сост из экзонов и  интронов, интроны удаляются из первично транскрибируемой РНК, транскрибируется от 1 до 10% ДНК; 2) наследственный материал расположен в хромосомах 3) хромосомы  отделелны от цитоплазмы ядерной  оболочкой 4) аппарат для синтеза  белков, рибосомы, тРНК, А/к находятся  в цитоплазме клетки.

Различают следующие  уровни структурно-функциональной организации  наследственного материала: генный, хромосомный, геномный.            

Элементарной структурой ГЕННОГО уровня организации служит ген. На этом уровне изучается структура  молекулы ДНК, биосинтез белка и  др. благодаря относительной независимости  генов возможно дискретное (раздельное) и независимое наследование (3 закон  Менделя) и изменение (мутации) отдельных  признаков.            

Гены клеток эукариот распределены по хромосомам, образуя  ХРОМОСОМНЫЙ уровень организации  наследственного материала. Этот уровень  организации служит необходимым  условием сцепления генов и перераспределения  генов родителей у потомков при  половом размножении (кроссинговер).             

Вся совокупность генов  организма в функциональном отношении  ведет себя как целое и образуя  единую систему, называемую ГЕНОМОМ. Один и тот же ген в разных генотипах  может проявлять себя по-разному. Геномный уровень организации объясняет  взаимодействие генов как в одной, так и в разных хромосомах.

Для прокариот  характерна относительно простая структура  генов. Так, структурный ген бактерии, фага или вируса, как правило, контролирует одну ферментативную реакцию. Специфичным  для прокариот является оперонная  система организации нескольких генов. Гены одного оперона (участка  генетического материала, состоящего из 1, 2 и более сцепленных структурных  генов, которые кодируют белки (ферменты), осуществляющие последовательные этапы  биосинтеза какого-либо метаболита; в  оперон эукариот входит, как правило, 1 структурный ген; оперон содержит регуляторные элементы) расположены  в кольцевой хромосоме бактерии рядом и контролируют ферменты, осуществляющие последовательные или близкие реакции  синтеза (лактозный, гистидиновый и  др. опероны).

Эукариотические гены, в отличие от бактериальных, имеют прерывистое мозаичное  строение. Кодирующие последовательности (экзоны) перемежаются с некодирующими (интронами). Экзон [от англ. ex(pressi)on - выражение, выразительность] - участок гена, несущий  информацию о первичной структуре  белка. В гене экзоны разделены некодирующими  участками - интронами. Интрон (от лат. inter - между) - участок гена, не несущий  информацию о первичной структуре  белка и расположенный между  кодирующими участками - экзонами. В  результате структурные гены эукариот имеют более длинную нуклеотидную последовательность, чем соответствующая  зрелая иРНК, последовательность нуклеотидов  в которой соответствует экзонам. В процессе транскрипции информация о гене списывается с ДНК на промежуточную иРНК, состоящую из экзонов и интронов. Затем специфические  ферменты - рестриктазы - разрезают  эту про-иРНК по границам экзон-интрон, после чего экзонные участки ферментативно  соединяются вместе, образуя зрелую иРНК (так называемый сплайсинг). Количество интронов может варьировать в  разных генах от нуля до многих десятков, а длина - от нескольких пар оснований  до нескольких тысяч.

42) Ген (др.-греч. γένος — род) — структурная и функциональная единицанаследственности живых организмов. Ген представляет собой участокДНК, задающий последовательность определённого полипептида либо функциональной РНК. Гены (точнее, аллели генов) определяют наследственные признаки организмов, передающиеся от родителейпотомству при размножении. При этом некоторые органеллы(митохондрии, пластиды) имеют собственную, определяющую их признаки, ДНК, не входящую в геном организма.

• Что означает понятие «дискретность гена»?

Ответ. Это значит, что ген в своем действии обособлен, не зависим от других генов.

one gene - one enzyme theory - теория “один ген - один фермент”.

Концепция, согласно которой одним геном  может кодироваться только один фермент; более строго это соотношение  отражено в теории “один ген - один полипептид”, т.к. один фермент может  быть гетерополимером и включать полипептидные цепи, кодируемые разными  генами.

Центральная догма молекулярной биологии — обобщающее наблюдаемое в природе правило реализации генетической информации: информация передаётся от нуклеиновых кислот к белку, но не в обратном направлении.

Принципиальная  схема реализации генетической информации у про- и эукариот. 
ПРОКАРИОТЫ. У прокариот синтез белка рибосомой (трансляция) пространственно не отделён от транскрипции и может происходить ещё до завершения синтеза мРНК РНК-полимеразой. Прокариотические мРНК часто полицистронные, то есть содержат несколько независимых генов. 
ЭУКАРИОТЫ. мРНК эукариот синтезируется в виде предшественника, пре-мРНК, претерпевающего затем сложное стадийное созревание — процессинг, включающий присоединение кэп-структуры к 5'-концу молекулы, присоединение нескольких десятков остатков аденина к ее 3'-концу (полиаденилирование), выщепление незначащих участков —интронов и соединение друг с другом значащих участков — экзонов (сплайсинг). При этом соединение экзонов одной и той же пре-мРНК может проходить разными способами, приводя к образованию разных зрелых мРНК, и в конечном итоге разных вариантов белка (альтернативный сплайсинг). Только мРНК, успешно прошедшая процессинг, экспортируется из ядра в цитоплазму и вовлекается в трансляцию.