Размножение. Митоз. Мейоз.

Раскрыть понятия: жизненный цикл клетки, митотический цикл.

56. Все клетки имеют определенный жизненный цикл, это период с момента появления клетки из материнской, до собственного деления или гибели.

В жизненном цикле делящихся клеток выделяют: митотический цикл, а также периоды выполнения клеткой специальной функции и период покоя. В период покоя клетка “решает” по какому пути она пойдет: по пути специализации или по пути деления. Все определяет состояние макроорганизма в каждый данный момент. Биохимическая основа этого “решает” связана с накоплением тригерного (пускового) белка.

Митотический цикл – это совокупность процессов, которые происходят в клетке при подготовке к делению и в процессе самого деления. В митотическом цикле выделяют: интерфазу (фазу авторепродукции) и митоз (фазу распределения генетичес­кого материала).

Назвать периоды интерфазы. Охарактеризовать 1-ый и 3-ий периоды.

57. Интерфаза – это период подготовки клетки к делению, она составляет до 90% времени митотического цикла.

Интерфаза состоит из 3х периодов.

• период G₁ – постмитотический период или пресинтетический. Он занимает 30 – 40% времени интерфазы.

• период S – синтетический период. Он занимает 30% времени интерфазы.

• период G₂ – постсинтетический или премитотический и составляет 20 – 30% времени интерфазы.

1. Период G₁ (2n2c 2n4c) в клетке синтезируются все виды РНК, белки, достраиваются необходимые органоиды, т.е. клетка увеличивается в объеме. Также накапливаются предшественники нуклеотидов, из которых будет синтезироваться ДНК.

В этот период выделяют особый момент, который называется точкой рестрикции. Пройдя точку рестрикции, клетка обязательно пойдет по пути деления. Предполагают, что в этот момент в клетке накапливается особый пусковой (тригерный) белок который запускает удвоение центриолей, затем удвоение ДНК, и деление клетки.

В конце G₁ периода начинается удвоение центриолей клеточного центра.

2. Период G₂ (2n4c) продолжается синтез всех видов РНК, белков, АТФ, накапливается белок тубулин, заканчивается удвоения центриолей клеточного центра.

Митоз (кариокинез, или фаза распределения генетического материала) – непрямое деление клетки.

Как понимать, что при репликации ДНК репликационная вилка ассиметрична.

58. Способность ДНК-полимеразы осуществлять сборку полинуклеотида в направлении от 5' - к 3' - концу при антипараллельном соединении двух цепей ДНК означает, что процесс репликации должен протекать на них по-разному. Действительно, если на одной из матриц (3' → 5') сборка новой цепи происходит непрерывно от 5' - к 3'-концу и она постепенно удлиняется на 3'-конце, то другая цепь, синтезируемая на матрице (5' → 3'), должна была бы расти от 3' - к 5'-концу. Это противоречит направлению действия фермента ДНК-полимеразы.

В настоящее время установлено, что синтез второй цепи ДНК осуществляется короткими фрагментами (фрагменты Оказаки) также в направлении от 5' - к 3'-концу (по типу шитья "назад иголкой"). У прокариот фрагменты Оказаки содержат от 1000 до 2000 нуклеотидов, у эукариот они значительно короче (от 100 до 200 нуклеотидов). Синтезу каждого такого фрагмента предшествует образование РНК-затравки длиной около 10 нуклеотидов. Вновь образованный фрагмент с помощью фермента ДНК-лигазы соединяется с предшествующим фрагментом после удаления его РНК-затравки.

В связи с указанными особенностями репликационная вилка является асимметричной. Из двух синтезируемых дочерних цепей одна строится непрерывно, ее синтез идет быстрее и эту цепь называют лидирующей. Синтез другой цепи идет медленнее, так как она собирается из отдельных фрагментов, требующих образования, а затем удаления РНК-затравки. Поэтому такую цепь называют запаздывающей (отстающей). Хотя отдельные фрагменты образуются в направлении 5' → 3', в целом эта цепь растет в направлении 3' → 5'. В виду того, что от локуса ori как правило начинаются две репликационные вилки, идущие в противоположных направлениях, синтез лидирующих цепей в них идет на разных цепях материнской ДНК. Конечным результатом процесса репликации является образование двух молекул ДНК, нуклеотидная последовательность которых идентична таковой в материнской двойной спирали ДНК.

Какую роль в репликации ДНК выполняет праймер (затравка). Почему он необходим.

59. ?Затравка необходима ДНК-полимеразам для инициации синтеза новой цепи, с 3'-конца (гидроксильной группы) праймера. ДНК-полимераза последовательно добавляет к 3'-концу праймера нуклеотиды, комплементарные матричной цепи.

В большинстве случаев естественной репликации ДНК праймером для синтеза ДНК является короткий фрагмент РНК (создаваемый заново). Такой рибонуклеотидный праймер создается ферментом праймазой, и впоследствии заменяется дезоксирибонуклеотидами полимеразой, выполняющий в норме функции репарации.

Какие ферменты участвуют в репликации ДНК и каковы их функции.

60. В репликации участвует много ферментов: геликаза, ДНК полимераза, лигазы.

Геликаза разрывает водородные связи между 2мя цепями ДНК в определенных участках. Такие участки называются репликационные вилки или репликоны (в каждой хромосоме может быть до 100 репликонов).

ДНК полимераза синтезирует новые цепи ДНК. 2 цепи ДНК антипаралельны, а фермент ДНК полимераза всегда двигается только в направлении 5'→3'. Одна новая цепь синтезируется быстрее и называется лидирующей или ведущей. Другая новая цепь ДНК синтезируется в виде отдельных фрагментов и называется отстающей. Затем эти фрагменты (фрагменты Оказаки) сшиваются ферментом лигазой.

Перечислить принципы репликации ДНК.

61. Репликация — это процесс, осуществляемый комплексом ферментов и белков, выполняющих топологическую функцию, суть которого в образовании идентичных копий ДНК для передачи генетической информации в поколениях клеток и организмов, называют репликацией ДНК.

Принципы репликации

1. Комплементарность.

2. Антипараллельность.

3. Униполярность.

4. Потребность в затравке.

5. Прерывистость.

6.Полуконсервативность.

 Самокоррекция?

Первые три принципа можно сформулировать в одной фразе:

Синтез каждой дочерней цепи ДНК идет комплементарно и антипараллельно матричной цепи и всегда в направлении 5'→ 3'.

В чем сущность принципа полуконсервативности при репликации ДНК.

62. ДНК полимераза синтезирует новые цепи ДНК. 2 цепи ДНК антипаралельны, а фермент ДНК полимераза всегда двигается только в направлении 5'→3'. Одна новая цепь синтезируется быстрее и называется лидирующей или ведущей. Другая новая цепь ДНК синтезируется в виде отдельных фрагментов и называется отстающей. Затем эти фрагменты (фрагменты Оказаки) сшиваются ферментом лигазой.

В результате репликации из одной молекулы ДНК образуются 2 молекулы, в каждой молекуле одна цепь старая, другая – новая. Поэтому способ называется полуконсервативным. В синтетический период происходит также синтез белков гистонов. В результате каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид.

В чем сущность принципа антипараллельности при репликации ДНК.

63. Согласно принципу антипараллельности цепочки ДНК лежат друг к другу противоположными концами. ДНК может удлиняться только 3'-концом, поэтому в каждой репликационной вилке только одна из двух цепочек синтезируется непрерывно. Вторая цепочка (отстающая) растет в 5'-направлении с помощью коротких (100-200 нуклеотидов) фрагментов Оказаки, каждый из которых растет в 3'-направлении, а затем с помощью фермента ДНК-лигазы присоединяется к предыдущей цепочке.

Что представляют собой репликон и полирепликон.

64. Репликон — это участок ДНК, который содержит сайт инициации репликации и реплицируется после начала синтеза ДНК с этого сайта.

Репликон - участок ДНК между двумя ori. Размер репликона соответствует размеру последовательности ДНК, расположенной между активными смежными репликонами. Каждая эукариотическая хромосома – полирепликон.

В чем смысл редактирования (самокоррекции) при репликации ДНК. Как оно осуществляется.

65. В поддержании высокой точности репликации важная роль принадлежит прежде всего ферменту ДНК-полимеразе. Этот фермент осуществляет отбор необходимых нуклеотидов из числа имеющихся в ядерном соке нуклеозидтрифосфатов (АТФ, ТТФ, ГТФ, ЦТФ), точное присоединение их к матричной цепи ДНК и включение в растущую дочернюю цепь. Частота включения неправильных нуклеотидов на этой стадии составляет 1·10-5 пар оснований.

Такие ошибки в работе ДНК-полимеразы связаны с возникновением измененных форм азотистых оснований, которые образуют "незаконные" пары с основаниями материнской цепи. Например, измененная форма цитозина вместо гуанина связывается водородными связями с аденином. В результате в растущую цепь ДНК включается ошибочный нуклеотид. Быстрый переход измененной формы такого основания в обычную нарушает его связывание с матрицей, появляется неспаренный 3'-ОН-конец растущей цепи ДНК. В этой ситуации включается механизм самокоррекции, осуществляемый ДНК-полимеразой (или тесно связанным с ней ферментом - редактирующей эндонуклеазой). Самокоррекция заключается в отщеплении ошибочно включенного в цепь ДНК нуклеотида, не спаренного с матрицей. Следствием самокоррекции является снижение частоты ошибок в 10 раз (с 10-5 до 10-6).

В чем особенность синтеза и включения белков-гистонов в состав хромосом при авторепродукции хромосом.

66. Для оптимизации процесса ауторепродукции хромосом, метафазная хромосома должна быть точно упакованная и находиться в форме, удобной для переноса в будущее ядро одной из двух дочерних клеток. Структурой, ответственной за информацию в клетке, является хроматин. Хроматин - это комплексы веществ, которыми образова­ны хромосомы - ДНК, белок и РНК в соотношении 1 : 1,3 : 0,2. Гетерохроматиновые участки более компактны, они сильно окрашиваются и располагаются на теломерах хромосом. Эухроматиновые участки плохо окрашиваются красителями, более деконденсированные, генетически более активны, содержат весь основной комплекс генов. Максимально конденсирован хроматин во время митотического деления клеток.

Именно компактизированное состояние хроматина крайне выгодно и удобно для процесса деления клетки. ДНК ассоциирована с белками-гистонами, в результате чего образуются нуклеосомы, являющиеся структурными единицами хроматина. Первый уровень компактизации хроматина – нуклеосомный. Нуклеосома представляет собой глобулу (октамер) диаметром 10 нм, содержащую по две молекулы каждого из четырёх гистонов Н2А, Н2В, НЗ и Н4, вокруг которых закручен участок ДНК, включающий 146 пар нуклеотидов. Между нуклеосомами рас­полагаются линкерные участки ДНК, состоящие из 60 пар нуклеотидов, а гистон - HI обеспечивает взаимный контакт соседних нуклеосом. Образованная таким способом нуклеосомная нить имеет диаметр 10-11 нм. Длина молекулы ДНК уменьшается в 5-7 раз.

Дальнейшая компактизация нуклеосомной нити обеспечивается гистоном Н1, который, соединяясь с линкерной ДНК и двумя соседними белковыми телами, сближает их друг с другом. Образуется компактная структура – хроматиновая фибрилла, диаметром 20-30 нм – нуклеомерный уровень (супернуклеосомный). Один виток спирали содержит 6-10 нуклеосом. Этим достигается укорочение нити ещё в 6 раз.

Следующий уровень обусловлен укладкой хроматиновой фибриллы в петли (диаметром 50 нм), в образовании которых принимают участие негистоновые белки –хромомерный уровень.Нить ДНП укорачивается в 10-20 раз.

Четвертый уровень – хромонемный. Хроматиновая фибрилла преобразуется в структуру диаметром 100-200 нм, называемую интерфазной хромонемой, отдельные участки которой подвергаются дальнейшей компактизации, образуя структурные блоки. Образуются хромосомы. В результате суперспирализации ДНП в делящемся ядре хромосомы становятся видимыми при увеличе­нии светового микроскопа. Общий итог конденсации – укорочение нити ДНП в 10000 раз.

Перечислить важнейшие процессы, происходящие в профазу митоза.

67. Митотический цикл – это совокупность процессов, которые происходят в клетке при подготовке к делению и в процессе самого деления. В митотическом цикле выделяют: интерфазу (фазу авторепродукции) и митоз (фазу распределения генетичес­кого материала).

Митоз (кариокинез, или фаза распределения генетического материала) – непрямое деление клетки.

Профаза (2n4c).

Клетка округляется, увеличивается вязкость цитоплазмы, центриоли расходятся к разным полюсам клетки, образуется веретено деления, основу его составляют микротрубочки, состоящие из белка тубулина. Нити веретена деления (микротрубочки) которые идут от 1одного полюса клетки к другому полюсу называются непрерывными.

Начинается спирализация хромосом, разрушаются и исчезают ядрышки.

Охарактеризовать прометафазу митоза.

68. Прометафаза (2n4c).

Разрушается ядерная оболочка и содержимое ядра перемешивается с цитоплазмой. В области центромеры с обеих сторон формируются особые структуры – кинетохоры, это слоистые структуры, состоящие из белков. От кинетохоров отходят кинетохорные или прерывистые нити веретена деления. Кинетохорные нити скользят вдоль непрерывных нитей веретена деления, что вызывает движение хромосом. Хромосомы движутся к центру клетки, к экватору клетки, продолжается спирализация хромосом.

Охарактеризовать метафазу митоза.

69. Метафаза (2n4c).

Хромосомы максимально спирализованы и располагаются по экватору клетки, образуя метафазную пластинку. Каждая хромосома состоит из 2х сестринских хроматид соединенных центромерой.

Охарактеризовать анафазу митоза.

70. Анафаза (2n4c → 4n4c).

Начинается с момента разделения центромер, сестринские хроматиды или дочерние хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. Для движения хромосом необходимы нити веретена деления и энергия АТФ.

Перечислить важнейшие процессы, происходящие в телофазу митоза.

71. Телофаза (4n4c → 2n2c + 2n2c).

Происходит деспирализация хромосом, они раскручиваются, образуются ядрышки, ядерная оболочка и, происходит деление цитоплазмы (цитокинез). Из одной материнской клетки образуются 2 дочерние клетки.

Митоз протекает с большой точностью: может возникнуть одна ошибка на 100.000 делений.

Перечислить уровни и факторы регуляции пролиферации клеток в многоклеточном организме.

72. В многоклеточном организме деление клеток или пролиферация строго регулируется. Выделяют 4 уровня регуляции пролиферации.

• Внутриклеточный уровень. В клетке есть вещества регулирующие пролиферацию: ионы Са²⁺, циклические нуклеотиды ц АМФ, ц ГМФ.

• Внутритканевой уровень. На этом уровне важную роль играют кейлоны – это пептиды, они подавляют деление клеток. Противоположным действием обладают антикейлоны.

• Межтканевой уровень. Важную роль играют факторы лимфоцитов – лимфокины. Есть активаторы и ингибиторы.

• Организменный уровень. Важную роль играют гормоны, а также нейромедиаторы, нейросекреты и белки сыворотки (плазмы) крови.

Избыточная пролиферация клеток приводит к развитию опухолей. Недостаточная пролиферация клеток приводит к атрофии тканей (органа), или долгом заживлении раны. В любом случае речь идет об отклонениях в регуляции пролиферации клеток.

Что представляют собой кинетохоры, когда они формируются и какова их роль в митотическом делении клетки.

73. Кинетохоры, это слоистые структуры, состоящие из белков. От кинетохоров отходят кинетохорные или прерывистые нити веретена деления. Кинетохорные нити скользят вдоль непрерывных нитей веретена деления, что вызывает движение хромосом. Хромосомы движутся к центру клетки, к экватору клетки, продолжается спирализация хромосом. (Прометафаза (2n4c). Разрушается ядерная оболочка и содержимое ядра перемешивается с цитоплазмой. В области центромеры с обеих сторон формируются особые структуры – кинетохоры)

В чем сущность и значение эндомитоза и политении.

74. Эндомитоз – удвоение ДНК клетки сопровождающееся кратным увеличением количества хромосом (4n4c). Механизм эндомитоза: в интерфазу происходит репликацией ДНК, а цитоплазма не делится.

Политения заключается в кратном увеличении содержания ДНК в хромосомах при сохранении их диплоидного количества (2n4c).

Эндомитоз и политения приводят к образованию полиплоидных клеток, отличающихся кратным увеличением объема наследственного материала. Для млекопитающих полиплоидизация в норме не характерна (кроме клеток печени).

Охарактеризовать оболочку яйцеклетки человека.

75. Яйцеклетка – это крупная, округлая, неподвижная клетка. Размеры варьируют, диаметр у млекопитающих 100 – 200 мкм (микрометров). Это типичная эукариотическая клетка. В ней выделяют: оболочку, цитоплазму и гаплоидное ядро.

Все яйцеклетки имеют плазматическую мембрану. Яйцеклетки многих животных кроме плазматической мембраны имеют дополнительные защитные оболочки.

Первичная оболочка, или желточная. Она образуется в результате жизнедеятельности самой яйцеклетки. У млекопитающих её называют блестящей оболочкой или зона пеллюцида. Zona pellucida

Вторичная оболочка (хорион у млекопитающих) образуется в результате жизнедеятельности фолликулярных клеток, которые окружают яйцеклетку в яичнике.

Третичная оболочка образуется при прохождении яйцеклетка по яйцеводу. В яйцеклетке птиц это белковая оболочка, подскорлуповая, и скорлуповая оболочки

Яйцеклетка человека имеет 2 дополнительные оболочки: блестящую оболочку, состоящую из гликопротеинов (zona pellucida), и лучистый венец (corona radiata), образованный из фолликулярных клеток, которые прилипают к яйцеклетке пока она находится в фолликуле яичника. Яйцеклетка человека является изолецитальной, вторично олиголецитальной (или алецитальной).

Представить классификацию яйцеклеток в зависимости от количества и характера распределения питательных веществ в цитоплазме.

76. В цитоплазме находятся органоиды и включения в виде желтка. В желтке много белка, а также находится жироподобное вещество лецитин. В зависимости от количества и распределения желтка по цитоплазме выделяют следующие типы яйцеклетки.

1. Изолецитальные – желтка мало и он равномерно распределен по цитоплазма. Ядро в них располагается ближе к центру (черви, моллюски, ланцетник, млекопитающие).

2. Телолецитальные – желтка много и он находится на вегетативном (растущем) полюсе клетки, а ядро будет на противоположном анимальном полюсе (рыбы, амфибии, птицы)

а) умеренно телолецитальные яйцеклетки содержат среднее количество желтка (осетровые рыбы, земноводные).

б) резко телолецитальные яйцеклетки содержат очень много желтка, занимающего почти весь объем клетки (некоторых рыбы, пресмыкающиеся, птицы, яйцекладущие млекопитающие).

3. Центролецитальные – желтка много и он находится в центре клетки (насекомые).

Назвать основные структурные компоненты сперматозоида человека.

77. Сперматозоид человека (50мкм), состоит из головки, шейки, средней части и хвостика. Головка содержит ядро с ДНК, передняя часть головки содержит акросому – структуру, выделяющую ферменты для растворения оболочки яйцеклетки. Это видоизменённый комплекс Гольджи, содержащий лизосому. В шейке содержатся две центриоли: одна участвует в об­разовании веретена деления, а другая – оси хвоста. Средняя часть содержит митохондрии, обеспечивающие сперматозоид энергией во время движения. Хвостик – органоид движения.

Перечислить периоды гаметогенеза.

78. Гаметогенез – процесс образования половых клеток.

Он делится на сперматогенез – развитие мужских половых клеток – и овогенез – развитие женских половых клеток. В гаметогенезе выделяют 5 периодов: обособление, размножение, рост, созрева­ние и формирование.

Представить схему стадий гаметогенеза с названиями клеток и указанием числа хромосом и ДНК.

79. Гаметогенез – процесс образования половых клеток.

Он делится на сперматогенез – развитие мужских половых клеток – и овогенез – развитие женских половых клеток. В гаметогенезе выделяют 5 периодов: обособление, размножение, рост, созрева­ние и формирование.

1. Обособление – первичные половые клетки обособляются от соматических клеток. Однако, они содержат диплоидный набор хромосом, их генетическая формула 2n2c.

2. Размножение – первичные половые клетки (сперматогонии или овогонии) делятся митозом. Задача этого периода увеличить число первичных половых клеток. Генетическая формула 2n2c.

3. Рост – сперматогонии и овогонии накапливают питательные вещества и увеличиваются в размерах. Теперь они называются сперматоциты I порядка и овоциты I порядка. В конце периода происходит репликация хромосом (2п2с  2n4с).

4. Созревание (мейоз) – происходит два последующих деления, между которыми нет интерфазы, и, следовательно, нет удвоения ДНК. Набор хромосом в клетках уменьшается в два раза, а набор хроматид уменьшается в 4 раза (мейоз I: 2n4с1n2с, мейоз II: 2n2с1n1с).

5. Формирование – клетки приобретают специфическое строение, обеспечивающее выполнение их функции. Этот период характерен только для сперматогенеза.

Охарактеризовать стадию лептотены профазы мейоза I.

80. Мейоз – это два последовательных деления клетки, приводящие к уменьшению числа хромосом вдвое. Каждое деление мейоза включа­ет в себя 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Перед мейозом в конце периода роста происходит репликация ДНК, клетка имеет набор хромосом 2n4с.

Профаза I . Это самая продолжительная фаза мейоза I, во время которой происходят события, отличающие мейоз от митоза.

Профаза подразделяется на пять стадий, в неё вступают гаметоциты 1 порядка (2n4с)

• лептотена – стадия тонких нитей. Начинается спирализация хромосом (хромосомы в световой микроскоп видны в виде нитей).

Охарактеризовать стадию зиготены профазы мейоза I.

81. Зиготена – стадия сливающихся нитей, гомологичные хромосомы отыскивают друг друга и объединяются. Этот процесс называется коньюгацией или синапсисом.

Охарактеризовать стадию пахитены профазы мейоза I.

82. Пахитена – стадия толстых нитей. Гомологичные хромосомы спирализованы и расположены близко друг к другу. Пару гомологичных хромосом называют – бивалент хромосом, или тетрада хроматид. Затем в определенных участках гомологичных хромосом происходит кроссинговер: перекрест гомологичных хромосом и обмен участками. При кроссинговере происходит разрыв двойной спирали ДНК, в одной отцовской хроматиде и одной материнской хроматиде, образовавшиеся участки соединяются наперекрест. Кроссинговер происходит в тех участках, где находятся рекомбинационные узелки синаптонемального комплекса. В конце пахитены синаптонемальный комплекс разрушается.

Охарактеризовать стадию диплотены профазы мейоза I.

83. Диплотена – стадия двойных нитей. Т. к. синаптонемальный комплекс разрушен, гомологичные хромосомы начинают отходить др. от др. Но они остаются связанными в точках кроссинговера. Эти участки хромосом называются хиазмы.

Охарактеризовать стадию диакинеза профазы мейоза I.

84. Диакинез – хиазмы сдвигаются на концы хромосом, поэтому гомологичные хромосомы образуют кольцо.

В чем сущность кроссинговера. Какое биологическое значение имеет этот процесс.

85. Кроссинговер-перекрест гомологичных хромосом и обмен участками. При кроссинговере происходит разрыв двойной спирали ДНК, в одной отцовской хроматиде и одной материнской хроматиде, образовавшиеся участки соединяются наперекрест. Кроссинговер происходит в тех участках, где находятся рекомбинационные узелки синаптонемального комплекса. В конце пахитены синаптонемальный комплекс разрушается.

Охарактеризовать анафазу мейоза I. Указать какое количество хромосом и ДНК будет содержаться в клетке, в эту фазу.

86. Мейоз – это два последовательных деления клетки, приводящие к уменьшению числа хромосом вдвое. Каждое деление мейоза включа­ет в себя 4 фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза. Перед мейозом в конце периода роста происходит репликация ДНК, клетка имеет набор хромосом 2n4с.

Анафаза 1. Гомологичные хромосомы, состоящие каждая из 2-х хроматид, отходят к противоположным полюсам. Расходятся хромосо­мы, а не хроматиды, т.к. центромера не делится, а хромосомная нить веретена тянется лишь к одному полюсу. Очень важно, что рас­хождение гомологичных хромосом происходит случайным образом. Поэ­тому к каждому полюсу отходит случайное число отцовских или ма­теринских хромосом. На каждом полюсе находится в 2 раза меньше хромосом, чем было их в клетке до начала деления. Причем эти хромосо­мы качественно другие: большая часть каждой хромосомы – исходная хромосома; меньшая часть представлена заменённым участком гомологичной хромосомы. Так как гомологичные хромосомы – это отцовская и материнская хромосомы, можно сказать, что в результате кроссинговера образу­ются комбинированные хромосомы. В них содержатся новые комбина­ции отцовских и материнских генов, которые будут служить материалом для эволюционного процесса.

Охарактеризовать метафазу мейоза I. Указать какое количество хромосом и ДНК будет содержаться в клетке, в эту фазу.

87. Метафаза 1. Конъюгированные хромосомы (биваленты) располагаются по эква­тору клетки, образуя метафазную пластинку. Заканчивается формиро­вание веретена деления. В отличие от митоза нить веретена от каждой хромосомы направлена только к одному из полюсов. Это происходит потому, что из-за конъюгации каждая хромосома имеет только один кинетохор.

Охарактеризовать профазу мейоза I.

88. Профаза I . Это самая продолжительная фаза мейоза I, во время которой происходят события, отличающие мейоз от митоза.

Профаза подразделяется на пять стадий, в неё вступают гаметоциты 1 порядка (2n4с)

1. лептотена – стадия тонких нитей. Начинается спирализация хромосом (хромосомы в световой микроскоп видны в виде нитей).

2. зиготена – стадия сливающихся нитей, гомологичные хромосомы отыскивают друг друга и объединяются. Этот процесс называется коньюгацией или синапсисом.

Охарактеризовать профазу и метафазу мейоза II.

89. Профаза 2 (1n 2c) — демонтаж ядерных мембран, расхождение центриолей к разным полюсам клетки, формирование нитей веретена деления.

Метафаза 2 (1n 2c) — выстраивание двухроматидных хромосом в экваториальной плоскости клетки (метафазная пластинка), прикрепление нитей веретена деления одним концом к центриолям, другим — к центромерам хромосом; 2 блок овогенеза у человека.

Охарактеризовать анафазу мейоза II. Указать количество хромосом и ДНК в клетке, в эту фазу.

90. Анафаза 2 (2n 2с) — деление двухроматидных хромосом на хроматиды и расхождение этих сестринских хроматид к противоположным полюсам клетки (при этом хроматиды становятся самостоятельными однохроматидными хромосомами), перекомбинация хромосом.

Охарактеризовать телофазу мейоза II.

91. Телофаза 2 (1n 1c в каждой клетке) — деконденсация хромосом, образование вокруг каждой группы хромосом ядерных мембран, распад нитей веретена деления, появление ядрышка, деление цитоплазмы (цитотомия) с образованием в итоге четырех гаплоидных клеток.

Раскрыть биологическое значение мейоза.

92. -мейоз обеспечивает постоянный для каждого вида организмов набор хро­мосом и постоянное количество ДНК. Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшение числа хромосом, то в каждом следующем по­колении после оплодотворения число хромосом возрастало бы в 2 ра­за. Благодаря мейозу, зрелые гаметы получают гаплоидное число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается свойственное данному виду диплоидное число хромосом;

-мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет. Это достигается, благодаря двум явлениям: кроссинговеру и независимому расхождению мужских и женских хромосом в мейозе - I и хроматид в мейозе - II. Эти явления лежат в основе комбинативной изменчивости, поставляющей материал для естественного отбора.

Отметить особенности протекания сперматогенеза в мужском организме в разные периоды онтогенеза.

93. Сперматогенез — процесс развития, созревания и формирования мужских половых клеток. В норме этот период начинается в пубертатном возрасте и продолжается всю жизнь.

Размножение сперматогоний начинается в эмбриональный период и продолжается до конца периода половой зрелости.

Рост и созревание сперматозоидов происходит постоянно по достижении периода половой зрелости.

В период роста сперматоциты 1 порядка меньше.

Один сперматоцит 1 порядка дает начало четырём сперматозоидам одинакового размера.

Есть период формирования

Сперматогенез происходит только после полового созревания и продолжается непрерывно.

Отметить особенности протекания овогенеза в женском организме в разные периоды онтогенеза.

94. -Обособление – первичные половые клетки обособляются от соматических клеток. Однако, они содержат диплоидный набор хромосом, их генетическая формула 2n2c.

-Размножение – первичные половые клетки (сперматогонии или овогонии) делятся митозом. Задача этого периода увеличить число первичных половых клеток. Генетическая формула 2n2c.

-Рост – сперматогонии и овогонии накапливают питательные вещества и увеличиваются в размерах. Теперь они называются сперматоциты I порядка и овоциты I порядка. В конце периода происходит репликация хромосом (2п2с  2n4с).

-Созревание (мейоз) – происходит два последующих деления, между которыми нет интерфазы, и, следовательно, нет удвоения ДНК. Набор хромосом в клетках уменьшается в два раза, а набор хроматид уменьшается в 4 раза (мейоз I: 2n4с1n2с, мейоз II: 2n2с1n1с).

5. Формирование – клетки приобретают специфическое строение, обеспечивающее выполнение их функции. Этот период характерен только для сперматогенеза.

Размножение овогоний начинается и заканчивается в эмбриональный период.

При овогенезе рост и первые стадии мейоза 1 происходят в эмбриогенезе. Мейоз 1 останавливается на стадии диплотены. Т.к. она растягивается во времени, её называют диктиотеной. С наступлением периода полового созревания, циклично 1 раз в месяц, 1 клетка заканчивает мейоз 1, и на стадии метафазы мейоза 2 происходит овуляция, т.е. выход яйцеклетки из яичника. Мейоз 2 заканчивается после оплодотворения.

В период роста овоциты 1 порядка крупнее сперматоцитов.

Один овоцит 1 порядка дает начало одной крупной яйцеклетке и трём мелким полярным (направительным) тельцам, которые погибают.

Нет периода формирования

Перечислить принципиальные различия сперматогенеза и овогенеза у человека.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ ОВОГЕНЕЗ

	Размножение сперматогоний начинается в эмбриональный период и продолжается до конца периода половой зрелости.	Размножение овогоний начинается и заканчивается в эмбриональный период.
	Рост и созревание сперматозоидов происходит постоянно по достижении периода половой зрелости.	При овогенезе рост и первые стадии мейоза 1 происходят в эмбриогенезе. Мейоз 1 останавливается на стадии диплотены. Т.к. она растягивается во времени, её называют диктиотеной. С наступлением периода полового созревания, циклично 1 раз в месяц, 1 клетка заканчивает мейоз 1, и на стадии метафазы мейоза 2 происходит овуляция, т.е. выход яйцеклетки из яичника. Мейоз 2 заканчивается после оплодотворения.
	В период роста сперматоциты 1 порядка меньше.	В период роста овоциты 1 порядка крупнее сперматоцитов.
	Один сперматоцит 1 порядка дает начало четырём сперматозоидам одинакового размера.	Один овоцит 1 порядка дает начало одной крупной яйцеклетке и трём мелким полярным (направительным) тельцам, которые погибают.
	Есть период формирования	Нет периода формирования