Файл: Биология_экзамен.docx

Образование гамет обоих видов в одном организме, имеющем и мужскую, и женскую половые железы, называют гермафродитизмом. Гермафродитизм характерен для некоторых паразитов чело­века, например плоских червей. Несмотря на продукцию гермаф­родитами и мужских, и женских гамет, самооплодотворение для них нетипично, что связано обычно с несовпадением времени созрева­ния яйцеклеток и сперматозоидов. Истинный гермафродитизм опи­сан у человека. Чаше он развивается в результате нарушения эмбриогенеза при одинаковом наборе половых хромосом XX ИЛИ XV во всех соматических клетках. У некоторых людей-гермафроди­тов обнаружен мозаицизм по половым хромосомам. Одни сомати­ческие клетки имеют пару XX, другие —XV.

Хотя оплодотворение представляет собой характерный признак полового размножения, дочерний организм иногда развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Это явление называют девствен­ным развитием ИЛИ партеногенезом. Источником наследственного материала для развития потомка в этом случае обычно служит ДНК яйцеклетки — гиногенез. Реже наблюдается андрогенез — развитие потомка из клетки с цитоплазмой ооцита и ядром сперматозоида. Ядро женской гаметы в случае андрогенеза погибает.

Естественный партеногенез у ряда растений, червей, насекомых, ракообразных. Факультативный – у пчел, муравьев, коловраток (из оплодотворенных яиц –самки, из неоплодотворенных – самцы).Обязательный партеногенез является измененной формой по­лового размножения в эволюции некоторых видов животных. У пчел, например, он используется как механизм генотипического определения пола: женские особи (рабочие пчелы и царицы) раз­виваются из оплодотворенных яйцеклеток, а мужские (трутни) — партеногенетически. Партеногенез включен в жизненные циклы многих паразитов Он обеспечивает быстрый рост численности особей в условиях, затрудняющих встречу партнеров противоположного по­ла. Партеногенез может быть вызван искусственно разнообразными воздействиями: химическими, механическими, термическими и др. (Тихомиров, развитие неоплодотворенных яиц тутового шелкопряда, раздражая их тонкой кисточкой или обрабатывая в течение нескольких секунд серной кислотой)

16) Мейоз. Особенности первого и второго деления мейоза. Биологическое значение.

Мейоз — своеобразный способ деления клеток, приводящий к уменьшению в них числа хромосом вдвое. Мейоз является центральным звеном гаметогенеза у животных и спорогенеза у растений. Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократная редупликация ДНК. Все вещества и энергия, необходимые для осуществления обоих делений, запасаются в ходе предшествующей мейозу интерфазы I. Интерфаза II практически отсутствует, и деления быстро следуют одно за другим. В каждом из делений мейоза различают те же четыре стадии: профазу, метафазу, анафазу и телофазу, которые характерны для митоза, но отличаются рядом особенностей.

Первое мейотическое деление (мейоз I) приводит к умень­шению вдвое числа хромосом и называется редукционным. В результате из одной диплоидной клетки (2n4с) образуются две гаплоидные (n2с) клетки.

Профаза I мейоза наиболее продолжительна и сложна. Помимо типичных для профазы митоза процессов спирализации ДНК и образования веретена деления в профазе I происходят два исключительно важных в биологическом отношении события: конъюгация, или синапсис, гомологичных хромосом и кроссинговер.

Конъюгация — это процесс тесного сближения гомологичных хромосом. В результате конъюгации образуются хромосомные пары, или биваленты, числом п. Так как каждая хромосома, вступающая в мейоз, состоит из двух хроматид, то бивалент содержит четыре

хроматиды. Формула генетического мате­риала в профазе I ос­тается 2«4а К концу профазы хромосомы в бивалентах, сильно спирализуясь, укора­чиваются. Так же как в митозе, в профазе I мейоза начинается формирование вере­тена деления, с по­мощью которого хро­мосомный материал будет распределяться между дочерними клетками (рис. 5.5).

Процессы, происходящие в профазе I мейоза и определяющие его результаты, обусловливают более продолжительное течение этой фазы деления по сравнению с митозом и дают возможность выде­лить несколько стадий в ее пределах (рис. 5.5).

Лептотена— наиболее ранняя стадия профазы I мейоза, в которой начинается спирализация хромосом, и они становятся видимыми в микроскоп как длинные и тонкие нити. Зиготена характеризуется началом конъюгации гомологичных хромосом, ко-торые объединяются синаптонемальным комплексом в бивалент ((рис. 5.6). Пахитена —стадия, в которой на фоне продолжающейся спирализации хромосом и их укорочения, между гомологичными хромосомами осуществляется кроссинговер — перекрест с обменом соответствующими участками. Диплотена-характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами, которые начинают отделяться друг от друга в первую очередь в области центромер, но остаются связанными в областях прошедшего кроссинговера – хиазмах. Диакинез – завершающая стадия профазы 1 мейоза, в которой гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазм, приобретая причудливую форму колец, крестов, восьмерок и т. д.

Таким образом, несмотря на возникающие между гомологич­ными хромосомами силы отталкивания, в, профазе I не происходит окончательного разрушения бивалентов.

В метафазеI мейоза завершается формирование веретена деления, биваленты устанавливаются на плоскости экватора клетки. Нити веретена с одного полюса прикрепляются к центромере каждой хромосомы.

В анафазе I мейоза под действием нитей веретена гомологичные хромосомы отходят друг от друга, направляясь к противоположным полюсам клетки. В результате у каждого из полюсов клетки формируется гаплоидный набор хромосом, содержащий по одной двухроматидной хромосоме из каждой пары гомологичных хромосом. В анафазе I хромосомы разных пар, т.е. негомологичные хромосомы, ведут себя совершенно независимо друг от друга, обеспечивая образование самых различных комбинаций отцовских и материнских хромосом в гаплоидном наборе будущих гамет. Число таких комбинаций соответствует формуле 2ⁿ , где n— число пар гомологичных хромосом, у человека эта величина равна 2²³, т.е. 8,4 • 10⁶ вариантов сочетаний отцовских и материнских хромосом возможно в гаметах человека.

Итак, расхождение гомологичных хромосом в анафазе I мейоза обеспечивает не только редукцию числа хромосом в будущих половых клетках, но и огромное разнообразие последних в силу случайного сочетания отцовских и материнских хромосом разных пар.

В телофазе I мейоза происходит формирование клеток, ядра которых имеют гаплоидный набор хромосом и удвоенное количе­ство ДНК, поскольку каждая хромосома состоит из двух хроматид. Клетки, образующиеся в результате первого мейотического деления, имеют формулу п2с и после короткой интерфазы приступают к следующему делению.

Второе мейотическое деление (мейоз II) протекает как типичный митоз, но отличается тем, что вступающие в него клетки содержат гаплоидный набор хромосом. В результате такого деления n двухроматидных хромосом (п2с), расщепляясь, образуют п однохроматидных хромосом (пс). Такое деление называют эквационным (или уравнительным).

Таким образом, после двух последовательных мейотических делений из одной клетки с диплоидным набором двухроматидных хромосом (2пАс) образуются четыре клетки с гаплоидным набором однохроматидных хромосом (пс).

Биологическое значение мейоза заключается в образовании клеток с редуцированным набором хромосом и поддержании постоянства кариотипа в ряду поколений организмов, размножа­ющихся половым путем. Мейоз служит основой комбинативной изменчивости, обеспечивая генетическое разнообразие гамет бла­годаря процессам кроссинговера, расхождения и комбинаторики отцовских и материнских хромосом. Изменения структуры хро­мосом вследствие неравного кроссинговера, нарушение расхож­дения всех или отдельных хромосом в анафазе I и II мейотических делений приводят к образованию аномальных гамет и могут служить основой гибели организма или развития у потомков ряда хромосомных синдромов

17) Оогенез, определение, схема. Цитологическая и цитогенетическая характеристика.

Процесс образования яйцеклеток.

1.Период размножения, интенсивно делятся овогонии – мелкие клетки с относительно крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы. У млекопитающих и чел-ка заканчивается до рождения. Формируются первичные овоциты.2n2c

2.С наступлением половой зрелости часть из них периодически вступают в период роста – увеличиваются, в них накапливаются желток, жир, пигменты. В цитоплазме, органоидах и мембране – сложные биохимические преобразования. Овоцит I окружается фолликулярными клетками (обесп. питание). 2n4c

3.Период созревания. 2 последовательных деления, связанные с преобразованием хромосомного аппарата (мейоз). Неравномерное разделение цитоплазмы. Образуется овоцит II (почти вся цитоплазма) и 3 полоцита (редукционные тельца).1n2c. Из овоцита II формируется овотида. 1n1c. Затем из овотиды формируется яйцеклетка

18) Сперматогенез, схема. Цитологическая и цитогенетическая характеристика

Сперматогенез - это развитие и формирование мужских половых клеток. Сперматогенез протекает в извитых канальцах семенников, и его средняя продолжительность от 68 до 75 суток. Сперматогенез у человека начинается с момента полового созревания и продолжается в течение всего активного полового периода в больших количествах.

Стадии сперматогенеза:

• размножение;

• рост;

• созревание-деление;

• формирование.

Стадия размножения. Начальной фазой сперматогенеза является размножение сперматогоний путем митоза, большая часть клеток продолжает делиться, а меньшая часть вступает в стадию роста. В этот период клетки растут, накапливают питательные вещества, и на стадии роста превращаются в сперматоциты 1-го порядка.

Следующая фаза созревание-деление, характеризуется двумя редукционными делениями, без интерфазы. В результате 1-го деления 1 сперматоцит 1-го порядка дает начало 2-м сперматоцитам 2-го порядка, а 2-ое деление-созревание приводит к появлению 4 сперматид. Фаза формирования происходит в присутствии тестостерона, происходит преобразование сперматид в сперматозоиды. Ядро сперматиды приобретает видоспецифическую форму, хроматин конденсируется. Комплекс Гольджи мигрирует к верхушке головки сперматозоида и образует чехлик и акросому. Центриоли идут к противоположному полюсу, проксимальная центриоль образует колечко в области шейки, а дистальная центриоль дает начало аксонемме - осевой нити сперматозоида. Митохондрии укладываются в промежуточной части хвостика. Микрофиламенты окружают аксонемму в главном отделе хвостика, терминальный отдел хвостика представляет собой ресничку. Акросома содержит сперматолизины (трипсин, гиалуронидаза).