Шпаргалка по "Биологии"

Практически все хромосомы, попадающие в гаметы, содержат участки, происходящие как первоначально  от отцовской, так и от материнской  хромосомы. Этим достигается большая  степень перекомбинации наследственного  материала. В этом одна из причин изменчивости организмов, дающая материал для отбора.

№17

Биологический аспект репродукции  человека (оплодотворение)

Половой диморфизм –  это различия меж особей разного  пола, который проявляется на молекулярном и генетическом уровнях, по кариотипу  и главному половому гормону. На организменном  уровне имеются различия в показателях  длинны волос трубчатых волос, в  степени и характере оволосенения, строении гортани, в развитии мускулатуры, молочных желёз, распределении жировой ткани, строении половых органов.

Для участия в половом  размножении в родительских организмах вырабатываются гаметы – клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции. Слияние материнской и отцовской  гамет приводит к возникновению  зиготы – клетки, представляющей собой  дочернюю особь на первой, наиболее ранней стадии индивидуально развития.

У некоторых организмов зигота образуется в результате объединения  гамет, не отличимых по строению. В  таких случаях говорят о изогамии. У большинства видов по структурным и функциональным признакам половые клетки делятся на материнские (яйцеклетки) и отцовские (сперматозоиды). Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются разными организмами.

Образование гамет обоих  видов в одном организме называют гермафродитизмом (характерен для паразитов  человека – плоских червей). Истинный гермафродитизм описан у человека. Чаще он развивается в результате нарушения эмбриогенеза при одинаковом наборе половых хромосом.

Оплодотворение

Оплодотворение происходит в несколько фаз.

Фаза I – сближение. Оно обеспечивается совокупностью, повышающая вероятность сближения гамет (скоординированность к наступлению оплодотворении. у обоих полов, поведение полов, избыточная продукция сперматозоидов, крупные яйцеклетки). Способствуют сближению и взаимодействию половых клеток: гиногамоны – выделяемые яйцеклеткой вещества, активизирующие движение сперматозоидов, вызывают их склеивание при встрече с андрогенами (реакция аглютинизации). Её биологический смысл – предохранение яйцеклетки от избытка сперматозоидов.

Фаза II – в ней происходит акросомная реакция. Наружная мембрана сперматозоида разрывается, высвобождаются протеолитические ферменты и растворяют оболочку яйцеклетки. Плазматические мембраны сливаются, цитоплазмы соединяются. В цитоплазму яйцеклетки переходят ядро и центриоль сперматозоида. Хвостовая часть рассасывается. Затем яйцеклетка активируется, меняется её потенциал и отслаивается её желточная оболочка и образуется оболочка оплодотворения (кортикальная реакция). Активация заканчивается началом синтеза белка.

Фаза III – сингамия. В ней выделяют:

• Стадия 2^х пронуклеусов – мужское ядро набухает, принимает вид профазного, за это время удваивается ДНК и мужской пронуклеус получает гаплоидный набор редуплецированных хромосом (n2c). Яйцеклетка в момент встречи со сперматозоидом находится в стадии мейоза, заблокированной с помощью специального фактора. После встречи со сперматозоидом, яйцеклетка активируется и блок снимается. Ядро яйцеклетки, закончившее мейоз, превращается в женский пронуклеус, так же приобретая набор хромосом n2c.
• Стадия синкариона – слияние ядерного материала и образование зиготы.

Первое митотическое деление зиготы приводит к образованию  двух клеток зародыша (бластомеров) с  набором хромосом 2n2c в каждом.

Мужское и женское бесплодие

Женское бесплодие - неспособность зрелого женского организма воспроизвести потомство. Различают первичное и вторичное женское бесплодие. Первичным страдают женщины, которые никогда ранее не были беременны и которые при регулярной половой жизни с мужчиной без использования контрацептивов не могут забеременеть в течение года. Вторичное - это неспособность женщин, которые ранее были беременны, забеременеть снова.

Причины бесплодия

Основными причинами  бесплодия являются:

1. воспалительные заболевания (в том числе половые инфекции)
2. непроходимость маточных труб
3. гормональные изменения
4. иммунологические факторы

Основной причиной женского бесплодия являются воспалительные заболевания половых органов. Часто  заболевания, передающиеся половым  путем , протекают безсимптомно и  могут перейти в хроническую  фазу, если лечение не было проведено  вовремя. К бесплодию могут привести такие заболевания как хламидиоз и гонорея.  
Частым осложнением у женщин, которые перенесли сальпингит, эндометрит, гонорею или хламидиоз, может быть непроходимость маточных труб. Спайки не дают яйцеклетке попасть в матку и оплодотвориться.  
Гормональные изменения тоже могут быть причиной бесплодия. В идеале гормональная система отвечает за нормальный процесс овуляции. Если происходят какие-либо изменения в гормональной системе, то процесс овуляции будет проходить с нарушениями или вообще прекратится. При другом гормональном нарушении - снижении количества "прогестерона" - яйцеклетка будет оплодотворена, но не сможет закрепиться в матке.  
Самым неизученным фактором является иммунологический. В данном случае можно говорить о несовместимости, когда в женском организме вырабатываются "антитела" на сперму партнера, и оплодотворение становится невозможным.

 

Мужское бесплодие - это неспособность мужчины к производству потомства. Различают первичное бесплодие и вторичное. При первичном - когда от данного мужчины женщина не может забеременеть в течении года регулярной половой жизни. Это чаще связано с врожденной патологией (гипоспадия, эписпадия, вирусные заболевания и т.д.). При вторичном бесплодии мужчина ранее имел детей, однако приобретенные инфекции, хронический простатит и др. причины приводят к инфертильности.  
 
Наиболее частыми причинами бесплодия у мужчин являются: - воспалительные заболевания (половые инфекции)

1. травмы мошонки, операции на мошонке
2. эпидемический паротит (свинка)
3. длительное воздействие тепла (в том числе на мошонку)
4. гормональные изменения
5. иммунологические факторы
6. варикоцеле

Заболевания, передающиеся половым путем являются основной причиной мужского бесплодия. Особенно грозным заболеванием является гонорея. При этом заболевании просвет  мочеиспускательного канала, а также  семявыбрасывающего протока значительно  сужается. Это приводит к бесплодию.  
Недостаток мужских гормонов (например тестостерона) а также избыток женских половых гормонов приводит к снижению количества сперматозоидов и снижению их подвижности.  
Температура яичек должна быть на 4 градуса ниже температуры тела. Слишком высокая температура нарушает образование сперматозоидов.  
Например, одно-единственное погружение яичек в горячую воду может нарушить способность к оплодотворению на последующие 6 месяцев.

№18

Наследственность и изменчивость

Генетика – это  наука о законах и механизмах наследственности и изменчивости.

Задачи генетики вытекают из установленных общих закономерностей наследственности и изменчивости. К этим задачам относятся исследования: 

1. механизмов хранения и передачи генетической информации от родительских форм к дочерним;
2. механизма реализации этой информации в виде признаков и свойств организмов в процессе их индивидуального развития под контролем генов и влиянием условий внешней среды;
3. типов, причин и механизмов изменчивости всех живых существ;
4. взаимосвязи процессов наследственности, изменчивости и отбора как движущих  факторов эволюции органического мира.

Генетика является также  основой для решения ряда важнейших  практических задач. К ним относятся:

1. выбор наиболее эффективных типов гибридизации и способов отбора;
2. управление развитием наследственных признаков с целью получения наиболее значимых для человека результатов;
3. искусственное получение наследственно измененных форм живых организмов;
4. разработка мероприятий по защите живой природы от вредных мутагенных воздействий различных факторов внешней среды и методов борьбы с наследственными болезнями человека, вредителями сельскохозяйственных растений и животных;
5. разработка методов генетической инженерии с целью получения высокоэффективных продуцентов биологически активных соединений, а также для создания принципиально новых технологий в селекции микроорганизмов, растений и животных.

Наследственность — это неотъемлемое свойство всех живых существ сохранять и передавать в ряду поколений характерные для вида или популяции особенности строения, функционирования и развития. Наследственность обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежит в основе передачи наследственных задатков, ответственных за формирование признаков и свойств организма. Благодаря наследственности некоторые виды (например, кистеперая рыба латимерия, жившая в девонском периоде) оставались почти неизменными на протяжении сотен миллионов лет, воспроизводя за это время огромное количество поколений.

В то же время в природе  существуют различия между особями  как разных видов, так и одного и того же вида, сорта, породы и т. д. Это свидетельствует о том, что наследственность неразрывно связана  с изменчивостью.

Изменчивость — способность организмов в процессе онтогенеза приобретать новые признаки и терять старые. Изменчивость выражается в том, что в любом поколении отдельные

особи чем-то отличаются и друг от друга, и от своих родителей. Причиной этого является то, что  признаки и свойства любого организма  есть результат взаимодействия двух факторов: наследственной информации, полученной от родителей, и конкретных условий внешней среды, в которых  шло индивидуальное развитие каждой особи. Поскольку условия среды  никогда не бывают одинаковыми даже для особей одного вида или сорта (породы), становится понятным, почему организмы, имеющие одинаковые генотипы, часто заметно отличаются друг от друга по фенотипу, т. е. по внешним  признакам.

Генотип – это совокупность всех генов организма.

Фенотип - совокупность всех признаков и свойств организма, сформировавшихся в процессе его индивидуального развития. Складывается в результате взаимодействия наследственных свойств организма - генотипа и условий среды обитания.

Гомозиготность – это состояние следственного аппарата организма, при котором гомологичные хромосомы имеют одну и ту же форму данного гена.

Гетерозиготность – это наличие у диплоидного организма (или клетки) двух разных аллелей по данному гену.

Гемизиготность – это  состояние, связанное с тем, что у организма один или несколько генов не парные, т. е. не имеют аллельных партнёров. Например гены половых хромосом XX и XY.

Закономерности наследования признаков установил Грегор Мендель (1865). Свои опыты по скрещиванию он проводил на горохе. Горох – самоопыляемое растение. В эксперименте были использованы чистые линии гороха, не дающие расщепления по изучаемым признакам, имеющие максимально однородную наследственность. Скрещивание двух организмов называют гибридизацией. Потомство от скрещивания двух особей с различной наследственностью называют гибридным, а отдельную особь - гибридом (от лат. hibrida - помесь).

Первый закон Менделя:

1. Закон единообразия гибридов первого поколения. Условия выполнения – гомозиготность родителей.

Мендель проводил моногибридное  скрещивание чистых линий гороха, отличающихся по одной паре альтернативных признаков, например, по цвету горошин (желтые и зеленые). В качестве материнского растения использовали горох с желтыми  семенами (доминантный признак), а  отцовского - горох с зелеными семенами (рецессивный признак). В результате мейоза каждое растение давало один сорт гамет. При мейозе из каждой гомологичной пары хромосом в гаметы отходило по одной хромосоме с одним из аллельных генов (А или а). В  результате оплодотворения парность гомологичных хромосом восстановилась и образовались гибриды. Все растения имели семена только желтого цвета (по фенотипу) и были гетерозиготными по генотипу.

желтый  горох              зелёный горох

                                                P                 AA                    x                   aa

                                          Гаметы              А                                           a

                                                 F₁                                        Aa

                                                                                (Желтый горох)

Гибрид 1-го поколения  Аа имел один ген - А от одного родителя, а второй ген а от другого родителя и проявлял доминантный признак, скрывая рецессивный. По генотипу весь горох гетерозиготен. Первое поколение  единообразно и проявило признак  одного из родителей.

№19

Закономерности наследования признаков (2 и 3 законы Менделя)

2. Закон расщепления признаков у гидридов второго поколения. По фенотипу – 3:1. По генотипу – 1:2:1. Условия выполнения:

• Полное доминирование (в случае, если доминирующий ген не полностью подавляет действие рецессивного, то в гетерозиготе наблюдается промежуточных характер проявления признака и у гибридов 2-ого поколения расщепление по фенотипу совпадает с расщеплением по генотипу – 1:2:1).
• равновероятное образование всех типов гамет
• равновероятная встреча гамет при оплодотворении
• равновероятная выживаемость всех типов зигот и взрослых организмов

При скрещивании гибридов 1-го поколения между собой во втором поколении появляются особи  как с доминантными, так и с  рецессивными признаками, и происходит расщепление по генотипу в соотношении 3:1 и 1:2:1 по генотипу. В результате скрещивания  гибридов между собой получились особи, как с доминантными признаками, так и с рецессивными. Такое  расщепление возможно при полном доминировании.