Диплоидный набор хромосом и диплоидный

Как уже отмечалось выше, клетка человека имеет двадцать три пары важных структурнофункциональных элементов У живых организмов своя индивидуальная плоидность. Хромосомный набор человека или кариотип представляет собой генетическую структуру, несущую ответственность за передачу наследственности Увидеть их под микроскопом можно только во время деления клетки стадии метафазы Именно этот момент хромосомы формируются из хроматина и начинают приобретать определенное количество плоидность 23 пары имеет клетка человека, у каждого живого организма своя плоидность. Обратная связь характеризует системы регулирования и управления живой природе, обществе и технике Различают положительную и отрицательную обратную связь Обратная связь классифицируют также соответствии с природой тел и сред, посредством которых они осуществляются Обратную связь сложных системах рассматривают как передачу информации о протекании процесса, на основе которой вырабатывается то или иное управляющее воздействие. Врождённый неспецифический, конституционный иммунитет обусловлен анатомическими, физиологическими, клеточными или молекулярными особенностями, закрепленными наследственно Как правило, не имеет строгой специфичности к антигенам, и не обладает памятью о первичном контакте с чужеродным агентом. Словарь ботанических терминов Киев Наукова Думка Под общей редакцией И А Дудки.

диплоидный набор хромосом и диплоидный

Ароморфоз изменение организма, приводящее к повышению его уровня организации например, появление теплокровности, четырехкамерного сердца, внутреннего оплодотворения и. Набор клеток яйцеклетки гороха равен 7 Какой набор хромосом имеют соматические клетки этого организма В ответе запишите только количество хромосом. Установите соответствие между характеристикой органоида клетки и его видом к каждой позиции, данной первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца. При полном доминировании и независимом наследовании получается следующее соотношение фенотипов. Объяснение рыхление почвы улучшает дыхание растений, так как между частичками почвы увеличивается количество кислорода, происходит перемешивание почвы, то есть уменьшает испарение воды из почвы, а прополка сорняков ослабляет конкуренцию между культурными и сорными растениями Правильный ответ. Объяснение при дизруптивном отборе сохраняются особи двух или нескольких направлений развития, то есть происходит деление популяции на несколько групп, обитающих на одной территории Правильный ответ.

диплоидный набор хромосом и диплоидный

Объяснение грибы лесу образуют микоризу Микориза это симбиоз гиф гриба и корней дерева При этом дерево автотроф образует органические вещества из неорганических и поставляет их грибу, а гриб гетеротроф их перерабатывает обратно органику Белые грибы образует микоризу с деревьями, растущими как раз хвойных и смешанных лесах. Строение хромосом Аутосомы и половые хромосомы Гаплоидный и диплоидный набор хромосом. Инбридинг от английского inbreeding in, внутри, breeding разведение один из методов разведения, при котором пары сводят животных, происходящих от общих предков, то есть родственников.

О положительных и отрицательных сторонах инбридинга постоянно ведутся нескончаемые споры, и этот вопрос заслуживает особого рассмотрения Противники этого метода указывают, что спаривание близких родственников влечёт за собой снижение плодовитости их потомства, общее ослабление телосложения потомков, большой процент мертворожденных и повышенную смертность от болезней, частое появление щенков, страдающих генетическими наследственными пороками и заболеваниями Убеждение настолько сильно, что большинство собаководов на спаривание брата с сестрой среди породистых собак смотрят как на совершенно недопустимое и преступное явление Сторонники этого метода напоминают, что все или почти все породы не только собак, но и других домашних животных были выведены с применением тесного инбридинга Одновременно они указывают, что родственное спаривание позволяет закрепить потомках желаемые качества исходных производителей.

Типы мутаций По характеру изменения генетического аппарата Мутации делят на геномные, хромосомные и генные, или точковые Геномные Мутации заключаются изменении числа хромосом клетках организма К ним относятся полиплоидия увеличение числа наборов хромосом, когда вместо обычных для диплоидных организмов 2 наборов хромосом их может быть 3, 4 и гаплоидия вместо 2 наборов хромосом имеется лишь один анеуплоидия одна или несколько пар гомологических хромосом отсутствуют нуллисомия или представлены не парой, а лишь одной хромосомой моносомия либо, напротив, 3 или более гомологичными партнёрами трисомия, тетрасомия и К хромосомным Мутации или хромосомным перестройкам, относятся инверсии участок хромосомы перевёрнут на 180, так что содержащиеся нём гены расположены обратном порядке по сравнению с нормальным транслокации обмен участками двух или более негомологичных хромосом делеции выпадение значительного участка хромосомы нехватки малые делеции выпадение небольшого участка хромосомы дупликации удвоение участка хромосомы фрагментации разрыв хромосомы на 2 части или более Генные Мутации представляют собой стойкие изменения химического строения отдельных генов и, как правило, не отражаются на наблюдаемой микроскоп морфологии хромосом Известны также Мутации генов, локализованных не только хромосомах, но и некоторых самовоспроизводящихся органеллах цитоплазмы например, митохондриях, пластидах см Наследственность цитоплазматическая.

С помощью гибридологического метода на основании экспериментального анализа гибридов Мендель установил закономерности наследования признаков 1865 Закономерности 1 Закон единообразия гибридов 1го поколения или 1ый закон Менделя Он был установлен на основе моногибридного скрещивания При моногибридном скрещивании все потомки 1го поколения единообразны и наследуют доминантный признак одного из родителей независимо у какого родителя отца или матери был этот признак 2 Закон расщепления или 2й закон Менделя При скрещивании гибридов 1го поколения между собой, во 2ом поколении происходит расщепление определённом количественном соотношении Доминантных 3, рецессивных 1 признак Во 2ом поколении образуется 2е фенотипические группы расщепления по Ф 3 1 расщепление по Г.

диплоидный набор хромосом и диплоидный

При полимерии признак находится под контролем нескольких пар неаллельных генов, которые однозначно влияют на этот признак Признак А1А1А2А2 2е пары неаллельных генов А1а1а2а2 А1А1А2а2 а1а1а2а2 Полимерия 2х видов 1 Аддитивная кумулятивная 2 Неаддитивная некумулятивная При аддитивной полимерии проявление признака зависти от количества доминантных генов генотипе Чем больше доминантных генов генотипе, тем ярче выражение признака При аддитивной полимерии расщепление во 2ом поколении будет 1 4 6 4 1 Ф 5 При неаддитивной полимерии расщепление не будет зависит от количества доминантных генов Расщепление во 2ом поколении будет 15 1 Ф 2 Аддитивная полимерия характерна для наследования количественных призанков Продуктивность животного удой, масса, настриг шерсти и, скорость бега и При аддитивной или дополнительной, полимерии каждый из геновполигенов вносит значительный вклад проявление признака.

Генетическая сущность оплодотворения состоит том, что ядре восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для вида Половина хромосом получена от, другая от У большинства организмов размножающихся половым способом без оплодотворения жизнь продолжаться не может, за исключением случаев партеногенеза андрогенеза и гиногенеза Партеногенез форма размножения организмов, при которой зародыш развивается из зрелой не оплодотворённой яйцеклетки, без участия сперматозоида С помощью партеногенеза размножаются насекомые тли, пчёлы, осы, муравей, клещи, ящерицы и некоторые типы птиц индейки Андрогенез мужской партеногенез Развитие без участия материнского хромосомного набора В процессе анлрогенеза ядро яйцеклетки после оплодотворения рассасывается, а зигота развивается только из ядер сперматозоидов Если яйцеклетку проник 1н сперматозоид моноспермное оплодотворение, то образуются гаплоидные маложизнеспособный организм Если их проникло несколько полиспермное, то развиваются ядра двух сперматозоидов, образуется диплоидный набор хромосом несёт отцовскую наследственность Андрогенез происходит у тутового шелкопряда, у паразитических ос, амфибий, оболочников Гиногенез женский партеногенз развитие зародыша происходит из яйцеклетки Сперматозоид проникает яйцеклетку, стимулирует её дробление, но развитии зиготы участие не принимает, ядро сперматозоида бездействии Гиногенез наблюдается у некоторых червей, живородящих рыб и серебристого карася.

Положения Гены находятся хромосомах Каждый ген хромосоме занимает определённое место локус Гены хромосомах расположены определённой линейной последовательности Каждая хромосома представляет собой группу сцепления генов Число групп сцепления у каждого вида равно наследуются сцепленно Признаки, гены которых одной хромосоме наследуются сцепленно Новые сочетания генов находящихся одной хромосоме возникают результате кроссинговера процессе мейоза Расстояние между генами хромосоме пропорциональна процессу кроссинговера между ними.

Генетическая сущность оплодотворения состоит том, что ядре восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для вида Половина хромосом получена от, другая от У большинства организмов размножающихся половым способом без оплодотворения жизнь продолжаться не может, за исключением случаев партеногенеза андрогенеза и гиногенеза Партеногенез форма размножения организмов, при которой зародыш развивается из зрелой не оплодотворённой яйцеклетки, без участия сперматозоида С помощью партеногенеза размножаются насекомые тли, пчёлы, осы, муравей, клещи, ящерицы и некоторые типы птиц индейки Андрогенез мужской партеногенез Развитие без участия материнского хромосомного набора В процессе анлрогенеза ядро яйцеклетки после оплодотворения рассасывается, а зигота развивается только из ядер сперматозоидов Если яйцеклетку проник 1н сперматозоид моноспермное оплодотворение, то образуются гаплоидные маложизнеспособный организм Если их проникло несколько полиспермное, то развиваются ядра двух сперматозоидов, образуется диплоидный набор хромосом несёт отцовскую наследственность Андрогенез происходит у тутового шелкопряда, у паразитических ос, амфибий, оболочников Гиногенез женский партеногенз развитие зародыша происходит из яйцеклетки Сперматозоид проникает яйцеклетку, стимулирует её дробление, но развитии зиготы участие не принимает, ядро сперматозоида бездействии Гиногенез наблюдается у некоторых червей, живородящих рыб и серебристого карася Филогенез плем, род происхождение процесс исторического развития живой материи Представляет длительный путь от момента зарождения жизни до наших дней В ходе филогенеза осуществляется целом прогрессивное развитие от низкоорганизованных прокариотических и вирусных форм до сложных систем, какими являются высшие многоклеточные животные и растения История развития жизни на Земле составляет около 4, 5 млрд.

С синтезом веществ протоплазмы и ростом теснейшим образом связано размножение клеток, осуществляющееся путём деления Основная и универсальная форма деления клеток митоз непрямое деление, или кариокинез. Ядра с увеличенным числом хромосомных наборов называются полиплоидными имеющие четыре набора вместо двух называются тетраплоидными, восемь октаплоидными и Полиплоидность может быть получена не только путем эндомитоза, но и результате повреждения механизма митоза при ряде воздействий на делящиеся клетки например, при отравлении колхицином, аценафтеном, трипафлавином и др Полиплоидность связана с увеличением размеров клеток при полиплоидности всех тканевых клеток обычно увеличиваются и размеры организма. В остальном профазаI не отличается от таковой для обычного митоза, и ее результат тот же После профазыI клетка вступает метафазуI. Гаметогенез процесс образования половых клеток гамет Гаметами называют половые клетки, с помощью которых реализуется половой процесс По характеру гамет различают два типа половых клеток мужские половые клетки сперматозоиды или спермии и женские половые клетки яйцеклетки. В зоне размножения клетки митотически делятся и конечном итоге образуют сперматогонии Сперматогонии переходят зону роста, растут до определенного размера и переходят зону созревания.

Сперматоциты 2го порядка вступают во второе мейотическое деление и из них образуются по два сперматозоида из двух сперматоцитов 1го порядка образуется четыре сперматозоида На этом сперматогенез завершается. Рассмотрим причины этого явления Допустим, совмещаются геномы пшеницы T и ржи S, тогда ржанопшеничный гибрид будет нести два разных генома TS При удвоении набора хромосом у такого гибрида возникнет амфидиплоид TTSS который по существу является двойным диплоидом, аллоотетраплоидом Рожь привносит зиготу гибрида свой геном, состоящий из семи хромосом, пшеница геном Т, также представленный семью хромосомами Такой отдаленный гибрид F 1 имеет соматических клетках общее число хромосом процессе нормального развития половых клеток профазе мейоза должна происходить попарная конъюгация гомологичных хромосом Но так как наборе хромосом пшеницы нет гомологов для хромосом ржи, то каждая из хромосом ведет себя мейозе самостоятельно, как унивалент В клетках указанного гибрида мейозе можно насчитать 14 унивалентов В анафазе редукционного деления они будут беспорядочно распределяться к полюсам, и силу этого образуются гаметы с различным числом хромосом от 0 до 14 У такого гибрида не происходит нормального развития гамет, и поэтому он оказывается стерильным, а при частичной гомологии хромосом с пониженной плодовитостью.

В гаметогенезе у рафанобрассики иногда могут образовываться различные гаметы как диплоидные 9R 9В, так и тетраплоидные 18R 18B Если эти гаметы соединятся с нормальными гаметами одного из исходных видов, например, редьки 9R, или с диплоидными 9R 9В, или с тетраплоидными гаметами рафанобрассики 18R 18B, то могут возникать формы с разным числом наборов хромосом соматических клетках тетраплоиды 9R 9R 9В 9В, пентаплоиды 18R 18В 9R, октоплоиды 18R 18В 18R. Возникновение аллополиплоидов как естественных, так и искусственных условиях принципе ничем не отличается от возникновения автополиплоидов Они могут быть митотического и мейотического происхождения Аллоплоиды можно получить, вопервых, путем воздействия на ход митоза точках роста отдаленного гибрида, вовторых, путем воздействия на ход мейоза гибрида, стимулируя образование нередуцированных гамет Митотическая полиплоидизация возможна при делении зиготы, а также и на последующих стадиях развития гибридного растения При мейотической аллополиплоидии аллоплоиды возникают результате слияния нередуцированных гамет при самоопылении отдаленного гибрида или при скрещивании его с одним из родительских видов. Таким образом, аллотриплоиды с одинаковой цитоплазмой, но с разными наборами хромосом отличаются, так как цитоплазма гаметогенезе у аллополиплоидов играет существенную роль.

После конъюгации инфузории рас ходятся каждая из них сохраняет са мостоятельность, но благодаря обмену кариоплазмой наследственная инфор мация каждой особи изменяется, что, как и других случаях полового про цесса, может привести к появлению новых комбинаций свойств и при знаков. Если мужские и женские половые клетки развиваются одной особи, такой организм называется гермафродитным Гермафродитизм свойствен многим животным, стоящим на срав нительно низких ступенях эволюции органического мира плоским и коль чатым червям, моллюскам Как пато логическое состояние он может встре чаться и других группах животных и у человека У человека это обычно следствие нарушений эмбрионального развития Описаны случаи и мозаицизма, когда одних соматических клетках набор хромосом XX, дру гих. Типичный сперматозоон имеет головку, шейку и хвост На пе реднем конце головки расположена акросома, состоящая из видоизменен ного комплекса Гольджи Основную массу головки занимает ядро В шей ке находятся центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями. Для некоторых животных харак терны атипичные сперматозооны, стро ение которых весьма разнообразно Например, у ракообразных они обла дают выростами виде лучей или от ростков, у круглых червей имеют фор му шаровидных или овальных телец и.

Наружный слой зона размножения составляют сперматогонии клетки округлой формы у них относительно большое ядро и значительное количе ство цитоплазмы В период эмбрио нального развития и после рождения до полового созревания сперматогонии делятся путем митоза, благодаря чему увеличиваются число этих клеток и сам семенник Период интенсивного деления сперматогонии называется периодом размножения рис 3 4 После наступления половой зрелости часть сперматогониев также продол жает делиться митотически и образо вывать такие же клетки, но некоторые из них перемещаются следующую зону роста, расположенную ближе к просвету канальца Здесь происходит значительное возрастание размеров клеток за счет увеличения количества цитоплазмы В этой стадии они назы ваются первичными сперматоцитами. Значение мейотического деления за ключается следующем 1 Это тот механизм, который обеспе чивает поддержание постоянства числа хромосом Если бы не происходило редукции числа хромосом при гаметогенезе, то из поколения поколение возрастало бы их число и был бы утра чен один из существенных признаков.

Проникновение сперматозоона яйцеклетку изменяет ее обмен веществ, показателем чего является ряд морфологических и физиологических преобразований Повышается проницае мость клеточной мембраны, усиливает ся поглощение из окружающей среды фосфора и калия, выделяется кальций, увеличивается обмен углеводов, акти вируется синтез белка У ряда живот ных возрастает потребность кислоро де Так, у морского ежа первую же минуту после оплодотворения погло щение кислорода повышается 80 раз Меняются коллоидные свойства про топлазмы Вязкость увеличивается 6 8. В очередной раз убеждаюсь как некоторые вопросы учащихся комментариях помогают направлять объяснение репетитором определенных вопросов нужное русло. Камеры глаза строение, содержимое Радужнороговичный угол строение, функция, методы исследования На сайте читайте 10 Камеры глаза строение, содержимое Радужнороговичный угол строение, функция, методы исследования. Реферат по теме Формирование черепномозговых и спинномозговых нервов и закономерности их ветвления Строение рефлекторной дуги Строение и типы синапсов Виды нейромедиаторов Министерство сельского хозяйства Российской Федерации Красноярский Государственный Аграрный университет Кафедра quot физиологии и этологии животных. Мутация наследственное изменение, происходящее организме изза изменениий последовательности нуклеотидов цепи.

Однояйцовые зеркальные близнецы близнецы, которых все зеркально Волосы вьются противоположные стороны Если один правша, то второй левша По статистике, четверть всех близнецов рождаются зеркальными. Как ранее говорилось выше, клеточка человека имеет 20 три пары принципиальных структурнофункциональных частей У живых организмов своя персональная плоидность. Может отсутствовать, или протекает идентично митозу К делению приступают обе клетки одновременно. Особый интерес представляет проблема образования раковых опухолей нервной системе Этот процесс представляет собой патологические изменения, происходящие клетках нервной ткани, приводящие к непрерывному их делению Никаких других своих функций такая клетка не выполняет, только делится Причём скорость деления раковых клеток быстрая Вновь образованные клетки заполняют собой все нервные пути, ткани и органы, препятствуя их нормальному функционированию, и сами продолжают процесс деления Что служит толчком к началу процесса непрерывного деления нервных клеток, пока точно не известно, как и то, что может остановить этот уже начавшийся процесс Имя того человека, кто даст ответы на эти вопросы и решит проблему борьбы с раковыми клетками, будет золотыми буквами записано истории человечества и на доске почёта каждом медицинском учреждении, работающим этом направлении Может это будет Ваше имя Будем надеяться.

Подобно всем другим клеткам нейрон способен поддерживать по стоянство своей внутренней среды, заметно отличающейся по составу от окружающей его жидкости Особенно поразительны различия кон центрациях ионов натрия и калия Наружная среда приблизительно 10 раз богаче натрием, чем внутренняя, а внутренняя среда примерно 10 раз богаче калием, чем наружная Как калий, так и натрий способны проникать через поры клеточной мембране, поэтому некоторый насос должен непрерывно производить обмен вошедших клетку ионов на трия на ионы калия из наружной среды Такое выкачивание натрия осу ществляется внутренним мембранным белком, называемым NaKаденозинтрифосфатазным насосом, или, как его чаще называют, натриевым насосом. Ион натрия приблизительно на 30 меньше иона калия Точная мо лекулярная структура, позволяющая более крупным ионам проходить через клеточную мембрану легче, чем более мелким, неизвестна Однако общие принципы, лежащие основе такой дискриминации, понятны Они включают взаимодействия между ионами и участками канальной структуры, сочетающиеся со специфическим упорядочением молекул воды внутри поры.

Нейроны различаются также по скорости проведения импульсов по аксонам Гассер разделил волокна на три основные группы А, В и С Волокна групп А и В миелинизированы Различия между группами А и В несущественны нейроны типа В обнаруживаются только преганглионарной части вегетативной нервной системы Диаметр волокон типа А варьирует от 4 до 20 мкм, а скорость, с которой импульсы проходят по ним, определяемая сек, приблизительно равна величине их диаметра микронах, умноженной на 6 Сволокна значительно меньше по диаметру 0, 3 до 1, 3 мкм, а скорость проведения импульсов них несколько меньше величины диаметра, умноженной.

Особой формой митоза является деление, связанное с образованием половых клеток мейоз У всех многоклеточных животных, ряда простейших и у низших растений мейоз непосредственно предшествует образованию половых клеток У остальных организмов он может осуществляться на других фазах жизненного цикла Мейоз состоит из 2х последовательно протекающих делений, результате которых из диплоидных ооцитов и сперматоцитов 1ого порядка образуются яйцевые клетки и сперматозоиды с гаплоидным набором хромосом Достигается это тем, что профазе первого мейотического деления происходит сближение конъюгация гомологичных хромосом, а затем анафазе первого мейотического деления к каждому полюсу отходят по одной целой дуплицированной хромосоме от каждой гомологичной пары В анафазе 2ого мейотического деления к полюсам расходятся хроматиды от каждой дуплицированной хромосомы Таким образом, переход диплоидного набора хромосом к гаплоидному осуществляется уже при первом мейотическосм делении некоторых случаях расхождение гомологичных хромосом происходит при 2м мейотическом делении. Наш повседневный опыт печально свидетельствует о том, что все живое подвержено смерти Существа болеют, старятся и, наконец, умирают У многих жизнь еще более короткая их съедают хищники Чтобы жизнь на Земле не прекратилась, все существа наделены универсальным свойством способностью к размножению.

Священное Писание и творения святых отцов пронизаны мыслью о том, что смерть и тление не были сотворены изначально, а вошли мир вследствие грехопадения первого человека Прем 1, 13 и 2, 23, Рим 5, 12 и. Все известные способы размножения организмов природе сводятся к двум основным формам бесполой и половой. Спорообразование Родоначальницей нового организма может стать специализированная клетка родительского существа спора Такой способ размножения характерен для растений и грибов Размножаются спорами многоклеточные водоросли, мхи, папоротники, хвощи и плауны. Вегетативное размножение Этот вид бесполого размножения широко распространен у растений В отличие от спорообразования, вегетативное размножение осуществляется не особыми специализированными клетками, а практически любыми частями вегетативных органов. В конце профазы к центромерам хромосом присоединяется веретено деления, и они начинают расходиться центромерными участками к разным полюсам деления, оставаясь сцепленными местах кроссинговера. Пчелиная матка откладывает два вида яиц оплодотворенные диплоидные и неоплодотворенные гаплоидные Из неоплодотворенных яиц развиваются трутни, а из оплодотворенных самки, из которых при хорошем кормлении вырастают матки, а при создаваемом недостатке питания получаются рабочие пчелы.

Генетическое значение оплодотворения заключается том, что после слияния женской и мужской гамет зиготе восстанавливается характерный для данного вида диплоидный набор хромосом Образование зиготы и развитие из нее особи процессе онтогенеза индивидуального развития являются характерными чертами полового размножения. Моделируем ситуацию обмена участками хромосомы на примере рукавов пиджака Приходим к заключению, что для того чтобы обменяться рукавами, необходимо их отрезать, поменять местами и пришить на соответствующее место. Этот процесс называется редукцией уменьшением количества хромосом до гаплоидного числа из 2n получается. Мейоз связан с образованием гамет Только гаметы гаплоидны Организм состоит из диплоидных соматических клеток Гаметы образуются результате гаметогенеза из особых клеток. Химические мутагены вызывают преимущественно генные мутации, физическогенные и хромосомные Характер мутаций изучают на основе оценки чувствительности растения к мутагену Оказалось, что слабое воздействие мутагена стимулирует процессы жизнедеятельности растений С усилением воздействия мутагеном стимулирующий эффект возрастает и достигает предела, затем постепенно падает и снижается до нуля После этого он оказывает противоположное действие начинает подавлять процессы жизнедеятельности и тем больше, чем сильное воздействие Подавляющее воздействие мутагенов возрастает с повышением дозы воздействия до полной гибели клеток, органа или всего растения.

Различают стимулирующие, критические, летальные и оптимальные дозы мутагенов Дозы мутагена определяются мощностью источника излучения, концентрацией и продолжительностью их воздействия на растения Дозы, при которых всхожесть семян составляет около 50 контроля, а выживаемость 2030 числа всходов, называются критическими Дозы, вызывающие гибель обрабатываемого материала, называются летальными, а дозы, при которых на единицу выживаемости растения получается наибольшее количество мутаций, называются оптимальными. Мейоз имеет ещё одну важную особенность виде обмена генами между гомологичными хромосомами, который происходит первом делении мейоза и называется кроссинговером Это приводит к увеличению генетического разнообразия половых клеток гамет и потомства, что свою очередь расширяет возможности естественного отбора и ускоряет эволюцию На рис 3 12 кроссинговер не показан В действительности с учётом кроссинговера образовалось бы не два, а четыре сорта гамет, все четыре клетки были бы генетически различными. Высшие растения могут образовывать новые особи из различных вегетативных органов, для которых размножение не является основной и единственной функцией Это могут быть корни, побеги, листья, клубни, луковицы, почки В таких случаях размножение может рассматриваться как частный случай бесполого и называется вегетативным.

Анафаза I Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки Это основное отличие мейоза от митоза Таким образом, у каждого полюса оказывается только одна хромосома из пары, происходит уменьшение числа хромосом вдвое редукция Первое деление мейоза называется редукционным. Мейоз жизненном цикле организма от одного полового размножения до другого происходит один раз У многоклеточных животных и высших растений диплоидная фаза длительная и сложная Она соответствует взрослому организму Фаза гаплоидных клеток непродолжительна и проста Это чаще всего половые клетки или группа клеток, которых они образуются Однако у некоторых организмов гаплоидная фаза соответствует взрослому состоянию, а диплоидной является лишь оплодотворенная яйцеклетка зигота рис. Рис 12 Схема жизненных циклов организмов А жизненный цикл низших растений водорослей, грибов мейоз происходит сразу после образования зиготы, взрослое поколение гаплоидное Б жизненный цикл животных В жизненный цикл высших растений, чередование гаплоидного и диплоидного поколения. У некоторых низших растений, одноклеточных животных, грибов мейоз происходит сразу же после образования зиготы Взрослый организм существует только гаплоидной форме. Аксон нейрит осевоцилиндрический отросток нервной клетки, передающий возбуждение от одной нервной клетки к другой.

Процессы, происходящие профазе I мейоза и определяющие его результаты, обусловливают более продолжительное течение этой фазы деления по сравнению с митозом и дают возможность выделить несколько стадий ее пределах. Хромосомы зиготы, происходящие из яйцеклетки, являются материнскими, а происходящие из спермия отцовскими. Деление цитоплазмы В результате двух мейотических делений диплоидной клетки образуются четыре клетки При образовании мужских половых клеток получается четыре спермия примерно одинаковых размеров При образовании же яйцеклеток деление цитоплазмы происходит очень неравномерно одна клетка остается крупной, тогда как остальные три настолько малы, что их почти целиком занимает ядро Эти мелкие клетки, полярные тельца, служат лишь для размещения избытка хромосом, образовавшихся результате мейоза Основная часть цитоплазмы, необходимой для зиготы, остается одной клетке яйцеклетке. Сходные процессы, протекающие соответствующих фазах деления спирализация хромосом, распад ядерной оболочки, формирование веретена деления и и, как следствие, одинаковые названия фаз профаза, метафаза, анафаза, телофаза Второе деление мейоза протекает по тому же механизму, что и митоз гаплоидной клетки. Митоз представляет собой одно деление клетки, а мейоз два последовательных деления мейоз I и мейоз II Поэтому результате митоза из одной материнской клетки образуются две дочерние, а результате мейоза четыре.

Затем каждая микроспора поделилась митозом В результате митоза из каждой микроспоры образовались по две дочерние клетки с таким же набором хромосом Таким образом, всего образовалось 8 гаплоидных клеток. Кроме того, результате мейоза у животных и человека образуются гаметы, а у растений споры Вследствие того, что мейоз представляет собой не одно, а два последовательных деления, количество образующихся гамет или спор возрастает 2 раза. Таким образом, не только каждая клетка от клетки, но и каждая хромо сома от хромосомы В этом выража ется правило непрерывности хромосом. В ядрах клеток тела соматиче ских клетках содержится полный двой ной набор хромосом В нем каж дая хромосома имеет партнера Такой набор называется диплоидным и обо значается 2n В ядрах половых клеток отличие от соматических из каждой пары гомологичных хромосом присут ствует лишь одна хромосома Так, ядрах половых клеток лошадиной ас кариды всего одна хромосома, дрозо филы 4, человека 23 Все они раз личны, негомологичны Такой оди нарный набор хромосом называется гаплоидным и обозначается При оп лодотворении происходит слияние по ловых клеток, каждая из которых вно сит зиготу гаплоидный набор хромо сом, и восстанавливается диплоидный набор. Половые клетки отличаются вдвое меньшим гаплоидным числом хромосом Хромосомный набор гамет включает по одному партнеру каждой гомологичной пары. В случае применения метода, описанного выше, идентификацию хромосом человека проводят согласно денверской классификации.

Бесполое размножение У однокле точных эукариот это деление, основе которого лежит митоз, у прока риот разделение нуклеоида, а у многоклеточных организмов вегета тивное расти раз множение, частями тела или груп пой соматических клеток. Эндогония внутреннее поч кование При образовании двух до черних особей эндодиогонии мате ринская дает лишь двух потомков так происходит размножение токсоплазмы, но может быть множественное внутреннее почкование, что приведет к шизогонии. Почкование заключается том, что на материнской клетке пер воначально образуется небольшой бу горок, содержащий дочернее ядро, или нуклеоид Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее Эта форма размно жения наблюдается у бактерий, дрож жевых грибов, а из одноклеточных животных у сосущих инфузорий. Споровый тип мейоза встречается у высших растений, клетки которых имеют диплоидный набор хромосом В данном случае органах размножения растений, образовавшиеся после мейоза гаплоидные клетки еще несколько раз делятся Другой тип мейоза, гаметный происходит во время созревания гамет предшественников зрелых половых клеток Он встречается у многоклеточных животных, среди некоторых низших растений.

В случае гаметного мейоза характерно при развитии организма выделение клонов герминативных клеток, которые впоследствии будут дифференцироваться половые клетки И только клетки этих клонов будут при созревании подвергаться мейозу и превращаться половые клетки Следовательно, все клетки развивающихся многоклеточных животных организмов можно разделить на две группы соматические из которых будут образовываться клетки всех тканей и органов, и герминативные, которые дадут начало половым клеткам. В лептотене начинает выявляться следующий, чрезвычайно важный и характерный для мейоза процесс конъюгации гомологичных хромосом, их сближение, которое начинается теломерных участках, связанных с ядерной оболочкой В этих местах образуется сложная специальная структура тяж белковой природы, синаптонемный комплекс который позже, зиготене свяжет гомологичные удвоенные хроматиды по всей их длине. В диплотенной стадии происходит некоторое укорачивание и конденсация хромосом, результате чего отчетливо выявляется их 4нитчатая структура В зоне хиазм при этом видно, что перекрест вовлекаются только две хроматиды из четырех по одной от каждого гомолога рис.

Решение В профазе митоза клетке двойной набор двухроматидных хромосом, 2n4c В анафазе митоза к полюсам клетки расходятся дочерние одинарные хромосомы, поэтому клетке получается набор хромосом 4n4c В конце телофазы клетке двойной набор однохроматидных хромосом 9 Какой хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны Объясните, из каких исходных клеток и результате какого деления образуются эти клетки. Ответ В клетках иголок сосны набор хромосом 2n спермиях сосны n Взрослое растение сосны развивается из зиготы 2n Спермии сосны развиваются из гаплоидных спор n путём митоза. Каждое из четырех ядер гаплоидно содержат половину набора хромосом материнской клетки. Диакинез стадия расхождения бивалентов рис 5 Исчезают ядрышки, отдельные биваленты располагаются на периферии ядра, и затем наступают все процессы, которые так характерны для этой фазы. Лица, страдающие болезнью ШерешевскогоТернера, имеют кариотип XO, то есть они содержат всего 45 хромосом и имеют женский фенотип Впервые женщина с таким синдромом была описана Шерешевским 1925 году А 1938 году Тернер опубликовал работу, которой было описано уже 7 женщин с подобным синдромом. В момент оплодотворения при слиянии гаплоидных гамет зиготе первой клетке будущего организма восстанавливается свойственный клеткам человеческого тела диплоидный набор хромосом. Перед первым мейотическим делением каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид, соединенных центромерой рис.

Хромосомы соединены между собой точках, эти точки называются хиазмами Во время контакта между отцовской и материнской хромосомами происходит обмен идентичными участками хромосом. Метафаза II Хромосомы выстраиваются экваториальной плоскости, образуется метафазная пластинка Нити веретена деления прикрепляются к центромерам хромосом рис. Д К Беляев Биология 10 11 класс Общая биология Базовый уровень 11е издание, стереотипное М Просвещение, 2012 304 с Источник. Таким образом, эффективность воспроизводства характеризуется количеством молодняка, полученного от одной самки за единицу времени, его жизнеспособностью и предпочтительным для данного вида животных и специализации отрасли соотношением особей противоположного пола потомстве. По представлениям Лоренца, усиление специализации поведения, наличие жестких программ поведения, пусть даже предусматривающих широкий диапазон реакций, ограничивают возможности отдельных особей приспособлении к новым условиям Эволюция по второму пути создает широкие возможности для индивидуального приспособления к разнообразным ситуациям. Каждый признак поведения формируется как результат взаимодействия этих двух источников изменчивости В соответствии с этологической схемой акта поведения, можно сказать, что действия, относящиеся к поисковой фазе поведенческого акта, имеют широкую норму реакции, тогда как реакции типа завершающих актов узкую.

Урока Мейоз Задачи урока Э Страсбургером у растений В результате деления мейоза диплоидный набор хромосом уменьшается вдвое и становится гаплоидным Мейоз. Вопервых, эта стадия занимает большой отрезок времени от суток до годов Вовторых, она состоит из нескольких структурнофункциональных фаз лептотена, зиготена, пахитена, диплотена, диакинез Далее, этот период происходит объединение, конъюгация, гомологичных родительских удвоенных результате репликации хроматид, при этом образуются тетрады, хромосомные комплексы, состоящие из четырех хроматид удвоенные материнские и удвоенные отцовские, которые соединены вместе с помощью специальной структуры синаптинемного комплекса В это же время происходит обмен участками между хроматидами гомологичных хромосом но не между сестринскими хроматидами одного гомолога кроссинговер Кроме того, процессе конъюгации и обмена происходит синтез примерно 1, 5 хромосомной. Расположение хромосом лептотене часто повторяет телофазную поляризацию ядра При этом у некоторых животных хромосомы образуют так называемую фигуру букета дугообразно изогнутые сближенные хромосомы, связанные своими теломерами с ядерной оболочкой У некоторых растений конце лептотены хромосомы собираются клубок синезис.

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов. Хроматиновая нить обычно образует спираль поперечником около 25 мкм По возможности окрашиваться ядерными красителями хроматиновые нити подразделяют на две группы эухроматин и гетерохроматин Последний окрашивается более активно. В анафазе I начинается движение гомологичных хромосом к полюсам клеточки Другими словами конкретно анафазе происходит редукция сокращение числа хромосом. В многоклеточном организме клетки специализированы, они имеют определенное строение и выполняют определенные функции В соответствии со специализацией клетки имеют разную продолжительность жизни Например, нервные и мышечные клетки после завершения эмбрионального развития не делятся и функционируют на протяжении всей жизни организма Другие клетки эпидермис, эпителий тонкого кишечника, лейкоциты процессе функционирования быстро изнашиваются и заменяются новыми результате непрерывного клеточного деления.

В телофазу собравшиеся у полюсов хромосомы деспирализуются и становятся плохо видимыми Вокруг них из мембранных структур цитоплазмы образуется ядерная оболочка Восстанавливаются ядрышки Одновременно идет деление цитоплазмы животных клетках путем перетяжки, а растительных путем построения мембраны, начиная с середины клетки Образовавшиеся дочерние клетки имеют диплоидный набор хромосом, каждая из которых состоит из одной хроматиды. При прямом делении клеток амитозе вначале происходит разделение ядрышка, а затем ядра на две или несколько частей путем перетяжек далее цитоплазма перешнуровывается и образуются две или несколько дочерних клеток В некоторых случаях разделение цитоплазмы не происходит, вследствие чего образуются многоядерные клетки Амитозом делятся прокариоты и некоторые эукариотические клетки, например клетки поврежденных тканей, печени, эпителия мочевого пузыря. Задача 22 Какое деление мейоза сходно с митозом Объясните, чем оно выражается и к какому набору хромосом клетке приводит.

В основе самовоспроизведения кариотипа ряду клеточных поколений лежат процессы самоудвоения отдельных хромосом, описанные разд 3 5 3 1 Жизнедеятельность клеток как структурнофункциональных единиц живого обеспечивается всей совокупностью получаемого ими генетического материала, поэтому особое значение приобретает поддержание постоянства кариотипа ряду их поколений На геномном уровне организации наследственного материала это обеспечивается всей совокупностью процессов, происходящих митотическом цикле см. Однако не всегда клетки, удвоившие свой наследственный материал, вступают митоз Этим обусловлено существование тканях некоторого количества клеток с формулой наследственного материала 2я4с, представляющих определенный резерв, готовый немедленно приступить к делению Наконец, не всегда начавшееся деление заканчивается образованием двух дочерних клеток Нарушение деления цитоплазмы при нормальном формировании дочерних ядер приводит к образованию двуядерных клеток рис 3 68 Разрушение ахроматанового веретена, делающее невозможным распределение дочерних хромосом между его полюсами, сопровождается появлением полиплоидных клеток рис 3 69, которых 4п дочерних хромосом остаются одном неразделившемся ядре. Причиной структурных изменений генома может быть нарушение тех процессов, которые норме обеспечивают его устойчивость, первую очередь процессов, протекающих мейозе.

Биосфера это самая крупная экологическая система Земли Для этого уровня организации живой материи характерен большой круг биотического обмена веществ В процессе эволюции биосфере происходила смена одних групп организмов другими, но соотношения продуцентов, консументов и редуцентов оставалось практически одинаковым. В половых клетках и спорах у растений содержится одинарный гаплоидный набор хромосом, соматических клетках двойной диплоидный набор Бывают также полиплоидные клетки Различают гомологичные парные, соответствующие и негомологичные хромосомы Хромосомы, определяющие развитие пола, называют половыми Хромосомы соматических клеток называют аутосомами. Процесс поступления веществ клетку называется эндоцитозом Различают пиноцитоз и фагоцитоз.

Отличия строении сперматозоидов и яйцеклеток связаны с их функциями Яйцеклетки процессе созревания покрываются оболочками некоторых случаях, например, у пресмыкающихся, птиц и млекопитающих, возникает ряд дополнительных оболочек Функция оболочек защита яйцеклетки и зародыша от внешних неблагоприятных воздействий Функция сперматозоидов заключается доставке яйцеклетку генетической информации и стимуляции ее развития В связи с этим сперматозоидах происходит значительная перестройка аппарат Гольджи располагается на переднем конце головки, преобразуясь кольцевое тельце акросому, выделяющее ферменты, которые действуют на оболочку яйца Митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку В сформированном сперматозоиде содержатся также центриоли.

Примеры естественного партеногенеза у млекопитающих неизвестны они изредка встречаются у низших позвоночных и весьма обычны у беспозвоночных, особенно у насекомых Существует два типа партеногенеза облигатный обязательный и факультативный Первый свойствен видам, у которых самцов либо нет совсем, либо они редки и не способны функционировать К таким видам относятся некоторые тли, палочники, сверчки, бабочки популяции без самцов изредка встречаются у рыб, например у серебряного карася При факультативном партеногенезе яйца могут развиваться как партеногенетически, так и результате оплодотворения, причем партеногенетическое размножение может преобладать условиях, когда слишком редки контакты разнополых особей, например на границе ареала распространения вида. Особые формы партеногенеза гиногенез и андрогенез, а также педогенез. Таким образом, мужской организм способен воспринимать влияния окружающей среды, а женский передавать эти влияния, воспринятые мужским полом, следующее поколение. Эухроматин вещество хромосомы, сохраняющее деспирализованное диффузное состояние покоящемся ядре и спирализующееся при делении клеток Содержит большинство структурных генов организма.

В анафазе I гомологичные хромосомы а не сестринские хроматиды, как при митозе отходят друг от друга и растягиваются нитями веретена деления к противоположным полюсам клетки Следовательно, из каждой пары гомологичных хромосом дочернюю клетку попадет только одна Таким образом, конце анафазы I набор хромосом и хроматид у каждого полюса делящейся клетки составляет 1n2c он уже уменьшился вдвое. Благодаря второму делению мейоза образуются гаплоидные клетки половые клетки гаметы В результате их дальнейшего слияния образуется организм с диплоидным набором хромосом, а значит, сохраняется присущий данному виду организмов кариотип Второе деление препятствует увеличению числа хромосом. Наследование пола и хромосо мы Одним из первых и веских доказа тельств роли хромосом явлениях наследственности явилось открытие за кономерности, согласно которой пол наследуется как менделирующий при знак, наследуется по законам Мен деля Из 46 хромосом 23 пары кариотипе человека 22 пары одинаковы у мужчин и женщин аутосомы, а одна пара, называемая половой, у разных полов отличается у женщин XX, у мужчин XY Половые хромосомы представлены каждой соматической клетке индивида При образовании гамет во время мейоза гомологичные половые хромосомы расходятся разные половые клетки Следовательно, каждая яйцеклетка помимо 22 аутосом несет одну половую хромосому X гаплоидный набор хромосом равен 23 Все сперматозоиды также имеют гаплоидный набор хромосом, из которых 22 аутосомы, а одна половая.

Половина сперматозоидов содержит X, другая половина Y хромосому Поскольку женские половые хромосомы одинаковы и все яйцеклетки несут Ххромосому, то женский пол у человека называют гомогаметным Мужской же пол изза различия половых хромосом X или Y сперматозоидах именуют гетерогаметным Пол человека определяется момент оплодотворения Женщина имеет один тип гамет X, мужчина два типа гамет X и Y, причем, согласно законам мейоза, образуются они равной пропорции При оплодотворении хромосомные наборы гамет объединяются Напомним, что зигота содержит 22 пары аутосом и одну пару половых хромосом Если яйцеклетку оплодотворил сперматозоид с Ххромосомой, то зиготе пара половых хромосом будет XX, из нее разовьется девочка Если же оплодотворение произвел сперматозоид с Yхромосомой, то набор половых хромосом зиготе XY Такая зигота даст начало мужскому организму Таким образом, пол будущего ребенка определяет гетерогаметный по половым хромосомам мужчина Соотношение полов при рождении, по данным статистики, соответствует примерно. У всех млекопитающих том числе у человека, у дрозофилы и многих других видов животных женские особи соматических клетках имеют две X хромосомы, а мужские Х и Y хро мосомы У этих организмов все яйце вые клетки содержат Ххромосомы, и этом отношении все одинаковы Спер матозооны у них образуются двух типов одни содержат Ххромосому, другие Y хромосому, поэтому при оплодотворении возможны две комби нации.

Рассмотрим наследование, сцепленное с Ххромосомой, на примере рецессивного гена гемофилии У мужчины ген гемофилии, локализованный Ххромосоме, не имеет аллеля Yxpoмосоме, то есть находится гемизиготном состоянии Следовательно, несмотря на то, что признак рецессивный, у мужчин он проявляется.

Такое наследование получило название крисскросс или крест накрест сыновья наследуют фенотипический признак матери, а дочери признак отца Законы передачи признаков, сцепленных с Ххромосомами, были впервые изучены Т Морганом Наиболее известным примером стало наследование королевской гемофилии А среди потомков английской королевы Виктории Королева Виктория была гетерозиготной и передала мутантный ген сыну гемофилику и трем дочерям Один из потомков королевы царевич Алексей России также страдал этим недугом Согласно представленной родословной, как и следует ожидать при рецессивном Xсцепленном наследовании, больны гемофилией мужчины Однако бывает и подругому Описаны семьи, родословных которых наличествуют близкородственные браки, где гемофилия средней степени выявляется и у женщин Помимо Хсцепленных, у мужчин имеются Yсцепленные признаки Они называются голандрическими Определяющие их гены локализованы тех районах Yхромосом, которые не имеют аналогов Ххромосомах Голандрические признаки также определяются только одним аллелем, а поскольку их гены находятся только Yхромосоме, то выявляются они у мужчин и передаются от отца к сыну, вернее ко всем сыновьям К голандрическим признакам относятся волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз кожа имеет глубокую исчерчен ность и напоминает рыбью чешую Слюсарев А А и др 1987 Гомологичные районы Х и Yхромосом содержат аллельные гены, с равной вероятностью встречающиеся у лиц мужского и женского пола.

У человека признаки, наследуемые через Y хромо сому, могут быть только у лиц мужского пола, а наследуемые через Ххромосо му у лиц как одного, так и другого пола Лицо женского пола может быть как гомо так и гетерозиготным по генам, локализованным Ххромосоме, а рецессивные аллели генов у него проявляются только гомозиготном состоянии Поскольку у лиц мужского пола только одна Ххромосома, все локализованные ней гены, даже ре цессивные, сразу же проявляются фенотипе Такой организм называют гемизиготным. При записи схемы передачи призна ков, сцепленных с полом, генетиче ских формулах наряду с символами ге нов указывают и половые хромосомы У человека некоторые патологиче ские состояния наследуются сцепленно с полом К ним относится, например, гемофилия медленная свертываемость крови, обусловливающая повышенную кровоточивость. Гетерозиготная женщина из поколения F 1 II выходит замуж за здорового мужчину Х AB Y, и имеет двух здоровых дочерей, одного здорового сына и двух сыновей со сцепленным наследованием генов гемофилии и дальтонизма, что соответствует законам наследования признаков, сцепленных с Ххромосомой В этом случае группа сцепления передается из поколения поколение, и кроссинговер не выявлен Если гены, образующие группу сцепления, находятся на достаточном расстоянии друг от друга, то между ними возможен кроссинговер Известны родословные, которых выявляются кроссоверные особи.

Следовательно, установленный Мен делем принцип независимого наследова ния и комбинирования признаков про является только тогда, когда гены, определяющие эти признаки, находят ся разных парах хромосом относят ся к различным группам сцепления Однако оказалось, что гены, нахо дящиеся одной хромосоме, сцеплены не абсолютно Во время мейоза, при конъюгации хромосом гомологические хромосомы обмениваются идентичными участками Этот принцип получил на звание кроссинговера, или перекреста Кроссинговер может произойти лю бом участке хромосомы, даже не скольких местах одной хромосомы Чем дальше друг от друга расположены локусы одной хромосоме, тем чаще между ними следует ожидать перекрест и обмен участками. Допустим, что к одной группе сцеп ления относятся гены А и В Между ними обнаружен перекрест 10 Следовательно, эти гены находятся на расстоянии 10 единиц морганид До пустим далее, что к этой же группе сцепления относится ген С Чтобы узнать его место хромосоме, необхо димо выяснить, какой процент пере креста он дает с обоими из двух уже известных генов Наиболее подробные карты хромо сом составлены для дрозофилы, давно ставшей классическим генетическим объектом Из растительных объектов сравнительно хорошо этом отношении изучены кукуруза и томаты, из жи вотных куры и мыши Начато со ставление карт хромосом человека Уже известны 24 группы сцепления 22 аутосомные и 2 сцепленные с полом Х и Ухромосомах.

Генетические карты хромосом стро ятся на основе гибридологического ана лиза Однако найден способ построе ниями цитологических карт хромосом для дрозофилы Дело том, что клет ках слюнных желез личинок мух об наружены гигантские хромосомы, пре вышающие размеры хромосом из дру гих клеток и содержа щие больше хромонем Оказалось, что тех случаях, когда гибридологическим методом обнаружи вались какиелибо нарушения насле дования, соответствующие им измене ния имели место и гигантских хро мосомах Так, результате сопостав ления генетических данных стало возможным построить цитологические карты хромосом Это открытие подтверждает правильность тех принципов, которые были положе ны основу построения генетических карт хромосом. Комбинативная изменчи вость Комбинативная изменчивость связана с получением новых сочетаний генов генотипе Достигается это результате трех процессов а незави симого расхождения хромосом при мей озе, случайного их сочетания при оплодотворении, рекомбинации ге нов благодаря кроссинговеру сами наследственные факторы гены при этом не изменяются, но возникают их новые сочетания, что приводит к по явлению организмов с другим геноти пом и фенотипом.

Дарвин установил, что многие сорта культурных растений и породы домаш них животных были созданы благода ря гибридизации существовавших ра нее пород Он придавал большое зна чение комбинативной изменчивости, считая, что наряду с отбором ей при надлежит важная роль получении новых форм как природе, так и хо зяйстве человека Комбинативная изменчивость широ ко распространена природе У микро организмов, размножающихся бес полым путем, появились своеобразные механизмы трансформация и транс дукция, приводящие к появлению ком бинативной изменчивости Все это говорит о большой значимости комби нативной изменчивости для эволюции. Комбинативная изменчивость распространена природе и может играть роль даже видообразовании Описа ны виды цветковых растений и рыб, совмещающие признаки двух близких ныне существующих видов Однако воз никновение видов результате только гибридизации явление редкое К комбинативной изменчивости относится явление гетерозиса или гибридная сила, мо жет наблюдаться первом поколении при гибридизации между представите лями различных видов или сортов Проявляется он форме повышенной жизнеспособности, увеличения роста и других особенностей Ярко выражен гетерозис у кукурузы, гибридизация которой дает значительный экономиче ский эффект Слюсарев А А и др.

При полиплоидии число наборов негомологичных хромосом кариотипе отличается от двух 3n 4n и Это результат нарушений митотическом цикле, когда удвоение хромосом происходит без последующего деления ядра и клетки Одной из причин подобного феномена может быть эндомитоз, при котором происходит блокирование ахроматического аппарата клетке и сохранение ядерной мембраны течение всего митотического цикла Разновидностью эндомитоза является эндоредупликация редупликация хромосом, происходящая вне клеточного деления При эндоредупликации как бы повторяются два следующих друг за другом S периода митотического цикла В результате этого последующем митозе будет наблюдаться двойной тетрашюидный набор хромосом Такие мутации чаще всего приводят к гибели плода еще эмбриогенезе Триплоидия обнаруживается 4, а тетраплоидия приблизительно 1 всех выкидышей Для индивидуумов с такими кариотипами характерны многочисленные пороки развития, том числе асимметричное телосложение, слабоумие, гермафродитизм Тетраплоидные эмбрионы погибают на ранних сроках беременности, эмбрионы же с триплоидными клетками изредка выживают, но только если одновременно с триплоидными содержат клетки с нормальным кариотипом Впервые синдром триплоидии 69, XXY был обнаружен у человека 60хх гг XX В литературе описано около 60 случаев триплоидии у детей Максимальная продолжительность их жизни составила 7 дней.

Явление, противоположное трисо мии, утрата одной хромосомы из пары диплоидном наборе, называет ся моносомией, организм моносо миком его кариотип 2 n 1 При отсутствии двух различных хромосом организм является двойным моносо миком 2 n 2 Если из диплоидного набора выпадают обе гомологические хромосомы, организм называется ну лисомиком Он, как правило, нежизнеспособен. Из сказанного видно, что гетероплои дия, нарушение нормального чис ла хромосом, приводит к изменениям строении и к снижению жизнеспособ ности организма Чем больше наруше ние, тем ниже жизнеспособность У человека нарушение сбалансирован ного набора хромосом влечет за собой болезненные состояния, известные под общим названием хромосомных бо лезней.

Симметричные транслокации межхромосомные обмены, которые возникают без нарушения распределении центромер взаимный обмен ацентрическими участками между двумя хромосомами Различают реципрокные, когда две хромосомы обмениваются участками и нереципрокные транслокации, когда участок одной хромосомы переносится на другую хромосому Для осуществления нереципрокной транслокации необходимо наличие трех разрывов двух одной хромосоме и одного другой и последующие соединения разорванных концов В особый тип выделяют так называемые Робертсоновские транслокации или слияния, которые приводят к изменению числа хромосом Они образуются при слиянии двух акроцентрических хромосом области центромеры, результате чего образуется одна метацентрическая хромосома Этот тип транслокаций получил свое название по имени исследовавшего механизм такого слияния У Р Робертсона Стандартное цитогенетическое исследование позволяет увидеть только те из симметриччных транслокаций, которые образовались результате обмена неравными по длине участками При этом морфология хромосом изменяется удлинение одной хромосомы происходит за счет укорочения другой.

Естественная генетическая изменчивость человека включает себя также генетическую отягощенность, выявляемую уже зародышевых клетках В последние годы были разработаны методы прямого хромосомного анализа сперматозоидов человека путем оплодотворения яйцеклеток хомячка Показано, что частота аномалий хромосом сперматозоидах фертильных мужчин составляет около 7 Такие хромосомные изменения приводят к раннему прекращению беременности изза связанных с аберрациями хромосом крупных аномалий развития зародыша Исследования, проведенные Европе, Америке и Японии 7080е гг позволили рассчитать пропорцию цитогенетических нарушений при возникновении аномалий беременности Показано, что спонтанные выкидыши на сроках от 5 до 28 недель, связанные с хромосомными аномалиями, составляют приблизительно 40 от общего их числа При этом ранний период от 5 до 7 недель эта частота ниже и составляет 17, 5, далее с 8 до 15 недель она повышается приблизительно до 50, снижается приблизительно до 30 период от 16 до 19 недель и падает до 10 период от 20 до 29 недель Общее представление об относительном вкладе аномалий хромосом можно получить при анализе соотношения частот их встречаемости, зарегистрированных при исследовании новорожденных, перинатальной гибели и спонтанных абортов В целом уровень естественной изменчивости человека весьма высок он составляет, около 70 различных генетических отклонений от нормы течение 70 лет жизни человека, принятых условно за среднюю продолжительность жизни Эта величина складывается из 2, 4 менделевских болезней, 0, 4 хромосомных болезней, 6 врожденных аномалий и 60 мультифакториальных болезней Таким образом, у 70 людей течение их жизни проявляется хотя бы одно серьезное генетически обусловленное отклонение от нормы, снижающее продолжительность жизни человека по сравнению с нормой, либо мешающее его нормальной работоспособности.

Химические мутагены используются для получения мутантных форм плес невых грибов, актиномицетов, бакте рий, вырабатывающих большом коли честве пенициллин, стрептомицин и другие антибиотики Химическими мутагенами повышена ферментативная активность грибов, применяемых для спиртового брожения Разработаны де сятки перспективных мутаций куль турных растений. Закон гомологических рядов на следственной изменчивости имеет пря мое отношение к изучению наслед ственных болезней человека Вопросы лечения и профилактики наследствен ных заболеваний не могут быть реше ны без исследований на животных с наследственными аномалиями, по добными встречающимся у чело века Слюсарев А А и др. В анафазе мейоза 1 к полюсам клетки расходятся хромосомы, состоящие из двух хроматид Генетический материал клетки будет 2n4c n2c n2c 28 хромосом, 56. Какую функ цию вы пол ня ют ор га ны бы чье го цепня, обо зна чен ные на ри сун ке во про си тель ным зна. Давайте вспомним, как называются эти стадии Спорофит и гаметофит Почему они так называются. Каждая гаплоидная спора одна не сливаясь ни с какой другой клеткой, то есть сама по себе, прорастая, образует новый организм вернее другую жизненную стадию организма, генетически идентичную наследственному аппарату этой одной споры. Только у нитчатых водорослей и мхов стадия гаметофита n является преобладающей У папоротников гаметофит представлен маленьким заростком, а у голосеменных и покрытосеменных вообще редуцирован до микроскопических размеров.

Из курса школьной программы по биологии надо помнить, что чередование поколений есть у некоторых паразитических простейших например, у малярийного плазмодия тип споровики, многих кишечнополостных паразитических червей тип плоские черви и некоторых насекомых. Половые клетки n после оплодотворения образуют зиготу снова 2n, развивающуюся личинку плавающую планулу. То животное, котором происходит половое размножение паразита, называется основным хозяином А животное, котором осуществляется бесполая фаза развития паразита называется промежуточным хозяином. Сахарный диабет, базедова болезнь, кретинизм, карликовость, акромегалия недостаток или избыток каких гормонов. Адреналин, тироксин, соматотропин, инсулин какими железами эндокринной системы выделяются. Микроспоры прорастают мужской гаметофит, состоящий из 2 клеток вегетативной и генеративной Генеративная клетка делится с образованием 2 спермиев, имеющих гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются на гаплоидном гаметофите путём митоза Набор хромосом Споры образуются на диплоидном спорофите путём мейоза Набор хромосом у спор.

Оказалось, что они являются постоянными структурами клеток, причем количество и морфология хромосом специфич на для каждого вида организмов Однако строение одних и тех же хромо сом очень резко отличается интерфазных и делящихся клетках В яд рах неделящихся клеток хромосомы под электронным микроскопом имеют вид слабо спирализованных и очень тонких нитей Толщина их около 14 нм, а длина 1000 мкм и более В тех же клетках, но находящихся на стадии метафазы см Митоз хромосомы хорошо видны световой микроскоп как палочковидные или нитевидные структуры Длина их у разных организмов колеблется обычно от 1 до 50 мкм, а у человека метафазные хро мосомы имеют размеры 1, 5 10 мкм Каждый вид растений и животных норме имеет строго определенное и постоянное число хромосом, которые могут различаться по размерам и форме Поэтому можно сказать, что число хромосом и их морфологические особенности являются характерным признаком для данного вида Эта осо бенность известна как правило постоянства числа хромосом Число хро мосом не зависит от уровня развития филогенетического родства оно мо жет быть одинаковым у далеких друг от друга видов и резко отличается у близких Например, у водоросли спирогиры и у сосны имеется по 24 хро мосомы, у человека 46, а у гориллы 48 В последовательных поколениях клеток одного вида организмов сохра няются не только постоянное число хромосом, но и их индивидуальные осо бенности Это происходит вследствие того, что каждая хромосома при де лении клетки воспроизводит себе подобную авторепродукция В этом вы ражается правило преемственности непрерывности хромосом.

Например, у морских беспозвоночных, таких, как моллюски, морские ежи и звезды, оплодотворение представляет собой весьма неэкономичный процесс. У многих других животных, особенно обитающих на земле, эволюционно закрепились методы внутреннего оплодотворения, которые позволяют избежать потерь половых клеток. Колонии пчел состоят из особей, развившихся путем полового размножения, а также из партеногенетических организмов И те и другие происходят из яиц, отложенных пчелойматкой Пчелиная матка скрещивается с трутнем только однажды, и затем запас сперматозоидов сохраняется у нее течение всего репродуктивного периода Из этих оплодотворенных яйцеклеток развиваются диплоидные самки рабочие пчелы и, возможно, будущие матки Яйцеклетки, отложенные неошцэдотворенными, развиваются гаплоидных трутней. Обратите внимание, что данном случае созревшем двуклеточном организме когда и передняя, и задняя клетка уже готовы поделиться первой всегда делится передняя клетка Это принципиальный момент Изза этого задней клетке, которая теперь стала третьей по счету, концентрация X быстро снизилась до 2, 5 а при такой концентрации клетка делится уже не митозом, а мейозом.

Однако вполне можно допустить, что среди исходных Protozoon опять же порядке нейтральной и безразличной изменчивости, были и такие особи, у которых механизм образования глазка всетаки мог бы сработать этой ситуации Из такого Protozoon если у него произойдет мутация нерасхождения, получатся уже не нитчатые одномерные а плоские двумерные многоклеточные организмы. Как видим, получился очень интересный онтогенез с двумя замкнутыми циклами В первом цикле основная жизненная форма сложный восемнадцатиклеточный организм, который, созрев, производит гаметы, воспроизводит точную уменьшенную копию самого себя и одновременно отпочковывает восьмиклеточный двустороннесимметричный организм с характерным обликом Второй цикл состоит том, что этот восьмиклеточный организм, произведя гаметы, автоматически возвращается к своему исходному строению.

Хочется обратить внимание на интересную особенность восьмиклеточного организма, образующего цикл 2 на последнем рисунке пространственное расположение клеток и их плотное прилипание друг к другу привели к тому, что клетки дифференцировались на два четких типа, напоминающие настоящие ткани округлые осевые клетки и сильно вытянутые боковые клетки Эти последние по своему расположению и форме явно имеют предпосылки будущем превратиться покровную ткань эпителий Кроме того, цикле 2 решающую роль играет передача вытянутыми боковыми клетками сигнального вещества X от головной клетки задним осевым клеткам Это стабилизирует систему индивидуального развития, выравнивая величину Рх вдоль продольной оси тела и предотвращая образование глазка на заднем конце Такая функция продольных клеток создает предпосылки для того, чтобы будущем на этой основе начала развиваться нервная система. Избыток Ххромосом организме компенсируется их интерфазной спирализацией и инактивацией Поэтому анеуплоидии по Ххромосомам клинически проявляются небольшими отклонениями физическом развитии и интеллекте. Механизмы поддержания постоянства генетического материала ряду клеточных поколений и их нарушения основные типы деления эукариотических клеток.

Митоз от греч mitos _ нить _ непрямое деление клеток, сопровождающееся спирализацией хромосом Митозом делятся соматические клетки, результате чего дочерние клетки получают точно такое набор хромосом, какой имела материнская клетка В митозе выделяют несколько фаз профаза, метафаза, анафаза и телофаза На разных стадиях митоза происходит спирализация хромосом, расположенных области экватора, формирование ахроматинового веретена деления, расхождение дочерних хроматид к полюсам клетки и формирование дочерних клеток. Клетка своей жизни проходит разные состояния фазу роста и фазы подготовки к делению и деления Клеточный цикл переход от деления к синтезу веществ, составляющих клетку, а затем опять к делению можно представить на схеме виде цикла, котором выделяют несколько. Жизнь клетки и переход от одной фазы клеточного цикла к другой регулируется изменением концентраций белков циклинов как это показано на рисунке.

В яйцеклетке накапливаются питательные вещества, необходимые дальнейшем для развития зародыша, поэтому яйцеклетка это очень крупная клетка, и когда она делится, цель сохранить питательные вещества для будущего зародыша, поэтому деление цитоплазмы несимметрично Для того чтобы сохранить все запасы цитоплазмы и при этом избавиться от ненужного генетического материала, от цитоплазмы отделяются полярные тельца, которые содержат очень мало цитоплазмы, но позволяют поделить хромосомный набор Полярные тельца отделяются при первом и втором делении мейоза подробнее о том, что происходит с полярными тельцами растений Макееве.

Яйцеклетка после выхода из фолликула сохраняет жизнеспособность примерно 2448 часов Спермии же после попадания половые пути женщины жизнеспособны до 23 суток, далее они могут быть подвижны, но не способны к оплодотворению Поэтому оплодотворение возможно течение 23 дней до и 12 дней после овуляции В остальное время зачатие произойти не может Но на самом деле скачок температуры происходит не точно при овуляции, а при изменении концентрации гормонов, овуляцию вызывающих, поэтому точность определения дня овуляции по температурному графику составляет примерно 2 дня Поэтому оплодотворение может произойти 3 2 5 дней до овуляции и 2 2 4 дня после овуляции дней цикла Осторожные люди прибавляют еще по 12 дня с каждой стороны Остальные дни считаются безопасными Хотелось бы отметить, что цикл подчиняется эмоциональной регуляции, например, во время войны изза тяжелой жизни, недоедания у женщин прекращались менструации, это явление называется аменорея военного времени Однако описаны случаи, когда муж приезжал домой с фронта на 2 дня, за эти 2 дня у женщины происходила овуляция независимо от фазы цикла, и впоследствии рождался ребенок О том, что физиологические процессы достаточно сильно могут регулироваться нервной системой, показывает процесс родов у обезьян У человека первые роды длятся примерно 24 часа, а у обезьян всего несколько часов, причем начинаются они обычно во время, когда стадо находится на стоянке То есть к утру, когда стадо собирается отправляться путь, мама готова путешествовать дальше с новорожденным Если по какимто причинам процесс родов к утру не завершился, а стадо уже готово идти дальше, то роды останавливаются, так как стадные животные не должны отставать от своих сородичей, и уже потом при новой остановке, роды возобновляются.

Из школьного вы помните, что при развитии эмбриона ланцетника образуется бластула полый клеточный шарик, из которой получается двуслойная гаструла путем инвагинации впячивания одной стороны бластулы внутрь. Цитоплазма яйцеклетки не гомогенна, ней асимметрично распределены различные биологически активные компоненты. У эмбриона уже определены оси тела, число и ориентация сегментов тела, из которых затем развиваются части тела взрослой мухи Эти процесс контролируются различными наборами генов, которые называются морфогены Они кодируют белки, которые регулируют экспрессию других генов, отвечающих за формирование органов. Апогамия греч апо из, от, без и гамия половой процесс Половой процесс у растений без участия гамет Их роль выполняют антиподы или синергиды у цветковых растений, а у высших споровых клетки заростка Зародыш формируется гаплоидный или диплоидный некоторые представители семейства злаковых, сложноцветных, розоцветных, пасленовых, рутовых цитрусовых. Кариотип греч карион ядро, типос форма, образец совокупность внешних признаков хромосомного набора число, форма, размер хромосом, характерных для данного вида Обычно описание кариотипа проводят на стадии метафазы.

Оплодотворение процесс слияния яйцеклетки со сперматозоидом Яйцеклетка женская гамета половая клетка у животных образуется яичниках Она формируется результате оогенеза и содержит гаплоидный набор однохроматидных хромосом n с Яйцеклетка млекопитающих открыта 1828 русским ученым К М Бэром Она покрыта наружной клеточной мембраной с многочисленными ворсинками, имеет цитоплазму, ядро и запасные питательные вещества Икринка рыбы, яйцо птицы это крупные яйцеклетки, покрытые прочными покровами и содержащие запасы питательных веществ Но у большинства животных яйцеклетки остаются яичниках и внутренних половых органах их размер 50180 мкм, где они оплодотворяются и проходят дальнейшее развитие Сперматозоид мужская гамета половая клетка всех организмов Сперматозоиды были открыты 1677 голландским естествоиспытателем А Левенгуком Он же ввел этот термин от греч сперма семя, зоон животное, живое семя, живчик Сперматозоиды образуются результате сперматогенеза семенниках Содержат гаплоидный набор однохроматидных хромосом n с У человека и млекопитающих сперматозоиды определяют пол будущего организма, так как половина их несет половую Ххромосому, а половина Y хромосому У птиц, некоторых рыб, бабочек все сперматозоиды несут одинаковые половые хромосомы и на пол не влияют Сперматозоиды очень маленькие подвижные клетки размером 310 мк Они состоят из головки и жгутикоподобного хвостика В головке находится клеточное ядро, а передней части цитоплазмы головки комплекс Гольджи акросома В переходной части между головкой и хвостиком имеются две центриоли и спиралевидные митохондрии Благодаря волнообразным сокращениям хвостика сперматозоиды активно передвигаются В яйцеклетку сперматозоиды проникают через мембрану Несмотря на то что у яйцеклетки оказывается сразу несколько сперматозоидов, с ядром сливается только один цитоплазмы половых клеток также сливаются В результате оплодотворения зиготе получается набор парных хромосом половина хромосом отцовского, половина материнского происхождения В зиготе заложены новые комбинации генов.

Профаза I мейоза I самая продолжительная фаза первого деления мейоза Она включает себя большое количество различных процессов, поэтому ее подразделяют на пять стадий 1 Лептотена фаза тонких нитей Происходит спирализация хромосом, они укорачиваются и становятся видимыми световой микроскоп как обособленные структуры 2 Зиготена фаза парных нитей Гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и образуют пары биваленты тетрады Так как каждая из гомологичных хромосом имеет собственную центромеру, то биваленте имеется две центромеры Начинается конъюгация хромосом 3 Пахитена фаза толстых нитей Завершение конъюгации Дальнейшее уплотнение упаковки хромосомного материала, усиление спирализации хромосом В бивалентах происходит расщепление каждой хромосомы на две хроматиды, которые остаются при этом соединенными нескольких точках при помощи своих центромер, а также хиазм, возникших при конъюгации Происходит кроссинговер обмен гомологичными участками гомологичных хромосом После завершения кроссинговера гомологичные хромосомы не расходятся, а остаются связанными бивалент тетраду вплоть до анафазы 4 Диплотена фаза удвоенных нитей Гомологичные хромосомы несколько отходят друг от друга, оставаясь связанными при помощи хиазм 5 Диакинез фаза расходящихся хромосом Исчезают ядерная оболочка и ядрышко Центриоли, если они есть, мигрируют к полюсам клетки Уменьшается число хиазм, хромосомы перемещаются плоскость экватора Образуются нити веретена деления.

Чередование поколений смена полового и бесполого поколений цикле развития некоторых животных кишечнополостные, некоторые членистоногие и растений, различающихся способом размножения У животных, например некоторых медуз, половое поколение представлено свободноплавающими одиночными медузами, а бесполое сидячими полипами, образующими колонии, от которых путем почкования отделяются новые особи У большинства растений одно поколение имеет гаплоидный набор хромосом клетках это обычно половое поколение, дающее гаметы, гаметофит, а другое диплоидный обычно это бесполое поколение, дающее споры, спорофит У водорослей, папоротников это различные организмы у мхов, голосеменных и покрытосеменных половое и бесполое поколения находятся на одной особи см рис.

Клеточный цикл жизненный цикл клетки существование клетки от момента её возникновения результате деления материнской клетки до её собственного деления или смерти Продолжительность клеточного цикла зависит от типа клетки, её функционального состояния и условий среды Клеточный цикл включает митотический цикл и период покоя В период покоя G 0 клетка выполняет свойственные ей функции и избирает дальнейшую судьбу погибает либо возвращается митотический цикл В непрерывно размножающихся клетках клеточный цикл совпадает с митотическим циклом, а период покоя отсутствует Митотический цикл состоит из четырёх периодов пресинтетического постмитотического G 1 синтетического S, постсинтетического премитотического G 2 митоза М Первые три периода это подготовка клетки к делению интерфаза, четвёртый период само деление митоз. При митозах гибридных ядер у грибов них шаг за шагом происходит элиминация удаление избыточных хромосом Иногда при этом наблюдается рекомбинация обмен участками между парными хромосомами, образование новых сочетаний генетического материала Разные ядра, образовавшиеся после упрощения гибридного ядра, имеют разные по происхождению части хромосом.

Затем клетках, которые стали гаплоидными, хромосомный набор удваивается при эндомитозе внутреннем митозе, удвоением хромосом без деления Получается диплоидная клетка с двумя идентичными хромосомными наборами Между ними происходит рекомбинация, которая типичном случае ничего не меняет одинаковые хромосомы обмениваются идентичными участками В результате получаются гаметы, несущие хромосомный набор одного из родительских видов без изменений, клонально Поскольку клонально передаётся лишь один геном, такое размножение называется полуклональным гемиклональным Кроме зелёных лягушек, оно найдено ещё некоторых группах животных. Для меня очевидно, что особенности эволюции, способы выработки приспособлений, механизмы передачи и изменения генов разные у бесполых видов, парасексуального пеницилла, людей и других животных с типичным половым циклом, полуклональных зелёных лягушек и совсем уж невероятных пуштунских жаб И не думайте, что неожиданности, на которые можно наткнуться при изучении способов размножения разных видов, исчерпаны. Кстати, пуштунская жаба уже не одинока Мои коллеги из СанктПетербурга нашли подобный вид на Памире, а прошлом году ещё один Западных Трансгималаях Подождём, что станет известно о способах размножения новых находок. Гаплоидный набор превращается диплоидный при оплодотворении происходит слияние двух гаплоидных гамет, получается диплоидная зигота. Решение задач на количество хромосом 1 Надо понять, где дано количество хромосом.

В яйцеклетке домашней кошки 19 хромосом, сколько хромосом клетке её мозга В ответ запишите только количество хромосом. Определите число хромосом телофазе митоза клетках эндосперма семени лука, если клетки корешков лука содержат 16 хромосом В ответ запишите только количество хромосом.

Нам предстоит посвятить несколько лекций эволюции Похоже, очевидное сходство нас с обезьянами и прочими зверями все же не осознавалось людьми течение пары тысяч лет, но там сравниваются слишком эмоционально нагруженные вещи Однако вот мы погружаемся микромир, область молекул и клеточных структур, с которыми у нас не связано никаких архетипов, образов и эмоций, мир вещей практически невидимых, которые мы можем воспринимать только с помощью интеллекта Мы видим одни и те же нуклеотиды и аминокислоты, тот же генетический код, те же плазматические мембраны и то же время сталкиваемся с разными способами организации этих мембран, клеточного деления и И мы не можем рассматривать это иначе как указания на ту или иную степень родства, которой связаны все живые организмы Поэтому любое рассмотрение основ биологии с необходимостью эволюционной и иначе быть не может, так как все биологические объекты действительно возникли ходе эволюции от общего корня Тем, кому дорога идея творца, не удастся закрыть глаза на эту совершенно очевидную эволюционную преемственность и придется заключить, что она свидетельствуют как минимум об эволюции творческих замыслов божественном интеллекте Но если эти замыслы действительно творческие, будучи помыслены, материализуются, то мы будем опятьтаки иметь эволюцию материальном мире Позже мы увидим, что и с точки зрения механизмов эволюции творец оказывается излишней гипотезой.

Такой механизм есть Он называется мейозом Позже мы рассмотрим, как он происходит, но сейчас важно отметить, что мейоз это процесс, который умеет разделять каждую пару гомологичных хромосом диплоидной клетки и помещать каждый гаплоидный набор хромосом по разным гаплоидным клеткам Тем самым открывается возможность для нового слияния гаплоидных клеток с образованием диплоидной зиготы. Преднамеренно не конкретизируем, о каких клетках идет речь Сейчас нам важно усвоить абстрактный принцип и не ассоциировать его ни с каким конкретным примером Принцип состоит том, что у эукариот любая форма жизни существует посредством чередования двух фаз гаплоидной и диплоидной Принято говорить о гаплоидном и диплоидном поколениях Нас сейчас это может немного сбить с толку, так как мы с вами находимся на уровне клеток Каждая фаза может быть представлена множеством поколений клеток, размножающихся путем митотического деления, при котором диплоидное или гаплоидное состояние строго воспроизводится, то есть без смены фазы Терминология, связанная с поколениями, возникла при рассмотрении многоклеточных организмов Однако каждая фаза может быть представлена и единственной клеткой, которая не делится путем митоза Смена гаплоидной фазы на диплоидную происходит при слиянии двух гаплоидных клеток оплодотворении Смена диплоидной на гаплоидную происходит результате мейоза.

Сказка начинается так Эдемском саду некоей хромосоме некоего индивидуума случился хороший ген, очень полезный данных условиях Неважно, откуда он взялся, наверное, образовался результате благоприятной мутации Или его экспериментатор подсадил Или вообще бог, а он, говорят, был большой экспериментатор И неважно, что это за индивидуум одноклеточный или многоклеточный Пусть этот ген дает своему носителю большие уши А другой хромосоме некоего другого индивидуума случился другой хороший ген, тоже полезный тех же условиях среды Эдемского сада Пусть он дает этому индивидууму более длинные зубы Неплохими персонажами мы населили Эдемский сад, не правда ли А как вы помните, Эдемском саду индивидуумы не знали греха И следовательно, полового процесса совсем не знали Немного отойдем от библейской ситуации к более жизненной Пусть эти индивидуумы умеют размножаться бесполым образом, точно себя копировать это еще называется клонировать И что будет результате В результате все менее удачные варианты будут вытеснены частности, Красная Шапочка будет выедена под корень, а сад наполнится двумя клонами ушастым и зубастым, которые и будут конкурировать друг с другом, пока небольшие преимущество одного не приведут к тому, что он вытеснит другой Скорее всего зубастые съедят всех ушастых что сделать им будет нелегко, так как те их издалека слышат и будут дальше радостно есть уже друг друга Или один из них вымрет совершенно случайно.

Мы увидим далее, что ходе мейоза даже гомологичные хромосомы умеют обмениваться своими генами А ходе оплодотворения более или менее случайно сливаются самые разные гаплоидные клетки Если мы можем вырастить новую особь из зиготы, где объединились клетки, хромосомах которых закодированы разные полезные признаки, то эта особь может получить оба этих признака Таким образом возникают удачные сочетания разных признаков, которые и наследуют Землю.

Казалось бы, это хорошо, но здесь имеется палка о двух концах Под прикрытием одной из работающих копий аллелей гена диплоидных ядрах дефектная копия аллель выживает и воспроизводится путем репликации И таких дефектных копий может накопиться среди разных генов весьма много При перетасовке аллелей ходе полового процесса два дефектных аллеля могут встретиться и такая клетка погибнет, даже будучи диплоидной Получается, что помехоустойчивость диплоидных клеток оборачивается накоплением скрытых мутаций Чередование диплоидной и гаплоидной фаз помогает и этом случае Диплоидная фаза выживает, даже если один из аллелей дефектен В гаплоидной фазе должно бы происходить очищение от скрытых леталей, так как каждый аллель остается наедине сам с собой Однако у многоклеточных гаплоидной фазе работают далеко не все гены, поэтому летали действительно накапливаются до определенного уровня генах, призванных работать только диплоидной фазе Люди диплоидные организмы, и каждый из нас несет себе десятки леталей дефектных аллелей генов, которые привели бы к гибели, случись они обоих гомологичных хромосомах Что же предпочесть. Профаза заканчивается, ядерная мембрана фрагментируется, начинается метафаза первого деления мейоза. Рис 2 Диплоидный набор хромосом 2n 94 у самого примитивного вида муравьев Nothomyrmecia macrops Австралия по Imai et al 1991, линия соответствует 10. Большой разброс числе хромосом встречается пределах не только таксономических групп, но и среди некоторых видов муравьев рис.

Таблица 2 Диплоидные наборы хромосом у муравьев родов Formica и. По Hauschteck, Jungen, 1976 Rosengren et al 1980 и др полный список источников приведен. Сходный пример кариотипического консерватизма обнаружен у жуков Когда 1985 канадский энтомолог Д Меддисон исследовал 205 видов относящихся к 48 подродам мелких жужелиц рода Bembidion то оказалось, что у 176 из них абсолютно одинаковый кариотип 2n 22 XY Однако эти роды очень большие и даже огромные около 1000 видов жужелиц Bembidion более 300 видов и подвидов муравьев Formica и порядка 100 Lasius, а кариотип исследован пока у небольшого числа их представителей Выяснить, сохраняется ли консерватизм числе хромосом и у других видов этих родах, было бы, конечно, очень интересно. В период размножения первичные половые клетки делятся путем митоза, результате чего увеличивается их количество. Перекомбинирование наследственных задатков возникает, кроме того, и результате обмена участками между гомологичными хромосомами, происходящего мейозе. У особей мужского пола все четыре гаплоидные клетки, образовавшиеся результате мейоза, дальнейшем преоб разуются гаметы сперматозоиды У особей женского пола вследствие неравномерного мейоза лишь из одной клетки получается жизнеспособное яйцо Три другие дочерние клетки гораздо мельче, они превращаются так называемые направительные, или редукционные, тельца, вскоре поги бающие.

Биологический смысл образования только одной яйце клетки и гибели трех полноценных с генетической точки зрения направительных телец обусловлен необходимостью сохранения одной клетке всех запасных питательных веществ, которые понадобятся для развития будущего зародыша. Период формирования состоит приобретении клетками определенной формы и размеров, соответствующих их специфической функции. У организмов, размножающихся половым путем, имеются две категории клеток диплоидные и гаплоидные К первым относятся соматические и предшественницы половых клеток, ко вторым зрелые половые гаметы. Хромосомы с помощью белковых скоплений прикрепитель ны1х дисков закреплены обоими своими концами на внутренней мембране ядерной оболочки ядерная оболочка сохраняется, ядрышко хорошо видно. К концу зиготены каждая пара гомологичных хромосом связана между собой с помощью синаптонемальных комплексов Лишь половые хромосомы X и Y конъюгируют неполностью, так как они неполностью гомологичны.

Если слияние клеток и ядер происходит регулярно, и каждый раз количество хромосом удваивается, то должен существовать механизм, способный снова разделять два гомологичных набора хромосом диплоидного ядра И такой механизм с необходимостью должен быть более сложным Этот механизм называется мейозом Он представляет собой процесс, разделяющий каждую пару гомологичных хромосом диплоидной клетки и помещающий каждый гаплоидный набор хромосом две разные гаплоидные клетки Тем самым открывается возможность для нового слияния гаплоидных клеток с образованием диплоидной зиготы В результате, у эукариот любая форма жизни существует посредством чередования двух фаз гаплоидной и диплоидной Каждая фаза может быть представлена множеством поколений клеток, размножающихся путем митотического деления, при котором диплоидное или гаплоидное состояние строго воспроизводится, то есть без смены фазы Однако, каждая фаза может быть представлена и единственной клеткой, которая не делится путем митоза Смена гаплоидной фазы на диплоидную происходит при слиянии двух гаплоидных клеток оплодотворении Смена диплоидной на гаплоидную происходит результате мейоза.

Казалось бы, присутствие для страховки двух копий любого гена это хорошо, но это палка о двух концах Под прикрытием работающего аллеля гена диплоидных ядрах дефектный аллель выживает и воспроизводится И таких дефектных копий гетерозиготе может накопиться среди разных генов весьма много При перетасовке аллелей ходе полового процесса два дефектных летальных аллеля могут встретиться гомозиготе, и такая клетка погибнет, даже будучи диплоидной Получается, что помехоустойчивость диплоидных клеток оборачивается накоплением скрытых вредных мутаций Чередование диплоидной и гаплоидной фаз помогает и здесь Диплоидная фаза часто выживает, даже если один из аллелей дефектен В гаплоидной фазе должно бы происходить очищение от скрытых леталей, так как каждый аллель гемизиготе остается наедине сам с собой Однако у многоклеточных организмов гаплоидной фазе работают далеко не все гены, поэтому летали действительно накапливаются до определенного уровня генах, призванных работать только диплоидной фазе Что же предпочесть.

Видный отечественный цитогенетик Александра Алексеевна Прокофьева Бельговская любила задавать вопрос чем отличается мейоз от митоза и утверждала, что никто никогда ей не ответил правильно Повидимому, под правильным она понимала чтото сугубо свое Нам нужно уяснить, что, несмотря на фонетическое сходство названий, это не совсем сопоставимые понятия Митоз это определенный механизм деления эукариотической клетки, при котором достигается точное расхождение двух хроматид каждой хромосомы два ядра дочерних клеток Мейоз более сложный процесс, включающий два клеточных деления, главная суть которого точное расхождение разные клетки гомологичных хромосом. В профазе мейоза происходит важнейшее событие мейотическая рекомбинация, или кроссинговер ходе которого хроматиды разных гомологов обмениваются участками.

Кинетохоры двух сестринских хроматид каждого гомолога присоединены к микротрубочкам, отходящим от одного полюса В митозе от противоположных полюсов Как вы помните, метафазе митоза хромосомы собирались экваториальной плоскости клетки за счет натяжения микротрубочек, которое их же и стабилизировало Это натяжение обеспечивалось связью центромер двух сестринских хроматид друг с другом В метафазе первого деления мейоза обе сестринские хроматиды выступают как одно целое по всей длине, а натяжение микротрубочек обеспечивается связью гомологов посредством хиазм В этом состоит достаточно неожиданная механическая функция рекомбинации гомологов Сложно сказать, какая функция кроссинговера важнее механическая стабилизация метафазы и тем самым обеспечение правильного расхождения гомологов первом делении мейоза или генетическая перетасовка генов и какая возникла раньше Повидимому, механическая первична и более важна как мы помним, одного случайного расхождения гомологов достаточно, чтобы породить астрономическое разнообразие генотипов Но у большинства известных организмов они удачно дополняют друг друга.

В курсе цитологии вам демонстрировали показательный пример с дрожжами очень просто устроенными, почти одноклеточными грибами Есть два рода дрожжей, которые не оченьто и родственны друг другу пекарские Sa с charomyces cerevisiae и пивные Schizosaccharomyces pombe Первые размножаются почкованием, вторые делением Жизненная стратегия у них сходная сбраживание сахаров Однако общего между ними не так уж и много хотя оба рода принадлежат к аскомицетам, их эволюционные линии разделились от 300 до 600 млн лет назад то есть примерно начале фанерозоя то есть то время, с которого начинается палеонтологическая летопись S cerevisiae как правило всю жизнь проводит диплоидной фазе, причем основном на стадии клеточного цикла G1 Потом проходит мейоз, образуются половые клетки, которые способны, не делясь, сливаться с восстановлением диплоидной фазы При этом у дрожжей существует два половых класса, a и, и сливаться способны только гаплоидные клетки разных половых классов Однако и гаплоидная фаза может размножаться митозом, и почти все лабораторные штаммы пекарских дрожжей также живут гаплоидной фазе, что для генетиков удобнее А S pombe норме всю жизнь гаплоидной фазе, причем основном на стадии жиненного цикла G2 так что клетка случае обоих дрожжей содержит две копии генома, гомологичные у первого рода и идентичные во втором На определенной фазе две клетки сливаются зиготу, которая, не делясь митозом, претерпевает мейоз.

Казалось бы, это наиболее подходящий жизненный цикл для простейших Но даже среди простейших, и даже у хламидомонад он встречается виде исключения У других хламидомонад гаметы разных половых классов бывают разного размера анизогамия, причем более крупный может терять жгутики и подвижность вместе с ними оогамия. Грибы можно назвать многоклеточными лишь формально большая часть жизни у них проходит виде мицелия нитей одну клетку толщиной, так что все клетки имеют возможность свободного химического взаимодействия со средой и большинство проблем, характерных для многоклеточных, у грибов просто не возникает Разные группы грибов демонстрируют весьма экстравагантные жизненные циклы К аскомицетам сумчатым грибам лат asca сумка относятся сморчки и многие плесени От аскомицетов за счет вторичного упрощения произошли дрожжи кроме того, к ним относится важный генетический объект нейроспора Мицелий аскомицетов гаплоиден и подразделен на клетки, однако они могут быть многоядерными, а перегородки между клетками не сплошные Возникает он после прорастания споры или вегетативной споры конидия.

Гаплоидный мицелий нейроспоры способен расти, со скоростью до 10 см день, на питательной среде на основе агара, содержащей соли, витамин биотин и углеводы качестве источника углерода Через несколько дней после того, как мицелий прорастает из споры, образуются воздушные гифы, на которых формируются круглые вегетативные споры оранжевого цвета макроконидии со временем оранжевую окраску приобретает и сам мицелий.

Давайте еще раз вспомним известные вам из цитологии механизм мейоза и такое явление, как кроссинговер Мы с вами вплотную займемся кроссинговером дальнейшем и будем работать с ним на генетическом уровне, то есть, не видя самого события и судя по нему по поведению признаков скрещиваниях Сейчас мы находимся промежуточной ситуации самого кроссинговера мы не видим, но остаемся пока на цитологическом уровне, то есть, видим клетки продукты мейоза на тех местах, которых они образовались Представим, что кроссинговер произошел между центромерой и локусом cys 3 что произойдет этом случае Каждый акт кроссинговера вовлекает одну из сестринских хроматид каждого гомолога, которые этой точке разрываются и сшиваются крестнакрест каждом гомологе вторая сестринская хроматида остается интактной В первом делении мейоза гомологи расходятся, влекомые центромерами, которых сестринские хроматиды остаются соединенными друг с другом В случае кроссинговера каждая из вовлеченных него хроматид за точкой обмена будет представлена хроматидой противоположного гомолога Соответственно, если до мейоза гомологи несли разные аллели неких локусов, то при расхождении гомологов первом делении мейоза каждую из двух клеток диады попадут идентичные аллели локусов, расположенные между центромерой и точкой обмена так как это по прежнему сестринские хроматиды, но оба аллеля локусов, расположенных за точкой обмена относительно центромеры поскольку у одной из двух хроматид гомолога фрагмент между этой точкой и концом хромосомы будет обменен на несестринскую Во втором делении мейоза обе хроматиды гомолога расходятся, вместе со всеми своими аллелями, случайным образом, далее у нейроспоры они проходят еще один митотический цикл и дают две идентичные споры Именно это мы и наблюдаем на фотографии все выглядит так, как если бы двойки темных и бледных спор располагались аске случайным образом Впрочем, на такой небольшой выборке мы не можем сказать этого наверное Более того, кроссинговер процесс случайный Нам должны попадаться и аски, которых кроссинговер между центромерой и локусом cys 3 не имел места такие аски должны выглядеть как две разноокрашенных четверки, но они неотличимы от асок, которых четыре двойки случайно разошлись именно таким образом Кроме того, нам могут встретиться случаи, когда кроссоверный обмен вступили обе хроматиды каждого гомолога, и тогда бы мы снова имели одинаковые аллели дистальнее точек этих обменов Или одна и та же хроматида могла дважды вступить кроссоверный обмен между центромерой и cys 3 Нетрудно понять, что при этом восстановились бы родительские сочетания центромеры и аллелей локуса cys 3 и мы не отличили бы такие случаи от случаев, когда кроссинговера не было.

Еще раз отмечу, что нашем случае, наблюдая споры аске, мы визуализуем две точки на хромосоме, несущей локус cys 3 сам этот локус, по скорости окраски споры, и центромеру по позиционной информации поскольку именно за нее гомологи и хроматиды растаскиваются к разным полюсам клетки соответственно первом и втором делении мейоза В любом случае именно первые и последние четыре споры аске потомки двух клеток диады наследуют одну из двух центромер гомологов, а пределах этих четверок две первые и две последние споры наследуют одну из двух центромер сестринских хроматид Остальные локусы попадают соответствующие клетки вместе со своими или чужими центромерами зависимости от того, имели ли место события кросоверного обмена между ними и центромерой и если имели, то сколько. Иногда асках нейроспоры можно наблюдать и такие варианты распределения спор по окраске.

Но яйцеклетка гамета, результат мейоза В ходе мейоза из одной клетки получается четыре Необходимые вещества, как правило запасаются до делений мейоза часто его профазе, и эти запасы не делятся между четырьмя клетками В огромных яйцеклетках, таких как у птиц, ядро расположено возле поверхности, и оба деления проходят этой же небольшой области поверхности Как следствие, женский мейоз всегда неравный Четыре клетки образуются, но только одна из них наследует большую часть цитоплазмы и становится яйцеклеткой или макроспорой у растений Три другие почемуто называются направительными тельцами и погибают Вы, возможно, заметили, что таким же образом поступают с лишними ядрами, образовавшимися мейозе, и многие простейшие Для нас немаловажно, что выбор из четырех ядер или клеток того той, которая станет яйцеклеткой случаен и не зависит от его ее генотипа В яйцеклетке этот выбор определяется ориентацией веретен деления, которая не зависит от того, какие гены скрываются расходящихся хромосомах Поскольку сестринские хроматиды идентичны с точностью до мутаций, возникших мейоците после Sпериода, вероятность которых ничтожна, а гомологи, происходящие от разных родителей, могут различаться, то генотип яйцеклетки определяется случайным выбором из двух возможных аллелей, эквивалентным подбрасыванию монетки Впрочем, редко существует такое явление как мейотический драйв предпочтительное, то есть с вероятностью более 1 2, попадание при мейозе какогото гена или хромосомы именно яйцеклетку Всякий раз для этого создаются специальные цитогенетические механизмы, общих механизмов мейотического драйва не существует Так ведут себя, например, сверхчисленные, или В хромосомы это хромосомы, которые не несут полезной генетической информации и присутствие которых не обязательно или даже слегка вредно для нормальной жизнедеятельности клетки.

Итак, мы рассмотрели половой процесс У всех эукариот он содержит слияние двух гаплоидных ядер с образованием диплоидного ядра и мейотическое деление диплоидного ядра с образованием четырех гаплоидных Смысл этого процесса перекомбинации сочетаний генов вопервых, при случайном расхождении гомологичных хромосом к одному из двух полюсов первого деления мейоза, вовторых, изза кроссинговера профазе этого деления Кроме того, диплоидное и дикариотическое состояние дает генетическому аппарату клетки определенную помехоустойчивость Если первый выигрыш состоит генерации изменчивости при размножении, то второй защите от изменчивости индивидуальном развитии Важно и то и другое Как именно совместить оба варианта, каждая филогенетическая группа решала эволюции самостоятельно. Источник Краснодембский Е Г Общая биология Пособие для старшеклассников и поступающих вузы. Мейоз включает два последовательных деления В каждом мейотическом делении выделяют четыре стадии профазу, метафазу, анафазу и телофазу Первое мейотическое деление называют редукционным В результате из одной клетки с диплоидным набором хромосом образуются две с гаплоидным. Метафаза I характеризуется тем, что биваленты хромосом располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку К ним прикрепляются нити веретена деления. Анафаза II центромеры делятся и тянут за собой к противоположным полюсам отделившиеся друг от друга хроматиды, называемые хромосомами.

В центролецитальных яйцеклетках желток находится вокруг ядра По периферии клетки расположена свободная от желтка цитоплазма Такие яйцеклетки характерны для членистоногих. У млекопитающих овоциты первого порядка формируются очень рано и остаются на стадии профазы I у человека это происходит между 3м и 8м месяцами эмбрионального развития до тех пор, пока самка не достигнет половой зрелости После этого под влиянием гормонов периодически созревает небольшое количество овоцитов, которые завершают первое деление мейоза и превращаются овоциты второго порядка Последние претерпевают второе деление мейоза и становятся зрелыми яйцеклетками. II период период роста Образуются овоциты первого порядка, которые до полового созревания остаются на стадии профазы первого мейотического деления Овоциты первого порядка на этой стадии могут оставаться десятки лет С наступлением половой зрелости каждый месяц один из овоцитов первого порядка увеличивается размерах, окружается фолликулярными клетками, обеспечивающими питание. Ядерная оболочка сперматического ядра распадается на мелкие пузырьки, что делает возможным воздействие цитоплазмы яйца на компактный хроматин спермия.

После проникновения спермия цитоплазму яйца мужской пронуклеус совершает поворот на 180 градусов, так, что центриоль спермия оказывается расположенной между мужским и женским пронуклеусами Микротрубочки, отходящие от центриоли спермия, удлиняются и приходят контакт с женским пронуклеусом, после чего оба пронуклеуса перемещаются навстречу друг другу Этот процесс у млекопитающих продолжается около 12 часов. Объединение половых клеток и восстановление диплоидного набора хромосом происходит результате оплодотворения. Хвойные растения ветроопыляемые Их пыльца переносится на семязачатки движением воздуха В начале лета семенные чешуи шишке сосны несколько раздвигаются семязачатки мегаспорангии готовы к приёму пыльцы Обильное количество пыльцы, доставляемое ветром, попадает промежутки между семенными чешуями и задерживается так называемыми рыльцевыми расширениями края микропиле пыльцевхода К этому времени микропиле начинает выделять опылительную жидкость Пыльцевые зёрна смачиваются этой жидкостью и погружаются неё В результате пыльцевые зёрна как бы засасываются внутрь и достигают верхушки мегаспорангия нуцеллуса, где и прорастают Благодаря воздушным мешкам, играющим роль своеобразных поплавков, пыльцевые зёрна по мере продвижения по каналу микропиле семязачатка всегда ориентированы по направлению к нуцеллусу В таком положении пыльцевое зерно легко прорастает.

Цветок может считаться как спорофитом, органом бесполого размножения так как он производит микроспоры и мегаспоры так и гаметофитом органом полового размножения так как из микроспор развиваются мужские гаметы спермии, а из мегаспор женские яйцеклетки. Чередование поколений у высших растений, закономерная смена жизненном цикле организмов генераций, различающихся способом размножения это приспособление к выживанию меняющихся условиях внешней среды. Непростительные ошибки фильмах, которых вы, вероятно, никогда не замечали Наверное, найдется очень мало людей, которые бы не любили смотреть фильмы Однако даже лучшем кино встречаются ошибки, которые могут заметить зрител. Плотнолежащие промежуточном отделе вокруг осевой нити митохондрии образуют приблизительно 14 витков спирали Повидимому, первую очередь они обеспечивают энергией сократительные элементы сперматозоида В главном отделе хвостика 9 пар осевых филаментов окружены кольцевыми фибриллами, которые скрепляются двумя продольными толстыми тяжами В концевом отделе хвостика кольцевые фибриллы отсутствуют, пучок осевых фибрилл, образующих осевую нить, заключен гомогенную массу и одет с поверхности плазмолеммой Таким образом, здесь мы встречаемся со строением, характерным для всех ресничек и жгутиков.

Зрелая яйцевая клетка имеет шарообразную форму ее диаметр у человека 135 мк Она всегда одета микроскопически видимой оболочкой и по своей структуре отличается от соматических клеток, главным образом, двумя признаками Вопервых, ней более или менее резко сдвинуто пользу цитоплазмы ядерноцитоплазменное отношение, что объясняется накоплением теле ооцита период роста питательных веществ для нужд будущего эмбриона Вовторых, ней отсутствует клеточный центр, который исчезает тот же период роста Клеточный центр вносит яйцеклетку при оплодотворении сперматозоид, и вслед за этим начинается митотическое деление зиготы организма, находящегося на одноклеточной стадии онтогенеза. Сравнительно недавно обнаружена была еще одна аномалия хромосомного набора тип XYY Животные сверхсамцы с лишней Yхромосомой отличаются большой силой и агрессивностью Мужчины с двумя Yхромосомами отличаются высоким ростом выше 180 см, большой физической силой, но пониженными умственными способностями Как и у нормальных мужчин, интерфазные ядра их соматических клеток не содержат полового хроматина. Желаем всем успешной работы с предлагаемым учебным пособием и надеемся, что книга окажет помощь овладении биологическими знаниями. Интерфаза это фаза жизненного цикла между двумя делениями клетки Она характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белков, нуклеиновых кислот, углеводов, липидов, накоплением клеткой питательных веществ, увеличением количества всех его органелл, ростом и увеличением объема.

В настоящее время клеточный цикл и митоз изучаются на отдельных изолированных клетках Клеточную популяцию, полученную от одной исходной материнской клетки, называют клоном. Рис 6 Схема митотического веретена деления метафазе 1 хромосома 2 микротрубочки веретена делении 3 зона перекрывания микротрубочек 4 центриоли. Биологический смысл митоза заключается обеспечении постоянства числа хромосом и идентичности наследственной информации вновь возникающих клеток из исходной материнской клетки Митоз обеспечивает генетическую стабильность клетки. Размножение спорами споруляция характерно для споровых растений водорослей, мхов, папоротников Размножение происходит с помощью специальных клеток спор, образующихся материнском организме рис 8, В Спора представляет собой небольшую клетку, состоящую из ядра и небольшого количества цитоплазмы Они образуются большом количестве исходном материнском организме Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму Так как они микроскопически малы, то легко переносятся ветром, водой или другими организмами, что способствует расселению этих растений Спорами размножаются и грибы, например пенициллум, шляпочные грибы. Рис 10 Мейоз А профаза I Б метафаза I В анафаза I Г телофаза I Д профаза II Е метафаза II Ж анафаза II 3 телофаза. Половые клетки развиваются половых железах или специализированных клетках семенниках у самцов и яичниках у самок Эти клетки закладываются еще на ранних стадиях эмбрионального развития.

В шейке располагаются центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных Кроме того, клетке находится минимальное количество органелл ядро, митохондрии и ферментный пузырек акросома Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину. Биологическое значение оплодотворения состоит том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Разновидность полового размножения, при котором взрослая особь развивается из неоплодотворенного яйца, называется партеногенезом. Еще одной разновидностью полового размножения является конъюгация временное соединение двух особей и обмен частями ядерного аппарата и небольшим количеством цитоплазмы Этот процесс характерен для простейших, частности инфузорий Перед началом конъюгации у инфузорий большое ядро макронуклеус разрушается, а малое генеративное ядро микронуклеус делится мейозом Три из четырех образовавшихся гаплоидных ядер разрушаются, а четвертое делится митозом на два ядра Одним из этих ядер и обмениваются конъюгирующие особи Обмененные ядра сливаются с оставшимися клетках вторыми ядрами В результате каждой клетке образуется диплоидное ядро После этого особи расходятся.

После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша гаструла рис 17, Б Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости В результате образуются два слоя клеток и полость с отверстием бластопором Полость гаструлы гастральная полость дальнейшем превращается кишечную полость. В конце стадии нейрулы формируется осевой комплекс нервная трубка, хорда, пищеварительная трубка По обе стороны от нервной трубки и хорды располагаются большие участки мезодермы, из которой формируются впоследствии скелет, мышцы и другие органы. Железы внутренней секреции имеют различное происхождение одни из них развиваются из нервной трубки гипофиз, эпифиз, другие непосредственно из эктодермы щитовидная железа Из мезодермы формируются надпочечники и половые железы. Результат развития организма из яйца определяется набором хромосом и генов данного организма Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки зиготы, имеют одинаковый набор хромосом и генетическую информацию Однако разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов Таким образом, ходе развития при постоянном наборе генов всех клеток меняется их активность.

Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза Установлено, что на стадии 4 16 бластомеров зависимости от вида животных каждая клетка может развиться нормальный организм, она обладает равнонаследственностью Далее эта способность постепенно утрачивается У кролика равнонаследственность сохраняется на стадии 4 бластомеров, у тритона 16 бластомеров, у человека на стадии 4, реже 6 бластомеров, что подтверждается рождением 4, редко 6 однояйцовых близнецов Далее бластомеры теряют свойство равнонаследственности и дифференцируются Регуляция деятельности генов происходит на молекулярном уровне за счет регуляторных белков Из цитоплазмы ядро поступают специфические вещества гормоны, которые действуют на регуляторные белки и тем самым активизируют или подавляют активность соответствующих генов В процессе развития специализация клеток является результатом взаимодействия ядра и цитоплазмы, а также действия факторов внешней среды. Дифференцировка клеток является основой для формирования тканей и органов Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами или организаторами, а явление стимуляции эмбриональной индукцией.

Высказываются гипотезы, связанные с гормональными нарушениями, частности с изменением функции зобной железы Старение характеризуется уменьшением надежности систем регуляции, обеспечивающих равновесие организма В последнее время выдвинута еще одна теория адаптационнорегуляторная, согласно которой старение рассматривается как процесс равномерного угасания, нарушения обменных процессов, структуры и функций клеток и органов. Смена поколений идет по схеме зигота 2n спорофит 2n мейоз споры n гаметофит n митоз гаметы n оплодотворение зигота. Репродуктивным органом является цветок В цветке образуются женский орган пестик и мужской тычинки. Рис 21 Схема двойного оплодотворения цветковых растений 1 пыльца 2 пыльцевая трубка вегетативной клетки 3 два спермия 4 яйцеклетка 5 два центральных ядра 6 семязачаток 7 эндосперм семени 8 зародыш 9 кожура семени из покрова семязачатка. Время жизни клетки от одного деления до другого называется клеточным циклом Длительность клеточных циклов разных тканях человеческого организма различна Эмбриональные клетки, к примеру, делятся каждый час, клетки эпителия кишки одиндва раза сутки, клетки печени один раз год, а нервные клетки практически не делятся Графически клеточный цикл представлен на рис.

В организме человека можно обнаружить популяции клеток, различающихся по времени их нахождения периодах клеточного цикла Существует популяция клеток постоянно находящихся клеточном цикле Это стволовые клетки крови, кишки или семенных канальцев Они жизненно необходимы для постоянного обновления тканей. В G 1 или пресинтетическом периоде происходит синтез циклина Д, который активирует циклинзависимые протеинкиназы cdk 2 4 6 Функция cdk сводится к фосфорилированию белков, что вызывает их активацию, необходимую для перехода Sпериод Например, ингибитором транскрипционного фактора Е2F является белок RB Фосфорилирование последнего приводит к высвобождению Е2F, который включает гены, отвечающие за синтез ферментов репликации рис 3 Освобожденный от связи с RB фактор транскрипции Е2F функционирует на протяжении всего Sпериода и подвергается убиквитинзависимому протеолизу по окончании репликации. Диплонема это стадия двойных нитей В окуляр светового микроскопа хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид Синаптонемальный комплекс начинает разрушаться, а гомологичные хромосомы отталкиваются друг от друга области центромеры Области теломер же остаются соединенными и при этом могут наблюдаться фигуры перекреста, называемые хиазмы. Гаметогенез это процесс образования половых клеток или гамет, который протекает половых железах, называемых у самок яичники, у самцов семенники.

Хвост и центриоли представляют собой локомоторный аппарат сперматозоида Хвост совершает волнообразные движения винтового характера и головка спермия, вращаясь вокруг собственной оси, движется вперед Скорость движения спермия составляет 1 2 мм с При щелочных значениях рН среды скорость движения увеличивается, а при кислых значениях замедляется Эта особенность движения используется при создании контрацептивных препаратов Время жизни спермия половых путях самки составляет 2 3. По мере роста фолликула овоцитеI происходит отложение запаса питательных веществ желтка, жира, гликогена, и формируется слой кортикальных гранул, которые представлены секреторными пузырьками с протеолитическими ферментами, мукополисахаридами и белком гиалинового слоя Сократимый поверхностный слой с кортикальными гранулами запускает механизм защиты от полиспермии Кроме того, вокруг овоцита формируется прозрачная оболочка или зона пеллюцида zona pellucida. Таким образом, зависимости от фазы клеточного цикла по внешнему строению хромосомы могут быть представлены 1 виде невидимого световой микроскоп хроматина интерфазе и состоять из одной хроматиды или 2 форме двух спирализованных хроматид, видимых световой микроскоп фазах клеточного деления, начиная с метафазы.

Генотерапия направление современной медицины, выяснение генетической причины наследственных заболеваний и ее устранение С помощью новейших методов патологические клетки вместо нарушенных вводят нормальные гены В таком случае врачи избавляют больного не от симптомов, а от причин, вызвавших заболевание Проводится только коррекция соматических клеток, методы генной терапии пока не применяются массово по отношению к половым клеткам. Кстати, это интересная схема выращивания Дочернее поколение развивается из зиготы клетки, образовавшейся результате слияния мужской и женской гамет Растения не поражаются клещом Полное минеральное удобрение применяют обычно весной под перекопку или перепашку участка форме суперфосфата, хлорида калия и аммиачной селитры по 30 каждого на 1 2 При соблюдении этих условий ваши саженцы прекрасно приживутся и быстро дадут первый урожай Вариант 5 2 части дерновой земли, 1 часть песка, 1 часть торфа Рекомендуется поддержание влажности на начальном этапе после высадки на уровне 80, этот показатель снижается период цветения на 5 и на этапе формирования плода еще на такую же величину. Так, например, у ячменя имеется 7 пар хромосом, поэтому при формировании гаплоидных половых клеток возможны 128 27 вариантов их комбинаций В свою очередь при оплодотворении возможное число вариантов потомков будет равно числу сочетаний из 128 по 2, что обеспечивает огромный резерв изменчивости.

Кроме того, размножение через семенную фазу отличие от вегетативного служит мощным барьером против клеточных инфекций Вспомните, сколько проблем доставляет картофель, который поражают более 500 видов внутриклеточных паразитов. В основном у растений встречаются два типа апомиксиса диплоспория и апоспория При диплоспории зародышевый мешок развивается из материнской клетки мегаспоры, не прошедшей мейоза, и таким образом неоплодотворенная яйцеклетка, которая далее дает начало следующему поколению, воспроизводит генетическую копию материнского растения При апоспории зародыш формируется из соматической клетки и также является абсолютным генетическим клоном. Понимая, что апомиктичные гибриды должны будут конкурировать за рынок с кукурузой, мы провели сравнительный анализ признаков, по которым они ее превосходят К таковым необходимо отнести урожай зеленой массы, высокое содержание ней протеина и других переваримых компонентов, содержание семенах полиненасыщенных жирных кислот, устойчивость растений к засухе, переувлажнению и засолению почвы.

Существуют роды растений с таким полиплоидным рядом видов, когда кратное увеличение наборов хромосом соответствует одному основному числу Например, род роза Rosa Состоит из ряда видов, имеющих соответственно 14, 21, 28, 35, 42 и 56 хромосом Основным числом этого ряда является 7 хромосом Следует иметь виду, что удвоение числа хромосом одном случае может происходить за счет хромосом одного и того же генома, а другом за счет хромосом разных геномов. Автополиплоиды естественных условиях возникают у растений с любым способом размножения Однако они легче сохраняются у самоопыляющихся растений и при бесполом вегетативном размножении Автополиплоиды широко используются селекции для получения новых форм со значительной константностью генотипов Особенно ценны автополиплоиды у форм, размножающихся бесполым и вегетативным путем, так как они могут сохраняться и размножаться относительно неизменном виде длительное время При половом размножении автополиплоиды дают также наследственно однообразные формы как по числу хромосом, так и по генам, если исходная форма была гомозиготной. Близнецовый метод заключается поисках спонтанно возникающих близнецов Это имеет место тех редких случаях, когда из одного семени развиваются два растения, из которых одно диплоидно, а другое может быть гаплоидным, одно рослое а другое низкое и слабое.

Гаплоиды могут возникать и спонтанно Например, у хлопчатника это явление наблюдается с частотой 1 на 3 000 4 000 растений, у пшеницы 4 на 1 000 растений, у кукурузы 1 на 2 000 растений. Митоз способ упорядоченного деления клеток, при котором каждая из двух дочерних клеток получает хромосомы количестве и имеющие строение как у материнской клетке При каждом митозе образуется копия каждой хромосомы и действует точный механизм их распределения между дочерними клетками. Митотический цикл совокупность процессов, происходящих клетке от одного деления до другого Состоит из двух стадий. Продолжительность митотических циклов разных клеток различна и составляет от нескольких часов до нескольких дней Однако она зависит от типа тканей, физиологического состояния, внешних факторов температура, свет. Новые хромосомы расходятся и образуются клетки с диплоидным набором хромосом, но состав этих хромосом отличается от исходного них произошла рекомбинация. Клеткиорганизмы одноклеточные организмы размножаются простым делением надвое бактерии, саркодовые, множественным делением споровики и др или другим путем Поэтому у бактерий и одноклеточных животных удвоение клеток представляет собой размножение их как самостоятельных организмов, поскольку из исходной формы организма образуется две новые клетки, каждая из которых является организмом Каждая дочерняя клетка организм получает полную генетическую информацию, несомую исходной клеткойорганизмом.

Гаметы содержат только по одной хро мосоме каждого вида, имеют одинар ный набор хромосом, который называется гаплоидным. Вопрос 11 Какой гаплоидный набор хромо сом клетках рака, если диплоидный равен.

 

© Copyright 2017-2018 - articles-study

 
Обращение к пользователям