Морфология и физиология

Содержание

 

 

4. Строение и функции ядра, форма ядер различных клеток и примеры этих клеток. Строение хромосом. Понятие о кариотипе	3
20. Строение и функции гладкой  мышечной ткани. Чем она отличается  от поперечнополосатой? Где встречается  в организме?	9
71. Какие органы в организме животных выполняют выделительную функцию? Какова роль каждого из них в поддержании гомеостаза? Опишите процесс мочеобразования и его регуляции	11
84. В чем проявляется и чем  обусловлено половое поведение  самцов на отдельных стадиях воспроизводственной жизни: половой активности, полового покоя, беременности, родов, лактации? Назвать последовательно и охарактеризовать половые рефлексы самцов во время спаривания	14
115. Строение, типография и функции ретикулярной формации. Отметьте ее значение в формировании поведения животных в частности сна и бодрствования	20
157. Какова роль воды, кальция, фосфора, натрия, калия и железа в организме? Как осуществляется гуморальная  регуляция их обмена? Покажите  на примере недостаточного или избыточного поступления в организме натрия	23
Список литературы	28

 

 

4. Строение и функции ядра, форма  ядер различных клеток и примеры  этих клеток. Строение хромосом. Понятие о кариотипе

 

Клеточное ядро (см. рис. 1 и 2) имеет важнейшее значение в жизнедеятельности клетки, поскольку служит хранилищем наследственной информации, содержащейся в хромосомах (см. ниже). Ядро есть в любой эукариотической клетке.

Рис. 1. Строение клетки эукариот. Обобщенная схема

 

Рис. 2. Строение клетки по данным электронной микроскопии

Ядро ограничено ядерной оболочкой, отделяющей его содержимое (кариоплазму) от цитоплазмы. Оболочка состоит из двух мембран, разделенных промежутком. Обе они пронизаны многочисленными порами, благодаря которым возможен обмен веществами между ядром и цитоплазмой. В ядре клетки у большинства эукариот находится от 1 до 7 ядрышек. С ними связаны процессы синтеза РНК и тРНК.

Основные компоненты ядра - хромосомы, образованные из молекулы ДНК и различных белков. В световом микроскопе они хорошо различимы лишь в период клеточного деления (митоза, мейоза). В неделящейся клетке хромосомы имеют вид длинных тонких нитей, распределенных по всему объему ядра.

Во время деления клеток хромосомные нити образуют плотные спирали, вследствие чего становятся видимыми (с помощью обычного микроскопа) в форме палочек, «шпилек». Весь объем генетической информации распределен между хромосомами ядра. В процессе их изучения были выявлены следующие закономерности:

- в ядрах соматических клеток (т. е. клеток тела, неполовых) у всех особей одного вида содержится одинаковое количество хромосом, составляющих набор хромосом (рис. 3);

- для каждого вида характерен  свой хромосомный набор по  их количеству (например, у человека 46 хромосом, у мушки дрозофилы  — 8, у аскариды — 4, у речного  рака — 196, у лошади — 66, у кукурузы — 104);

- хромосомы в ядрах соматических  клеток могут быть сгруппированы  парами, получившими название гомологичных  хромосом на основании их сходства (по строению и функциям);

- в ядрах половых клеток (гамет) из каждой пары гомологичных хромосом содержится только одна, т. е. общий набор хромосом вдвое меньше, чем в соматических клетках;

- одинарный набор хромосом в  половых клетках называется гаплоидным  и обозначается буквой n, а в  соматических - диплоидным (2n).

Рис. 3. Хромосомы разных видов растений и животных, изображенные в одном масштабе: 1,2 — амеба; 3, 4 — диатомовые водоросли; 5-8, 18, 19 — зеленые водоросли; 9 — мухомор; 10 — липа; 11-12 — дрозофила; 13 — семга; 14 — скерда (семейство сложноцветных); 15 — растение из семейства ароидных; 16 — бабочка-хохлатка; 17 — насекомое из семейства саранчовых; 20 — клоп-водомерка; 21 — цветочный клоп; 22 — земноводное амбистома; 23 — алоэ (семейство лилейных)

Из изложенного ясно, что каждая пара гомологичных хромосом образована объединением отцовских и материнских хромосом при оплодотворении, т. е. слиянии половых клеток (гамет). И наоборот, при образовании половых клеток из каждой пары гомологичных хромосом в гамету попадает только одна.

Хромосомы разных гомологичных пар отличаются по размерам и форме (рис. 4 и 5).

Рис. 4. Строение и типы хромосом: à — внешний вид (1 — цетромера; 2 — короткое плечо; 3 — длинное плечо);

á — внутренняя структура той же хромосомы (1 — центромера; 2 — молекулы ДНК); â — типы хромосом (1 — одноплечая; 2 — разноплечая; 3 — равноплечая: X — плечо, Y — центромера)

Рис. 5. Хромосома состоит из ДНК и белков.

Молекула ДНК реплицируется. Две идентичные двойные спирали ДНК остаются соединенными в области центромеры. Эти копии превращаются в отдельные хромосомы позднее, во время деления клетки

В теле хромосом выделяют первичную перетяжку (называемую центромерой), к которой прикрепляются нити веретена деления. Она делит хромосому на два плеча. Хромосомы могут быть равноплечими, разноплечими и одноплечими.

Кариотип – это набор хромосом соматической клетки, свойственный тому или иному виду животных или растений. Он включает все особенности хромосомного комплекса: число хромосом, их форму, наличие видимых под световым микроскопом деталей строения отдельных хромосом. Число хромосом в кариотипе всегда четное. Это объясняется тем, что в соматических клетках находятся две одинаковые по форме и размеру хромосомы – одна из отцовского организма, вторая – от материнского.

Число хромосом у некоторых видов животных и человека:

- Человек 46

-  Крупный  рогатый скот 60

-  Лошадь 64

- Собака 78

- Свинья 38

- Овца 54

- Курица 78

- Кролик 44

- Сазан 104

В соматических клетках обычно находятся две половые хромосомы. В женском кариотипе половые хромосомы представлены крупными парными (гомологичными) хромосомами (ХХ). В мужском кариотипе пара половых хромосом включает одну Х-хромосому и небольшую палочковидную У-хромосому. Таким образом, хромосомный набор человека содержит 22 пары аутосом, половых хромосом, по которой различаются оба пола.

При созревании половых клеток в результате мейоза гаметы получают гаплоидный набор хромосом. Все яйцеклетки имеют по одной Х-хромосоме, а сперматозоиды будут двух сортов: половина при сперматогенезе получит У-хромосому, другая половина – Х-хромосому. Пол, который образует гаметы, одинаковые по половой хромосоме, называют гомогаметным, а пол, образующий разные гаметы, - гетерогаметным. Численное соотношение самцов и самок у большинства раздельнополых организмов близко к единице, что является прямым результатом хромосомного механизма определения пола. Гомогаметный пол продуцирует гаметы одного типа, гетерогаметный – двух, причем в равном количестве. Таким образом, пол большинства организмов определяется в момент оплодотворения и зависит от хромосомного набора зиготы.

У млекопитающих (в том числе человека), червей, ракообразных, большинства насекомых (в том числе дрозофилы), большинства земноводных, некоторых рыб гомогаметным является женский пол, гетерогаметным – мужской.

У птиц, пресмыкающихся, некоторых земноводных и рыб, части насекомых (бабочка и ручейники) гетерогаметным является женский пол. В этом случае для обозначения половых хромосом используют другие символы. Например, у кур, имеющих в соматических клетках 78 хромосом, хромосомная формула мужского пола 76А+ ZZ , женского – 76А+ ZW .

У некоторых насекомых (например, водяного клопа, кузнечика и др.) У-хромосома вообще отсутствует. В этих случаях у самцов имеется всего одна Х-хромосома. В результате половина сперматозоидов имеет половую хромосому, а другая – ее лишена.

У пчел и муравьев нет половых хромосом: самки диплоидны, самцы гаплоидны. Самки развиваются из оплодотворенных яйцеклеток, трутни – из неоплодотворенных.

Признаки, гены которых находятся в половых хромосомах, наследуются сцепленно с полом. При расположении генов в половых хромосомах характер наследования и расщепления зависит от поведения половых хромосом при мейозе и их соотношения при оплодотворении. У многих видов Х- и У- хромосомы резко различны по величине. Как правило, У-хромосома очень невелика по размерам и не содержит аллелей многих генов, расположенных в Х-хромосоме. Таким образом, у гетерогаметного пола большинство генов, локализованных в Х-хромосоме, находятся в гемизиготном состоянии, т.е. не имеют аллельной пары, а контролируемые ими признаки проявляются фенотипически даже в том случае, если ген представлен одним аллелем.

У человека У-хромосома передается от отца к сыну. В ней находится ген, который необходим для дифференцировки семенников. Семенники же в свою очередь вырабатывают гормоны, стимулирующие развитие мужских половых признаков. При отсутствии У-хромосомы из зачаточных репродуктивных органов после 6 недель внутриутробного развития дифференцируются яичники и у зародыша развиваются женские половые признаки. Позднее вступают в действие многие другие гены, влияющие на развитие пола, но все они находятся в аутосомах.

На ранних стадиях эмбрионального развития у самок млекопитающих транскрибируются обе Х-хромосомы. Затем во всех клетках (кроме тех, из которых разовьются яичники и яйцеклетки) случайным образом происходит инактивация одной из двух Х-хромосом. Конденсированная (неактивная) Х-хромосома под микроскопом видна в ядрах соматических клеток женщин в виде особой структуры, называемой тельцем Барра.

Таким образом, в женских и мужских клетках содержится по одной активной Х-хромосоме. Это обусловливает одинаковый уровень экспрессии генов Х-хромосомы в мужском и женском организмах.

 

20. Строение и функции гладкой  мышечной ткани. Чем она отличается  от поперечнополосатой? Где встречается в организме?

 

Гладкие мышцы находятся в стенках сосудов и внутренних органов. Скелетные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани и участвуют а произвольных движениях. Их работой управляет центральная нервная система. Нервный импульс, проходящий по нерву, вызывает возбуждение мышцы и она сокращается. Мышцы прикреплены к костям с помощью сухожилий - тяжей соединительной ткани. При сокращении мышца укорачивается, тянет соответствующие кости, используемые как рычаги, и производит движение. Мимические мышцы лица, мышцы языка, мягкого неба, глотки не связаны с суставами.

Поперечнополосатые мышцы участвуют в осуществлении движений туловища и конечностей, в поддержании равновесия, фиксации суставов и предотвращении ненужных движений, в глотательных движениях и при образовании звуков речи. По функциональному признаку мышцы делятся на сгибательные и разгибательные, мышцы - синегристы, действующие содружественно, и мышцы - антагонисты, выполняющие противоположные действия. Большинство движений осуществляется благодаря одновременному сокращению нескольких мышц и расслаблению других. В соответствии с местом расположения и выполняемыми функциями мышцы подразделяются на головные, шейные, спинные и т.д. Большинство из них относятся к скелетным. Мышцы глаз и мимические мышцы с костями не связаны. Последние одними или обоими концами прикреплены к коже.

Основные отличия гладкой мускулатуры от поперечнополосатой:

1. Гладкая  мускулатура не устает, когда  поперечнополосатые мышцы через  некоторое время работы начинают уставать.

2. Гладкая  мускулатура не подчиняется нашей  воле, а поперечнополосатая подчиняется.

3. гладкая  мускулатура сокращается относительно  медленно, а поперечно-полосатая  быстро.

Основными структурными элементами гладкой мышечной ткани являются миодиты - мышечные клетки веретенообразной и звездчатой формы длиной 60 - 200 мкм и диаметром 4 - 8 мкм. Наибольшая длина клеток (до 500 мкм) ыаблюдается в матке во время беременности.

Ядро находится в середине клеток. Форма его эллипсоидная, при сокращении клетки оно скручивается штопорообразно, Вокруг ядра сконцентрированы митохондрии и другие трофические компоненты.

Миофибриллы в саркоплазме гладкомышечных клеток, по-видимому, отсутствуют. Имеются лишь продольно ориентированные, нерегулярно распределенные миозиновые и актиновые протофибриллы длиной 1 - 2 мкм.

Поэтому поперечной исчерченности волокон не наблюдается. В протоплазме клеток находятся в большом количестве пузырьки, содержащие Са++, которые, вероятно, соответствуют саркоплазматическому ретикулуму поперечнополосатых мыщц.

В стенках большинства полых органов клетки гладких мышц соединены особыми межклеточными контактами (десмосомами) и образуют плотные пучки, сцементированные гликопротеиновым межклеточным веществом, коллагеновыми и эластичными волокнами.

Такие образования, в которых клетки тесно соприкасаются, но цитоплазматическая и мембранная непрерывность между ними отсутствует (пространство между мембранами в области контактов составляет 20 - 30 нм), называют «функциональным синцитием».

Клетки, образующие синцитий, называют унитарными; возбуждение может беспрепятственно распространяться с одной такой клетки на другую, хотя нервные двигательные окончания вегетативной нервной системы расположены лишь на отдельных из них. В мышечных слоях некоторых крупных сосудов, в мышцах, поднимающих волосы, в ресничной мышде глаза находятся мультиунитарные клетки, снабженные отдельными нервными волокнами и функционирующие независимо одна от другой.

 

71. Какие органы в организме  животных выполняют выделительную функцию? Какова роль каждого из них в поддержании гомеостаза? Опишите процесс мочеобразования и его регуляции

 

Выделение - образование промежуточных и конечных продуктов обмена, кот не используются клетками и постоянно выводятся во внешнюю среду почками, со слюной, потом, через кожу. Оно обеспечивает постоянство во внутренней среде - водно-солевой обмен, кислотно-щелочное равновесие, рН и т. д. , т. е. участвует в поддержании гомеостаза. Выделительные органы - почки, потовые железы, лёгкие. Почки - основные выделительные органы. Образуя и выделяя мочу, они удаляют из организма воду и растворимые в ней продукты обмена веществ - мочевину, аммиак и др. Вместе с мочой из организма уходят излишки минеральных солей, воды, кислые продукты, тем самым поддерживается постоянное осмотическое Р крови.