Контрольная работа по «Морфология и физиология сельскохозяйственных животных»

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

Департамент научно-технической политики и образования

ФГБОУ ВПО «Красноярский государственный аграрный университет»

 

ИПБ и ВМ

 

 

 

Кафедра: Физиологии и зоогигиены животных

 

 

 

Контрольная работа

по дисциплине: «Морфология и физиология сельскохозяйственных животных»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Направление: 110900.62 «Технология производства и переработки сельскохозяйственной продукции»

Форма обучения: Заочная

Группа: Т-21

Учебный шифр: 12Т

Выполнила: Чаплин А.Н.

Проверила: Успенская Ю.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Красноярск 2013г.

 

Содержание:

 

1. (3) Деление клеток – митоз, амитоз и мейоз. Изменение в ядре и цитоплазме при митозе и мейозе;
2. (24) Деление тела животного на отделы и области;
3. (33) Шейный отдел позвоночного столба, строение шейных позвонков и их отличие от позвонков других отделов позвоночного столба;
4. (45) Принципы строения трубкообразного и компактного органов;
5. (56) Анатомо-гистологическое строение трахеи и бронхов. Особенности гистологического строения бронхов в зависимости от их калибра;
6. Список использованной литературы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(3) Деление клеток – митоз, амитоз  и мейоз. Изменение в ядре и  цитоплазме при митозе и мейозе.

Способность клеток к воспроизведению – важнейшее свойство живой материи. Благодаря этой способности обеспечивается непрерывная преемственность клеточных поколений, сохранение клеточной организации в эволюции живого, совершаются рост и регенерация. Способом воспроизведения клеток считается деление. Известно три типа деления: митоз, амитоз и мейоз.

Митоз – самый распространенный вид деления. Смысл митоза состоит в равном разделении между дочерними клетками материала наследственности ДНК, заключенного в хромосомах. В результате митоза каждая дочерняя клетка получает тоже количество материала наследственности (ДНК), которое имела материнская клетка. Следовательно, митоз невозможен без предварительного увеличения вдвое (редупликации) количества ДНК в клетке, готовящейся к делению. Удвоение ДНК и митоз разъединены во времени. Редупликация ДНК происходит в период подготовки к делению – в интерфазе.

Интерфаза и митоз составляют клеточный (митотический) цикл, который для клетки, способной к делению, равен ее жизни, так как в процессе деления материнская клетка прекращает свое существование, дав начало двум дочерним клеткам. Их жизнь так же заканчивается следующим делением, если они не вступят на пути дифференцировки и выполнения специфических функций. Продолжительность клеточного цикла у разных типов клеток зависит от особенностей ткани, которой принадлежит клетка.

Молодые клетки, только что образовавшиеся в результате деления, имеют в 2 раза меньше ДНК, РНК, белков и других пластических и энергетических материалов по сравнению с материнской клеткой и им необходим определенный период времени для образования и накопления всех этих веществ. Этот период принято называть интермитотической фазой (промежутком между делениями) или интерфазой, составляющей большую часть клеточного цикла. В эпителии кишечника мыши на ее долю приходится 18ч. – 95% времени, в эпителиях кожи – 582ч. – 99%. Интерфазу разделяют на три периода: пресинтетический, синтетический, постсинтетический.

Пресинтетический период (G1-период), наступает сразу после завершения деления клетки и продолжается до начала удвоения ДНК. Это самый длительный период интерфазы. Он составляет от 50 до 90% ее времени. В этот период клетка интенсивно растет, особенно ее цитоплазма, в которой происходит дифференциация органелл, увеличивается количество цистерн цитоплазматической сети, пластинчатого комплекса, митохондрий, удваиваются центриоли центросомы. В клетке совершаются активные процессы синтеза РНК, ферментных и пластических белков, макроэргических соединений и других веществ.

Синтетический период (S-период), считается ключевым, так как в это время происходит удвоение ДНК. В периоде неизвестно ни одного случая митоза без предварительного прохождения клеткой S-периода. Особым случаем является мейоз, когда между первым и вторым делениями созревания половых клеток этого периода нет.

Длительность S-периода зависит от скорости редупликации ДНК, а это в свою очередь, зависит от размеров молекул ДНК, степени их конденсации и общего количества ДНК в клетке. Авторадиографическим методом установлено, что у млекопитающих молекулы ДНК имеют линейную форму и редуплицируются одновременно во многих участках, называемых репликонами. Все хромосомы одной клетки (геном) содержат десятки тысяч репликонов, что во много раз ускоряет синтез ДНК. Так редупликация первой хромосомы человека, длина ДНК которой около 7см., продолжается 7-12ч., а если бы этот процесс шел с одного конца молекулы до другого последовательно, то занял бы около трех месяцев. Синтез ДНК происходит асинхронно. Раньше редуплицируются наиболее деконденсированные хромосомы или их участки, позже – наиболее конденсированные хромосомы, например одна из Х-хромосом самок.

В результате редупликации молекул ДНК ее количество в клетке увеличивается вдвое и клетка в конце S-периода содержит тетраплоидное (4c) количество ДНК при диплоидном количестве хромосом (2n), так как редуплицированные молекулы ДНК сохраняют связь друг с другом и теперь каждая хромосома содержит две молекулы ДНК, называемые хроматидами.

Соответственно увеличению количества ДНК возрастает синтез РНК, белков-гистонов и других макромолекул. Гистоны переходят в ядро и там связываются с ДНК, свертывая определенным образом эту гигантскую молекулу. Благодаря описанным выше процессам в S-периоде заметно увеличиваются размеры ядра.

Постсинтетический период (G2-период), непродолжительный (1-10% времени клеточного цикла) и характеризуется равномерным ростом ядра и цитоплазмы. В этот период происходит накопление энергии, синтез специальных белков – тубулинов, необходимых для организации митотического аппарата и других макромолекул, используемых при митозе. По завершении этого периода наступает митотическое деление клетки.

В митозе различают четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Митоз обычно занимает меньше 1-10% времени клеточного цикла, продолжаясь 1-3ч. (рис.1).

Профаза – первая фаза митоза, во время которой происходит конденсация хромосом – постепенный и довольно продолжительный процесс. Поэтому в профазе различают две стадии: плотного клубка (тонкие нити ДНП сильно перепутаны в ядре) и рыхлого клубка (более спирализованные хромосомы пространственно отделены друг от друга, но не имеют еще окончательной формы). По мере прохождения профазы удвоенные в интерфазный период молекулы ДНК конденсируются, укорачиваются. При этом в каждой хромосоме и прежняя, и вновь синтезированная молекулы ДНК скручиваются и спирализуются одна около другой, образуя единую структуру. Следовательно, в профазе митоза каждая хромосома состоит из двух хроматид, и если количество хромосом в это время равно 2n, то количество ДНК равно 4c. Одновременно с конденсацией хромосом идет дезинтеграция ядрышка и включение ядрышкового материала в состав матрикса хромосом. Значительные преобразования в период профазы отмечают и в других структурах клетки. Гранулярная цитоплазматическая сеть и пластинчатый комплекс распадаются на мелкие цистерны и вакуоли, разрушаются полисомы. Все это ведет к резкому падению синтеза белков. К концу профазы ядерная оболочка фрагментируется на мелкие мембранные пузырьки. Кариоплазма сливается с цитоплазмой – образуется миксоплазма. Дезинтегрированные органеллы и материал, из которого они состояли, равномерно распределен по клетке. В профазе происходит образование митотического аппарата, без которого было бы невозможно расхождение хромосом. Удвоенные в интерфазе центриоли центросомы начинают расходится к полюсам клетки и достигают полюсов к моменту исчезновения ядерной оболочки. К каждому полюсу отходит по две центриоли. От них отрастают микротрубочки, выстраиваясь в виде веретенообразной структуры. По мере развития веретена все органеллы клетки и их фрагменты оттеняются на периферию клетки, а ее центр оказывается занят огромным количеством довольно тесно расположенных микротрубочек, в сумме с центросомой формирующих митотический ахроматиновый аппарат.

Метафаза – довольно продолжительная, иногда составляет даже 1/3 митоза. В этой фазе завершается образование веретена деления. В начале метафазы хромосомы лежат неупорядоченно, но не выходят за пределы ядерной области, где они совершают дрейфующие движения, которые по видимому, являются результатом взаимодействия хромосом с микротрубочками. Постепенно формируется метафазная пластинка – хромосомы выстраиваются по экватору клетки таким образом, что их центромеры обращены к центру веретена, а концы – к его периферии. Такую фигуру называют материнской звездой. Каждая хромосома соединена с двумя нитями веретена, так как состоит из двух хроматид, и у каждой хроматиды имеется свой кинетохор. Сестринские хроматиды каждой хромосомы на протяжении метафазы начинают отходить друг от друга, но в области кинетохора сохраняют связь до конца метафазы. Поэтому метафазные хромосомы часто имеют Х-образную форму.

Анафаза – начинается резко, все хромосомы теряют центромерные связки, и их хроматиды начинают быстро двигаться к полюсам со скоростью до 0,5мкм/мин. Анафаза самая короткая фаза митоза. По-видимому, ахроматиновые нити веретена деления тянут хромосомы к полюсам клетки, отчего они приобретают V-образную форму. Центромеры хромосом направлены к полюсам, а противоположные концы плеч – к экватору. Образуются две фигуры, напоминающие материнскую звезду. Их называют дочерними звездами.

Телофаза – начинается с остановки хромосом, достигших полюсов клетки. В ранней телофазе начинается деконденсация хромосом. Они набухают, увеличиваются в объеме, слабее окрашиваются. Их ориентация не меняется в сравнении с анафазой. Вокруг хромосом обособляется ядерная оболочка, формируясь из мембранных пузырьков. После образования кариолеммы в области ядрышкового организатора некоторых хромосом формируются ядрышки. Одновременно с этим идет разрушение митотического аппарата. Дольше всех он сохраняется на экваторе клетки, в области бывшей метафазной пластинки. При разделении клетки – цитотомии органеллы пассивно распределяются между двумя дочерними клетками.

 

 

рис. 1. Схема митоза.

А-профаза ранняя (плотного клубка); Б-профаза поздняя (рыхлого клубка); В-метафаза; Г-анафаза ранняя; Д-анафаза поздняя; Е-телофаза; 1-ядерная оболочка; 2-ядрышко; 3-центросома; 4-центросфера; 5-хромосомы; 6-веретено деления; 7-экваториальная пластинка (материнская звезда); 8-дочерняя звезда; 9-дочерняя клетка.

 

Амитоз – прямое деление клетки. При данном делении не происходит конденсации хромосом, не образуется веретено деления. Ядро находится в интерфазном состоянии. Деление начинается с размножения или разделения ядрышка перетяжкой. Затем перетяжкой делиться ядро. При этом могут возникнуть ядра, неравные по величине, может образоваться сразу несколько (больше двух) ядер. Дальше следует цитотомия. Однако разделение клеток при амитозе необязательно. Деление может завершиться образованием многоядерных клеток. Клетки, разделившиеся амитозом, не в состоянии делиться митотически. Амитоз встречается почти всегда либо в клетках отживающих, находящихся в конце своего жизненного пути, либо в клетках временно существующих образований (в клетках трофобласта, плодных оболочек, фолликулярных клетках яичника и др.), либо при различных патологических процессах (воспаление, регенерация, злокачественный рост).

Мейоз – процесс, состоящий из двух делений, быстро следующих друг за другом, в результате чего образуются половые клетки – гаметы с вдвое уменьшенным гаплоидным числом хромосом (1n). Встречается он у всех живых организмов (растений и животных), размножающихся половым путем. Необходимость мейоза в развитии половых клеток диктуется необходимостью сохранения из поколения в поколение кариотипа, характерного для вида. Если бы этого не было, слияние при оплодотворении двух диплоидных клеток – мужской и женской – привело бы к появлению тетраплоидного потомства (4n), затем октаплоидного (8n) и т.д., в результате чего каждое последующее поколение представляло бы новые формы, самовоспроизведение вида было бы невозможно.

Мейоз включает в себя два деления: редукционное – уменьшительное и эквационное – уравнительное, быстро следующих друг за другом. Деления разделены короткой интерфазой, в которой отсутствует S-период, то есть перед вторым делением не происходит редупликации ДНК. Каждое деление состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы и телофазы (рис.2).

 

 

рис. 2. Схема мейоза.

1-профаза I (а-лептонема, б-зигонема, в-пахинема, г-дипломена, д-диапинез); 2-метафаза I; 3-анафаза I; 4-телофаза I; 5-профаза II; 6-метафаза II; 7-анафаза II; 8-телофаза II.

Мейоз несравнимо длиннее митоза. Объясняется это сложностью и длительностью преобразований в профазе первого деления мейоза (профазе I), которая может делиться от нескольких дней до нескольких лет (в оогенезе).

Профаза I – характеризуется такими процессами, как рекомбинация генетического материала, обмен участками между гомологичными хромосомами, синтез рибосомной и информационной РНК, активация ядрышек. На протяжении профазы I сохраняется кариолемма. Профазу I принято разделять на пять стадий: лептонема, зигонема, пахинема, диплонема, диакинез.

Лептонема – стадия тонких нитей, характеризуется началом спирализации ДНК. Хромосомы в ней заметны в виде длинных тонких нитей, на которых видны утолщения – хромомеры. Каждая хромосома состоит из двух хроматид, но лежат они так плотно друг к другу, что образуют единую нить. Часто хромосомы связаны с оболочкой ядра и ориентированы таким образом, что образуют характерную фигуру, называемую «букетом».

Зигонема – стадия соединенных нитей, характеризуется продолжающейся конденсацией хромосом, сближением гомологичных хромосом и их конъюгацией – соединением. Конъюгация начинается либо с конца хромосом, либо с центромеры.

Пахинема – стадия толстых нитей, характеризуется завершением конъюгации по всей длине гомологичных хромосом. Они при этом продолжают спирализоваться, принимая вид коротких, толстых нитей. Становится заметно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид, а так как в биваленте объединены две хромосомы, то фигура эта содержит четыре хроматиды и называется тетрада. Общее количество тетрад в клетке равно 1n (гаплоидно). Хроматиды одной хромосомы называются сестринскими. Одновременно с продольным расщеплением хромосом на сестринские хроматиды происходит кроссинговер – обмен участками между несестринскими хроматидами в пределах тетрады. В результате кроссинговера происходит перекомбинация (рекомбинация) генетического материала – осуществляется наследственная изменчивость.