Шпаргалка по "Биологии"

1.  Сходство и основные различия  бесполого и полового размножения

Распространенность полового размножения объясняется тем, что оно обеспечивает значительное генетическое разнообразие и, следовательно, фенотипическую изменчивость потомства. Этим достигаются большие эволюционные и экологические (расселение в разные среды) возможности.  В отличии от полового размножения  бесполое не обеспечивает генетическое разнообразие,  но приводит к образованию генетически идентичных копий  родителя.

	Половое размножение	Бесполое размножение
Молекулярная основа	Репликация ДНК	Репликация ДНК
Цитологическая основа	Деление клеток	Деление клеток
Половой процесс – обмен ген.инф. внутри вида	Отсутствует. Если имеется партеногенез, то он не связан с размножением.	Имеется. Связан с размножением. У высших организмов доведен до оплодотворения.
Генетическая характеристика потомства	Генетически идентично	Разнообразие потомства
Виды изменчивости	Мутации , у некоторых половой процесс.	Комбинативная и генетическая изменчивости
Преимущества	Высокая репродуктивность, быстрое распространение адаптивных мутаций в популяции	Высокая адаптивность, широкие границы генотипической изменчивости, вредные мутации могут не проявляться
Эволюционное значение	Способствует поддержанию наибольшей приспособленности в маломеняющихся условиях обитания, усиливает роль стабилизирующего естественного отбора	За счет генетического разнообразия создает предпосылки к освоению разнообразных условий обитания; дает эволюционные и экологические перспективы; способствует осуществлению творческой роли естественного отбора

 

2.  Отличия гамет от соматических  клеток

По сравнению с другими клетками функция гамет уникальна. Они обеспечивают передачу наследственной информации между особями разных поколений, чем сохраняют жизнь во времени. Был период в биологии, когда половые и соматические клетки противопоставляли друг другу, наделяя лишь первые всей полнотой свойств жизни, проносимых ими через поколения. В настоящее время экспериментально доказана возможность развития полноценного организма на основе наследственной информации ядра дифференцированной соматической клетки, например кишечного эпителия.

В сравнении с другими линиями соматических клеток (эпителиальные, нервные, мышечные) гаметы характеризуются рядом отличий. Важнейшее из них — гаплоидный набор хромосом в ядрах, что обеспечивает воспроизведение в зиготе типичного для организмов данного вида диплоидного числа хромосом.

Действительно, оплодотворение сперматозоидом яйцеклетки, ядра которых содержат по 23 хромосомы, обусловливает формирование зиготы с 46 хромосомами, что типично для соматических клеток человека. Гаметы отличаются необычным для других клеток значением ядерно-цитоплазматического отношения. У яйцеклеток оно снижено благодаря увеличенному объему цитоплазмы, в которой размещен питательный материал (желток) для развития зародыша. У сперматозоидов благодаря малому количеству цитоплазмы ядерно-цитоплазматическое отношение высокое. Это находится в соответствии с главной функциональной задачей мужской гаметы — транспортировкой наследственного материала к яйцеклетке.

Половые клетки отличаются низким уровнем обменных процессов, близким к состоянию анабиоза. Мужские гаметы не вступают в митотический цикл. У яйцеклеток эта способность восстанавливается при оплодотворении или действии фактора, активирующего партеногенез.

 

 

 

 

 

3.  Строение  яйцеклетки, зрелого фолликула и  сперматозоида человека

Строение яйцеклетки

Для человека характерны алецитальные яйцеклетки (без желтка). Зародыш питается через плаценту. По полярности яйцеклетки изолецитальные, т.е ядро расположено в центре.

Развитие яйцеклеток связано с ростом и развитием первичных фолликулов, находящихся в корковом слое яичников. Созревание яйцеклетки условно можно разделить на созревание ядра и созревание цитоплазмы. Под созреванием ядра понимают совокупность процессов, переводящих ядро из стадии диплотена I (или стадии герминативного пузырька) до метафазы второго мейотического деления. Созревание ядра не включает в себя завершение меиоза, так как только проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки вызывает завершение второго редукционного деления.

Зрелая яйцеклетка состоит из:

1. ядра
2. Первичной оболочки
3. Желточных включений
4. Блестящей оболочки
5. Лучистого венца (гранулезных клеток фолликула)
6. Полярного тельца ( Иннактивированная X-хромосома – тельце Барра)

Женская половая клетка, как и мужская, обладает антигенными свойствами. Особенно богата различными антигенами ее блестящая оболочка.

Строение сперматозоида

Мужские половые клетки - сперматозоиды - очень мелкие и способны двигаться. Сперматозоиды млекопитающих имеют головку, шейку и хвост. Головка содержит ядро и немного цитоплазмы. На переднем конце головки есть акросома (видоизмененный комплекс Гольджи), содержащая ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке есть центриоли и митохондрии. От шейки отрастает хвост, представляющий собой жгутик, необходимый для передвижения, он состоит из 9 фибрилл и осевой части.

Строение зрелого фолликула, или Граафова пузырька

Основа яичника состоит из соединительной ткани, содержащей пузырьки (фолликулы), в которых находятся половые клетки. У новорожденных и детей пузырьки еще очень малы, и многие остаются в таком свернутом состоянии вплоть до периода полового созревания, с наступлением которого начинается их рост. Поскольку фолликулы достигают стадии созревания не одновременно, а друг за другом, у половозрелой женщины имеются одновременно фолликулы различных стадий зрелости.

Вначале фолликул состоит из шарообразной клетки, затем яйцеклетка и пузырек вокруг нее значительно увеличиваются. Клеточная оболочка становится многослойной, и внутри образуется фолликулярная жидкость. Наконец, зрелый фолликул принимает вид шарообразного пузыря (граафов пузырек), внутренний зернистый слой которого образует яйценосный холмик, где залегает яйцеклетка — овоцит.

Соединительно-тканная оболочка зрелого фолликула состоит из наружного и внутреннего слоев, к внутреннему слою прилежит зернистый слой, в котором образуются половые гормоны (эстрогены). Эти гормоны регулируют течение специфически женских проявлений и процессов, в частности течение менструального цикла.

Когда созревший фолликул где-то в середине между двумя менструациями лопается и освобождает яйцеклетку в яйцевод, остающиеся в нем частицы, клеточные оболочки и гормонообразующие клетки соединительнотканного слоя участвуют в построении желтого тела. Его гормон (прогестерон) стимулирует подготовку слизистой оболочки матки для оплодотворенного яйца, способствует сохранению беременности. Если оплодотворения не наступает, желтое тело разрушается.

 

 

4.  Формирование  гонад (гонадогенез) в эмбриональном  периоде онтогенеза человека

 

На 20й день эмбриогенеза вне гонад появляются первичные половые клетки (недифференцированные, обладают высокой пролиферативной активностью, способны к миграции).

Затем, на 5-6й неделе Появляются зачатки гонад (недифференцированные в половом отношении).

На 7й неделе начинается дифференцировка (сексуализация) гонад: при кариотипе 46, XY митоз первичных половых клеток в мозговом слое, атрофия коркового слоя, формируются семенники. Первичные половые клетки превращаются в сперматогонии (2п2с); при кариотипе 46, XX митоз первичных половых клеток в корковом слое, атрофия мозгового слоя, формируются яичники. Первичные половые клетки превращаются в оогонии (2п2с).

 

5.  Генная  регуляция гонадогенеза у человека

Направление развития гонад в семенники определяется наличием в хромосомном наборе зиготы Y-хромосомы. Это объясняется тем, что в Y-хромосоме имеется ген-индуктор (активатор) основного структурного гена HYAS (локализован в 6 аутосоме), продукт которого HY-антиген и определяет развитие семенников . В женском кариотипе в норме нет гена-индуктора, но есть ген, тормозящий работу структурного гена, и HY-антиген не вырабатывается, а поэтому формируются яичники.

Норма:

• при кариотипе 46,XY из первичных гонад формируются семенники, т.к. ген-индуктор Y-хромосомы активирует структурный ген, продуцирующий HY-антиген;

• при кариотипе 46,XX из первичных гонад формируются яичники, т.к. нет гена-индуктора, но есть ген-супрессор в Х-хромосоме, который тормозит работу структурного гена.

Ген-символ	Локализация	Продукт гена	Функция продукта гена
Структурный ген HYAS	6 p	HY-антиген	Дифференцировка гонад в семенники
Индуктор структурного гена HYAI	Yp	Белок - индуктор	Активирует структурный ген HYAS
Супрессор структурного генаHYARS	Xp	Белок – супрессор	Подавляет активность структурного гена HYAS
Ген рецептора HY -антигенаHYARC	P	Белок  - Рецептор	Соединяется с HY-антигеном
Ген рецептора тестостерона DHTR	X	Белок - рецептор	Соединяется с тестостероном

 

 

 

 

 

 

 

 

6. Стадии гаметогенеза у человека, их сущность. Отличия сперматогенеза от овогенеза

Гаметогенез — процесс образования яйцеклеток (овогенез) и сперматозоидов (сперматогенез) —подразделяется на ряд стадий.

В стадии размножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Размножение овогоний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза. У человека в женском организме этот процесс наиболее интенсивно протекает в яичниках между 2-м и 5-м месяцами внутриутробного развития. К 7-му месяцу большая часть овоцитов входит в профазу I мейоза.

Так как способом размножения клеток-предшественниц женских и мужских гамет является митоз, то овогоний и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. В ходе митотического цикла их хромосомы имеют либо однонитчатую (после митоза и до завершения синтетического периода интерфазы), либо двунитчатую (постсинтетический период, профаза и метафаза митоза) структуру в зависимости от количества биспиралей ДНК. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как п, а количество ДНК — как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2п2с до S-периода и 2n4c после него.

 

На стадии роста происходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты I порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Одна часть накапливаемых веществ представляет собой питательный материал (желток в овоцитах), другая — связана с последующими делениями. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула сперматоцитов и овоцитов I порядка приобретает вид 2n4с.

Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка (формула n2с), а после второго — сперматиды и зрелая яйцеклетка (пс).

В результате делений на стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, тогда как каждый овоцит I порядка — одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала — желтка.

Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования, или спермиогенеза. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра, образуя акросомный аппарат, играющий большую роль в оплодотворении. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого в виде спирального чехлика концентрируются митохондрии. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так что головка зрелого сперматозоида практически ее лишена.

У женщин овогенез прерывается на стадии созревания, а именно во время диктиотены ( в профазу I),  И возобновляется с 10-12 лет у девушек и прерывается на Метафазе II, если не происходит оплодотворение.

 

 

 

 

 

7.  Мейоз –  основной этап гаметогенеза. Цитогенетическая  характеристика фаз мейоза