Вопрос 18. Раскрыть суть мейоза и его биологическом строении.

Ответ Биологическое значение мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом при наличии полового процесса. Кроме того, вследствие кроссинговера происходит рекомбинация – появление новых сочетаний наследственных задатков в хромосомах. Мейоз обеспечивает также комбинативную изменчивость – появление новых сочетаний наследственных задатков при дальнейшем оплодотворении.  Мейоз лежит в основе образования половых клеток (гамет) уживотных и спор у растений. Обеспечивает возможность полового размножения и комбинативную изменчивость потомства  МЕЙОЗ (от греч. meiosis -- уменьшение) - способ деления клетки, в результате которого происходит уменьшение (редукция) числа хромосом в дочерних клетках; основное звено образования половых клеток. В ходе мейоза одна диплоидная клетка (содержит 2 набора хромосом) после двух последовательных делений дает начало 4 гаплоидным (содержат по одному набору хромосом) половым клеткам. При слиянии мужских и женских половых клеток диплоидный набор хромосом восстанавливается.

Вопрос 19. Рассказать об образовании половых клеток и оплодотворении.

Ответ Формирование яйцеклеток (овогенез) происходит в женских половых железах — яичниках, сперматозоидов (сперматогенез) — семенниках. В половых железах различают несколько зон: размножения, роста и созревания. Образование гамет начинается с деления первичных половых клеток путем митоза в зоне размножения. Число при этом резко увеличивается. В зоне роста происходит усиленный рост клеток.

Особенно сильно увеличивается в размерах будущие яйцеклетки, т. к в их цитоплазме накапливаются запасные питательные вещества. В зоне созревания в результате деления двух мейотических клеток образуются четыре гаплоидные клетки. При сперматогенезе такие клетки преобразуются в сперматозоиды. При овогенезе только одна из четырех клеток превращается в яйцеклетку, а остальные три попадают в неправильные тельца и в дальнейшем элиминируются (погибают). Как правило, яйцеклетки крупнее сперматозоидов и неподвижны. При этом по строению и размерам у разных организмов они различные.

Так, у мыши яйцеклетка имеет размер около 60 мкм, у человека — 150—200 мкм, а у страуса размер яйцеклетки равен нескольким сантиметрам. Форма яйцеклетки в основном округлая, именно в ней откладываются запасы питательного вещества в виде желточных зерен и белков. Оплодотворение представляет собой процесс слияния яйца и спермия. Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой, ядро которой имеет диплоидный набор хромосом. Таким образом, в ядре зиготы все хромосомы парные, а в каждой паре гомологических одна из пары отцовская, а другая материнская.

Это еще раз подтверждает; что диплоидный набор хромосом, характерный для соматических клеток каждого вида организмов, восстанавливается только в процессе оплодотворения. Процесс оплодотворения заключает в себя несколько этапов: проникновение сперматозоида в яйцо, слияние гаплоидных ядер с образованием зиготы, активация ее к дроблению и дальшему развитию. Различают внутренне и внешнее оплодотворение. Внутреннее оплодотворение характерно, в основном, для наземных животных.

У водных позвоночных (большинство рыб и земноводных) сперматозоиды и яйцеклетки выбрасываются в воду, где и проходит слияние, так называемое внешнее оплодотворение. Рассмотрим процесс оплодотворения животных на примере лягушек. Неоплодотворенная икринка (яйцеклетка) покрыта защитными оболочками, которые охраняют ее от действия неблагоприятных внешних условий. Сперматозоиды, активно передвигаясь в воде, способны проникать в яйцеклетку. При этом в каждую яйцеклетку, как правило, проникает один сперматозоид. Затем происходит слияние ядра яйца с ядром сперматозоида.

В результате образуется оплодотворенная яйцеклетка, которая содержит диплоидный (двойной) набор хромосом. Партеногенез (девственное размножение) — особая форма полового размножения, при котором развитие взрослого животного осуществляется из неоплодотворенного яйца (у растений это явление называется апомиксис). Естественный или природный партеногенез наблюдается у ряда растений, червей, насекомых, ракообразных (дафнии) и др. Например, у пчел из неоплодотворенных яиц развиваются только самцы (трутни).

Самка (матка) и рабочие пчелы развиваются из оплодотворенных яиц. У дафний весной, летом и в начале осени размножение происходит путем партеногенеза, а из оплодотворенных яйцеклеток развиваются только самки. Опыты по искусственному партеногенезу показали, что для развития яйца необходима его активация разнообразными воздействиями: химическими, термическими, электрическими, облучением и т. д. Так, академик Б. А. Астауров, подвергая непродолжительной термической обработке (+46° С) неоплодотворенные яйца, разработал метод получения партеногенетического потомства у тутового шелкопряда.