Реферат
на тему: «Жизненный цикл клетки, вирусы и бактериофаги. Размножение и развитие организмов»
Содержание
Жизненный цикл клетки
Вирусы и бактериофаги
Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов
Образование половых клеток у животных
Оплодотворение и развитие животных
Период жизнедеятельности клетки, РІ котором РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ РІСЃРµ обменные процессы Рё деление, называется жизненным циклом клетки. Рто время жизни клетки РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ деления РґРѕ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ. Клеточный цикл состоит РёР· интерфазы Рё деления.
Рнтерфаза — фаза РІ жизненном цикле между РґРІСѓРјСЏ делениями клетки. РћРЅР° характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, Р РќРљ, накоплением питательных веществ клеткой, ростом Рё увеличением объема. Р’ середине интерфазы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ удвоение ДНК (репликация). Р’ результате каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° содержит 2 молекулы ДНК Рё состоит РёР· РґРІСѓС… сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой Рё образуют РѕРґРЅСѓ С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјСѓ. Клетка подготавливается Рє делению, удваиваются РІСЃРµ ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит РѕС‚ типа клеток Рё РІ среднем составляет 4 /5 РѕС‚ общего времени жизненного цикла клетки.
Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению — важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз — непрямое деление клетки.
Митоз — процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.
В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.
Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.
В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.
Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки — цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.
Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.
РРЅРѕРіРґР° встречается Рё РґСЂСѓРіРѕР№ РІРёРґ деления клетки — амитоз. Амитоз — РїСЂСЏРјРѕРµ деление СЏРґСЂР°, без образования С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё веретена деления. РџСЂРё этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается Сѓ некоторых простейших, РІ клетках специализированных тканей (хрящи), РІ раковых клетках.
РљСЂРѕРјРµ организмов, имеющих клеточное строение, существуют Рё неклеточные формы жизни — РІРёСЂСѓСЃС‹ Рё бактериофаги. Рти формы жизни представляют СЃРѕР±РѕР№ как Р±С‹ переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между живой Рё неживой РїСЂРёСЂРѕРґРѕР№.
Р’РёСЂСѓСЃС‹ были открыты РІ 1892 Рі. СЂСѓСЃСЃРєРёРј ученым Р”.Р. Рвановским. Р’ переводе РЅР° СЂСѓСЃСЃРєРёР№ язык «вирус» означает «яд». Р’РёСЂСѓСЃС‹ состоят РёР· молекул ДНК или Р РќРљ, покрытых белковой оболочкой, Р° РёРЅРѕРіРґР° дополнительно липидной мембраной. Р’РёСЂСѓСЃС‹ РјРѕРіСѓС‚ существовать РІ РІРёРґРµ кристаллов. Р’ таком состоянии РѕРЅРё РЅРµ размножаются, РЅРµ проявляют никаких признаков живого Рё РјРѕРіСѓС‚ сохраняться длительное время. РќРѕ РїСЂРё внедрении РІ живую клетку РІРёСЂСѓСЃ начинает размножаться, подавляя Рё разрушая РІСЃРµ структуры клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР°. Проникая РІ клетку, РІРёСЂСѓСЃ встраивает СЃРІРѕСЋ ДНК РІ ДНК клетки, Рё начинается синтез вирусных белков, репликация РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ ДНК, тогда как синтез белков Рё ДНК клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР° подавляется. Если генетическим аппаратом РІРёСЂСѓСЃР° является Р РќРљ, то вначале идет процесс обратной транскрипции РїРѕ схеме Р РќРљ — > ДНК — > Р РќРљ — > белок. Поэтому Р РќРљ-зависимые РІРёСЂСѓСЃС‹ называются ретровирусами
Р’РЅРµ живой клетки РІРёСЂСѓСЃС‹ РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє размножению, синтезу белка. Р’РёСЂСѓСЃС‹ вызывают различные заболевания растений, животных, человека. Рљ РЅРёРј относятся РІРёСЂСѓСЃС‹ табачной мозаики, РіСЂРёРїРїР°, РєРѕСЂРё, РѕСЃРїС‹, полиомиелита, РІРёСЂСѓСЃ иммунодефицита человека (Р’РР§), вызывающий РЎРџРР”.
Р’РёСЂСѓСЃ Р’РР§ относится Рє ретровирусам, его генетический материал представлен РІ РІРёРґРµ РґРІСѓС… молекул Р РќРљ Рё фермента обратной транскриптазы. Ртот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции РІ клетках лимфоцитов. РџРѕ матрице РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ Р РќРљ синтезируется вирусная ДНК, которая Рё встраивается РІ ДНК клеток человека. Р’ таком состоянии РѕРЅР° может сохраняться долго, РЅРµ проявляя себя, поэтому антитела РІ РєСЂРѕРІРё Сѓ инфицированного человека РЅРµ образуются сразу Рё обнаружить заболевание РЅР° этой стадии сложно. Р’ процессе деления клеток РєСЂРѕРІРё ДНК РІРёСЂСѓСЃР° передается соответственно РІ дочерние клетки. РџСЂРё каких-либо условиях РІРёСЂСѓСЃ активизируется Рё начинается синтез вирусных белков, Р° РІ РєСЂРѕРІРё появляются антитела. Р’ первую очередь РІРёСЂСѓСЃ поражает Рў-лимфоциты, ответственные Р·Р° выработку иммунитета. Р’ результате организм перестает бороться СЃ любой инфекцией, раковыми клетками Рё погибает.
Бактериофаги — это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку. По каналу в хвостике вирус вспрыскивает ДНК в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).
Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение — способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.
Бесполое размножение — образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.
Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. РР· РѕРґРЅРѕР№ клетки путем митоза образуются РґРІРµ дочерние, каждая РёР· которых становится новым организмом.
Почкование — форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для грибов, гидры и некоторых других животных.
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
Вегетативное размножение — разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела — регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).
Половое размножение — образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток — гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, гаметы имеют в два раза меньшее число хромосом. В результате слияния двух гамет число хромосом во вновь образовавшейся клетке. — зиготе — увеличивается в два раза, т.е. восстанавливается, причем одна половина всех хромосом является отцовской, другая — материнской.
Хромосомный набор клеток. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом, — диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.
Число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј для каждого РІРёРґР° организмов постоянно. Так, РІ клетках человека — 46 С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј (23 пары), голубя — 80 (40 пар), дождевого червя — 36 (18 пар), РІ клетках пшеницы — 28 (14 пар). Рти организмы содержат диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Некоторые организмы, такие как водоросли, РјС…Рё, РіСЂРёР±С‹, имеют одиночный, гаплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Гаплоидный набор обозначают Р±СѓРєРІРѕР№ Рї, диплоидный — 2Рї.
МЕЙОЗ
Образование гаплоидного набора С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РёР· диплоидной клетки РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ процессе РѕСЃРѕР±РѕРіРѕ типа деления — мейоза. Рто такое деление клетки, РїСЂРё котором хромосомный набор клетки уменьшается РІРґРІРѕРµ. Ртот тип деления называется редукционным. Для мейоза характерны те же стадии, что Рё для митоза, РЅРѕ процесс состоит РёР· РґРІСѓС… последовательных делений (мейоз 1 Рё мейоз 2). Р’ результате образуются РЅРµ 2, Р° 4 клетки.
Стадии мейоза. Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, в которой происходит репликация ДНК и удвоение хромосом. Каждая хромосома перед началом деления состоит из 2 молекул ДНК — 2 сестринских хроматид. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом — 2п, но каждая хромосома состоит из двух ДНК — 2с. Всего в клетке 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления хромосомный набор составляет 2п4с.
Профаза 1. Фаза значительно длиннее, чем в митозе. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга — конъюгируют. В результате образуются биваленты — двойные хромосомы. Во время конъюгации может происходить обмен участками гомологичных хромосом — кроссинговер, т.е. парные хромосомы обмениваются некоторыми генами, что изменяет комбинацию генов в хромосоме. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки и образуется веретено деления.
Метафаза 1. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов располагаются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.
Анафаза 1. Гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся Рє полюсам клетки. Рто РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРµ отличие мейоза РѕС‚ митоза, РіРґРµ идет расхождение сестринских хроматид. Таким образом, Сѓ каждого полюса оказывается только РѕРґРЅР° С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° РёР· пары, С‚.Рµ. число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ полюсов равно Рї2СЃ. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редукция числа С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј — уменьшение РІРґРІРѕРµ.
Телофаза 1. Делится РІСЃРµ остальное содержимое клетки, образуется перетяжка Рё возникают РґРІРµ клетки СЃ гаплоидным набором С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° состоит РёР· 2 молекул ДНК — 2 сестринских хроматид. Образование 2 клеток может наступать РЅРµ всегда. РРЅРѕРіРґР° телофаза сопровождается только образованием 2 гаплоидных ядер. Кариокинез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ всегда, Р° цитокинез может отсутствовать.
Перед 2-м делением мейоза интерфаза отсутствует. Обе клетки одновременно приступают ко 2-му делению мейоза. Мейоз 2 полностью идентичен митозу и происходит в 2 клетках (ядрах) синхронно.
Профаза 2. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы 1.
Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами.
Анафаза 2. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды — хромосомы. У каждого полюса образуется набор хромосом п, т.е. гаплоидный набор, где каждая хромосома состоит из 1 молекулы ДНК.
Телофаза 2. Образуются 4 гаплоидных ядра и 4 гаплоидные клетки с набором хромосом п в каждой.
Биологический смысл мейоза заключается РІ образовании гаплоидных клеток, которые РїСЂРё слиянии РІРЅРѕРІСЊ восстанавливают диплоидный набор. Ртот процесс обеспечивает постоянный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ РІРЅРѕРІСЊ образующихся организмов РїСЂРё половом размножении. Р’ мейозе гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ попадают РІ разные гаметы, Р° негомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся РІ гаметы произвольно, независимо РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Рто увеличивает число типов гамет Рё является РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ для генетического разнообразия организмов. РљСЂРѕРјРµ того, конъюгация Рё кроссинговер также способствуют комбинации генов Рё увеличивают разнообразие гамет Рё сочетание признаков РІ организме.
Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез протекает последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет.
Зона размножения. В ней содержатся первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2п. Клетки в этой зоне делятся митозом, что способствует увеличению их количества.
Зона роста. В этой зоне деление клеток не происходит. Они растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейотическим делением. Клетки имеют диплоидный набор хромосом.
Зона созревания. В этой зоне происходит мейоз, окончательно формируются и созревают гаметы.
Сперматогенез — процесс образования мужских половых клеток — сперматозоидов. В зоне размножения в сперматогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные клетки — сперматогонии (2 л). В зоне роста сперматогонии незначительно увеличиваются, и из каждой клетки развивается сперматоцит I порядка, готовый к редукционному делению. В зоне созревания в процессе 1-го деления мейоза образуются 2 сперматоцита II порядка, а затем во 2-м делении 4 гаметы — сперматиды (л). Все 4 клетки, одинаковые по величине, созревают и образуют 4 сперматозоида.
Сперматозоиды — небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро с гаплоидным набором хромосом. На заостренном кольце располагается аппарат Гольджи со специальными ферментами, разрушающими оболочку яйцеклетки. В шейке находятся центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных. Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину.
Оогенез — процесс образования женских половых клеток — яйцеклеток. Р’ Р·РѕРЅРµ размножения РІ оогенной ткани находятся многочисленные клетки — РѕРѕРіРѕРЅРёРё (2Р»). РћРЅРё размножаются митозом. Каждая РѕРѕРіРѕРЅРёСЏ переходит РІ Р·РѕРЅСѓ роста, начинает усиленно расти, накапливать питательные вещества РІ РІРёРґРµ зерен желтка. РћРЅР° превращается РІ ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР°. Процесс роста ооцита значительно продолжительнее, чем сперматоцита. Р’ Р·РѕРЅРµ созревания ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР° делится мейозом неравномерно. После 1-РіРѕ деления образуется 1 крупная клетка — ооцит II РїРѕСЂСЏРґРєР°, РєСѓРґР° переходят РІСЃРµ питательные вещества, Рё 1 мелкая клетка — первичное направительное тельце, РіРґРµ имеется только СЏРґСЂРѕ. После 2-РіРѕ деления мейоза РёР· ооцита II РїРѕСЂСЏРґРєР° образуется опять 1 крупная клетка — яйцеклетка Рё 1 вторичное направительное тельце. РР· первичного направительного тельца образуются 2 мелких вторичных направительных тельца. Таким образом, РїСЂРё оогенезе РёР· каждой РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ клетки образуется 1 крупная яйцеклетка (Р») Рё 3 направительных тельца (Р»), которые погибают. Направительные тельца служат только для равномерного распределения С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РІ мейозе.
Яйцеклетка — округлая неподвижная клетка, содержащая ядро и много питательного вещества в виде желтка. Размеры яйцеклеток различны у разных видов животных. Например, у млекопитающих диаметр их составляет 0,2 мм-60 мкм, у амфибий и рыб — 3-5 мм, а у рептилий и птиц достигает нескольких сантиметров. Например, размер яйцеклетки курицы — 3 см. На верхнем полюсе яйцеклетки находится зародышевый диск, где располагается ядро.
Яйцеклетка у любого вида животных всегда значительно крупнее его сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у млекопитающих) или на всем протяжении эмбриогенеза (у птиц, рептилий).
Оплодотворение — процесс слияния мужских Рё женских половых клеток, РІ результате которого образуется зигота, РїСЂРё этом восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. РР· зиготы развивается зародыш.
Существуют два способа оплодотворения: наружное и внутреннее. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец поливает их спермой. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (рыб, земноводных). При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки, что отмечается у наземных и некоторых водных обитателей (у млекопитающих, рептилий, насекомых, червей). Оплодотворенное яйцо может развиваться в теле матери, как у млекопитающих, либо во внешней среде. Тогда яйца покрываются специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в наиболее безопасное место (у насекомых, птиц, рептилий, моллюсков).
Биологическое значение оплодотворения состоит РІ том, что РїСЂРё слиянии гамет, как уже было сказано, восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј, Р° новый организм несет наследственную информацию Рё признаки РґРІСѓС… родителей. Рто увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает РёС… жизнестойкость Рё адаптационные свойства.
Онтогенез — индивидуальное развитие организма. Он делится на два периода — эмбриональный и постэмбриональный.
Рмбриональный период ( эмбриогенез) начинается СЃ момента оплодотворения Рё заканчивается рождением организма. Рмбриогенез делится РЅР° несколько этапов.
1. Дробление. После слияния ядер двух гамет и восстановления диплоидного набора хромосом начинается развитие зародыша. Первая стадия называется дроблением. Митозом яйцо начинает делиться на 2, затем на 4, 8 и т.д. клеток. Образующиеся при дроблении клетки называются бластомерами. Основное отличие дробления от обычного деления заключается в том, что образующиеся клетки не увеличиваются в объеме, не растут. Дробление идет за счет питательных веществ яйцеклетки.
Характер дробления зависит от яйца. Оно может быть равномерным, или полным, когда яйцо полностью делится на бластомеры (ланцетник, морской еж, земноводные). Дробление может быть неполным, когда желтка в яйце много и дробится только верхний диск яйца (птицы, рептилии, рыбы).
Дробление заканчивается образованием бластулы. Бластула — однослойный зародышевый шар с полостью внутри. Стенки шара образованы одним слоем клеток.
2. Гаструляция. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша — гаструла. Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости. В результате образуются 2 слоя клеток и вторичная полость с отверстием — бластопором. Гаструла — двухслойный зародышевый мешок, наружный слой клеток которого называется эктодермой, а внутренний — энтодермой.
3. Образование 3 зародышевых листков. На следующей стадии между экто — и энтодермой закладывается 3-й зародышевый листок — мезодерма. Она образуется за счет миграции части клеток наружного и внутреннего слоев. На этой стадии образуется трехслойный зародыш.
4. Органогенез. РР· трех зародышевых листков развиваются РІСЃРµ ткани Рё органы будущего организма: РёР· эктодермы — кожные РїРѕРєСЂРѕРІС‹, нервная система, органы чувств; РёР· энтодермы — пищеварительная система, печень, поджелудочная железа, легкие; мезодерма дает начало хрящевому Рё костному скелету, мышцам, кровеносной системе, почкам, половым железам.
Закладка органов начинается на стадии нейрулы. В энтодерме образуется зачаток хорды, а над ней в клетках эктодермы — нервная пластинка, которая сворачивается в нервную трубку и погружается под эктодерму. Справа и слева от нервной трубки развивается мезодерма, образуя осевой комплекс. Далее происходит образование и развитие остальных органов. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки — зиготы и имеют одинаковый набор хромосом, а также генетическую информацию. Однако в разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов. Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами, а явление стимуляции — эмбриональной индукцией. Так, организатором, направляющим развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорда.
Постэмбриональное развитие. Ртот процесс начинается после выхода организма РёР· яйца или тела матери, С‚.Рµ. после его рождения, РєРѕРіРґР° организм способен существовать самостоятельно. Постэмбриональное развитие бывает РґРІСѓС… типов: РїСЂСЏРјРѕРµ Рё непрямое.
Прямое развитие идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью, что отмечается, например, у птиц и млекопитающих.
Непрямое развитие протекает с метаморфозом — превращением во взрослую особь. В этом случае имеется личиночная стадия, когда родившийся организм не похож на взрослую особь. Личинка — организм, приспособленный к активному питанию, росту и развитию, но не способный размножаться (за редким исключением). Например, у лягушки личиночная стадия — головастик, у бабочки — гусеница.
Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними и способствует выживанию потомства.
Партеногенез — разновидность полового размножения, РєРѕРіРґР° взрослая РѕСЃРѕР±СЊ развивается РёР· неоплодотворенного яйца. Встречается Сѓ низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), некоторых птиц (индеек) Рё чаще всего чередуется СЃ обычным половым размножением. РР· неоплодотворенных яйцеклеток СЃ гаплоидным набором начинают развиваться клетки, Сѓ которых РІ митозе наблюдается нерасхождение С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё диплоидный набор восстанавливается. Партеногенез может идти как РїСЂРё благоприятных условиях (Сѓ тлей Рё дафний развиваются самки), так Рё РїСЂРё неблагоприятных условиях (осенью РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются самцы). РЈ пчел РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются трутни, Р° РёР· оплодотворенных — самки Рё рабочие пчелы. Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора РЅР° яйцеклетку.
www.ronl.ru
Реферат
на тему: «Жизненный цикл клетки, вирусы и бактериофаги. Размножение и развитие организмов»
Содержание
Жизненный цикл клетки
Вирусы и бактериофаги
Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов
Образование половых клеток у животных
Оплодотворение и развитие животных
Период жизнедеятельности клетки, РІ котором РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ РІСЃРµ обменные процессы Рё деление, называется жизненным циклом клетки. Рто время жизни клетки РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ деления РґРѕ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ. Клеточный цикл состоит РёР· интерфазы Рё деления.
Рнтерфаза — фаза РІ жизненном цикле между РґРІСѓРјСЏ делениями клетки. РћРЅР° характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, Р РќРљ, накоплением питательных веществ клеткой, ростом Рё увеличением объема. Р’ середине интерфазы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ удвоение ДНК (репликация). Р’ результате каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° содержит 2 молекулы ДНК Рё состоит РёР· РґРІСѓС… сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой Рё образуют РѕРґРЅСѓ С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјСѓ. Клетка подготавливается Рє делению, удваиваются РІСЃРµ ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит РѕС‚ типа клеток Рё РІ среднем составляет 4 /5 РѕС‚ общего времени жизненного цикла клетки.
Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению — важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз — непрямое деление клетки.
Митоз — процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.
В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.
Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.
В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.
Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки — цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.
Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.
РРЅРѕРіРґР° встречается Рё РґСЂСѓРіРѕР№ РІРёРґ деления клетки — амитоз. Амитоз — РїСЂСЏРјРѕРµ деление СЏРґСЂР°, без образования С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё веретена деления. РџСЂРё этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается Сѓ некоторых простейших, РІ клетках специализированных тканей (хрящи), РІ раковых клетках.
РљСЂРѕРјРµ организмов, имеющих клеточное строение, существуют Рё неклеточные формы жизни — РІРёСЂСѓСЃС‹ Рё бактериофаги. Рти формы жизни представляют СЃРѕР±РѕР№ как Р±С‹ переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между живой Рё неживой РїСЂРёСЂРѕРґРѕР№.
Р’РёСЂСѓСЃС‹ были открыты РІ 1892 Рі. СЂСѓСЃСЃРєРёРј ученым Р”.Р. Рвановским. Р’ переводе РЅР° СЂСѓСЃСЃРєРёР№ язык «вирус» означает «яд». Р’РёСЂСѓСЃС‹ состоят РёР· молекул ДНК или Р РќРљ, покрытых белковой оболочкой, Р° РёРЅРѕРіРґР° дополнительно липидной мембраной. Р’РёСЂСѓСЃС‹ РјРѕРіСѓС‚ существовать РІ РІРёРґРµ кристаллов. Р’ таком состоянии РѕРЅРё РЅРµ размножаются, РЅРµ проявляют никаких признаков живого Рё РјРѕРіСѓС‚ сохраняться длительное время. РќРѕ РїСЂРё внедрении РІ живую клетку РІРёСЂСѓСЃ начинает размножаться, подавляя Рё разрушая РІСЃРµ структуры клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР°. Проникая РІ клетку, РІРёСЂСѓСЃ встраивает СЃРІРѕСЋ ДНК РІ ДНК клетки, Рё начинается синтез вирусных белков, репликация РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ ДНК, тогда как синтез белков Рё ДНК клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР° подавляется. Если генетическим аппаратом РІРёСЂСѓСЃР° является Р РќРљ, то вначале идет процесс обратной транскрипции РїРѕ схеме Р РќРљ — > ДНК — > Р РќРљ — > белок. Поэтому Р РќРљ-зависимые РІРёСЂСѓСЃС‹ называются ретровирусами
Р’РЅРµ живой клетки РІРёСЂСѓСЃС‹ РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє размножению, синтезу белка. Р’РёСЂСѓСЃС‹ вызывают различные заболевания растений, животных, человека. Рљ РЅРёРј относятся РІРёСЂСѓСЃС‹ табачной мозаики, РіСЂРёРїРїР°, РєРѕСЂРё, РѕСЃРїС‹, полиомиелита, РІРёСЂСѓСЃ иммунодефицита человека (Р’РР§), вызывающий РЎРџРР”.
Р’РёСЂСѓСЃ Р’РР§ относится Рє ретровирусам, его генетический материал представлен РІ РІРёРґРµ РґРІСѓС… молекул Р РќРљ Рё фермента обратной транскриптазы. Ртот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции РІ клетках лимфоцитов. РџРѕ матрице РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ Р РќРљ синтезируется вирусная ДНК, которая Рё встраивается РІ ДНК клеток человека. Р’ таком состоянии РѕРЅР° может сохраняться долго, РЅРµ проявляя себя, поэтому антитела РІ РєСЂРѕРІРё Сѓ инфицированного человека РЅРµ образуются сразу Рё обнаружить заболевание РЅР° этой стадии сложно. Р’ процессе деления клеток РєСЂРѕРІРё ДНК РІРёСЂСѓСЃР° передается соответственно РІ дочерние клетки. РџСЂРё каких-либо условиях РІРёСЂСѓСЃ активизируется Рё начинается синтез вирусных белков, Р° РІ РєСЂРѕРІРё появляются антитела. Р’ первую очередь РІРёСЂСѓСЃ поражает Рў-лимфоциты, ответственные Р·Р° выработку иммунитета. Р’ результате организм перестает бороться СЃ любой инфекцией, раковыми клетками Рё погибает.
Бактериофаги — это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку. По каналу в хвостике вирус вспрыскивает ДНК в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).
Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение — способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.
Бесполое размножение — образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.
Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. РР· РѕРґРЅРѕР№ клетки путем митоза образуются РґРІРµ дочерние, каждая РёР· которых становится новым организмом.
Почкование — форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для грибов, гидры и некоторых других животных.
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
Вегетативное размножение — разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела — регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).
Половое размножение — образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток — гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, гаметы имеют в два раза меньшее число хромосом. В результате слияния двух гамет число хромосом во вновь образовавшейся клетке. — зиготе — увеличивается в два раза, т.е. восстанавливается, причем одна половина всех хромосом является отцовской, другая — материнской.
Хромосомный набор клеток. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом, — диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.
Число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј для каждого РІРёРґР° организмов постоянно. Так, РІ клетках человека — 46 С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј (23 пары), голубя — 80 (40 пар), дождевого червя — 36 (18 пар), РІ клетках пшеницы — 28 (14 пар). Рти организмы содержат диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Некоторые организмы, такие как водоросли, РјС…Рё, РіСЂРёР±С‹, имеют одиночный, гаплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Гаплоидный набор обозначают Р±СѓРєРІРѕР№ Рї, диплоидный — 2Рї.
МЕЙОЗ
Образование гаплоидного набора С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РёР· диплоидной клетки РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ процессе РѕСЃРѕР±РѕРіРѕ типа деления — мейоза. Рто такое деление клетки, РїСЂРё котором хромосомный набор клетки уменьшается РІРґРІРѕРµ. Ртот тип деления называется редукционным. Для мейоза характерны те же стадии, что Рё для митоза, РЅРѕ процесс состоит РёР· РґРІСѓС… последовательных делений (мейоз 1 Рё мейоз 2). Р’ результате образуются РЅРµ 2, Р° 4 клетки.
Стадии мейоза. Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, в которой происходит репликация ДНК и удвоение хромосом. Каждая хромосома перед началом деления состоит из 2 молекул ДНК — 2 сестринских хроматид. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом — 2п, но каждая хромосома состоит из двух ДНК — 2с. Всего в клетке 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления хромосомный набор составляет 2п4с.
Профаза 1. Фаза значительно длиннее, чем в митозе. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга — конъюгируют. В результате образуются биваленты — двойные хромосомы. Во время конъюгации может происходить обмен участками гомологичных хромосом — кроссинговер, т.е. парные хромосомы обмениваются некоторыми генами, что изменяет комбинацию генов в хромосоме. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки и образуется веретено деления.
Метафаза 1. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов располагаются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.
Анафаза 1. Гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся Рє полюсам клетки. Рто РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРµ отличие мейоза РѕС‚ митоза, РіРґРµ идет расхождение сестринских хроматид. Таким образом, Сѓ каждого полюса оказывается только РѕРґРЅР° С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° РёР· пары, С‚.Рµ. число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ полюсов равно Рї2СЃ. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редукция числа С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј — уменьшение РІРґРІРѕРµ.
Телофаза 1. Делится РІСЃРµ остальное содержимое клетки, образуется перетяжка Рё возникают РґРІРµ клетки СЃ гаплоидным набором С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° состоит РёР· 2 молекул ДНК — 2 сестринских хроматид. Образование 2 клеток может наступать РЅРµ всегда. РРЅРѕРіРґР° телофаза сопровождается только образованием 2 гаплоидных ядер. Кариокинез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ всегда, Р° цитокинез может отсутствовать.
Перед 2-м делением мейоза интерфаза отсутствует. Обе клетки одновременно приступают ко 2-му делению мейоза. Мейоз 2 полностью идентичен митозу и происходит в 2 клетках (ядрах) синхронно.
Профаза 2. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы 1.
Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами.
Анафаза 2. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды — хромосомы. У каждого полюса образуется набор хромосом п, т.е. гаплоидный набор, где каждая хромосома состоит из 1 молекулы ДНК.
Телофаза 2. Образуются 4 гаплоидных ядра и 4 гаплоидные клетки с набором хромосом п в каждой.
Биологический смысл мейоза заключается РІ образовании гаплоидных клеток, которые РїСЂРё слиянии РІРЅРѕРІСЊ восстанавливают диплоидный набор. Ртот процесс обеспечивает постоянный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ РІРЅРѕРІСЊ образующихся организмов РїСЂРё половом размножении. Р’ мейозе гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ попадают РІ разные гаметы, Р° негомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся РІ гаметы произвольно, независимо РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Рто увеличивает число типов гамет Рё является РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ для генетического разнообразия организмов. РљСЂРѕРјРµ того, конъюгация Рё кроссинговер также способствуют комбинации генов Рё увеличивают разнообразие гамет Рё сочетание признаков РІ организме.
Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез протекает последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет.
Зона размножения. В ней содержатся первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2п. Клетки в этой зоне делятся митозом, что способствует увеличению их количества.
Зона роста. В этой зоне деление клеток не происходит. Они растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейотическим делением. Клетки имеют диплоидный набор хромосом.
Зона созревания. В этой зоне происходит мейоз, окончательно формируются и созревают гаметы.
Сперматогенез — процесс образования мужских половых клеток — сперматозоидов. В зоне размножения в сперматогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные клетки — сперматогонии (2 л). В зоне роста сперматогонии незначительно увеличиваются, и из каждой клетки развивается сперматоцит I порядка, готовый к редукционному делению. В зоне созревания в процессе 1-го деления мейоза образуются 2 сперматоцита II порядка, а затем во 2-м делении 4 гаметы — сперматиды (л). Все 4 клетки, одинаковые по величине, созревают и образуют 4 сперматозоида.
Сперматозоиды — небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро с гаплоидным набором хромосом. На заостренном кольце располагается аппарат Гольджи со специальными ферментами, разрушающими оболочку яйцеклетки. В шейке находятся центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных. Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину.
Оогенез — процесс образования женских половых клеток — яйцеклеток. Р’ Р·РѕРЅРµ размножения РІ оогенной ткани находятся многочисленные клетки — РѕРѕРіРѕРЅРёРё (2Р»). РћРЅРё размножаются митозом. Каждая РѕРѕРіРѕРЅРёСЏ переходит РІ Р·РѕРЅСѓ роста, начинает усиленно расти, накапливать питательные вещества РІ РІРёРґРµ зерен желтка. РћРЅР° превращается РІ ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР°. Процесс роста ооцита значительно продолжительнее, чем сперматоцита. Р’ Р·РѕРЅРµ созревания ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР° делится мейозом неравномерно. После 1-РіРѕ деления образуется 1 крупная клетка — ооцит II РїРѕСЂСЏРґРєР°, РєСѓРґР° переходят РІСЃРµ питательные вещества, Рё 1 мелкая клетка — первичное направительное тельце, РіРґРµ имеется только СЏРґСЂРѕ. После 2-РіРѕ деления мейоза РёР· ооцита II РїРѕСЂСЏРґРєР° образуется опять 1 крупная клетка — яйцеклетка Рё 1 вторичное направительное тельце. РР· первичного направительного тельца образуются 2 мелких вторичных направительных тельца. Таким образом, РїСЂРё оогенезе РёР· каждой РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ клетки образуется 1 крупная яйцеклетка (Р») Рё 3 направительных тельца (Р»), которые погибают. Направительные тельца служат только для равномерного распределения С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РІ мейозе.
Яйцеклетка — округлая неподвижная клетка, содержащая ядро и много питательного вещества в виде желтка. Размеры яйцеклеток различны у разных видов животных. Например, у млекопитающих диаметр их составляет 0,2 мм-60 мкм, у амфибий и рыб — 3-5 мм, а у рептилий и птиц достигает нескольких сантиметров. Например, размер яйцеклетки курицы — 3 см. На верхнем полюсе яйцеклетки находится зародышевый диск, где располагается ядро.
Яйцеклетка у любого вида животных всегда значительно крупнее его сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у млекопитающих) или на всем протяжении эмбриогенеза (у птиц, рептилий).
Оплодотворение — процесс слияния мужских Рё женских половых клеток, РІ результате которого образуется зигота, РїСЂРё этом восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. РР· зиготы развивается зародыш.
Существуют два способа оплодотворения: наружное и внутреннее. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец поливает их спермой. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (рыб, земноводных). При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки, что отмечается у наземных и некоторых водных обитателей (у млекопитающих, рептилий, насекомых, червей). Оплодотворенное яйцо может развиваться в теле матери, как у млекопитающих, либо во внешней среде. Тогда яйца покрываются специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в наиболее безопасное место (у насекомых, птиц, рептилий, моллюсков).
Биологическое значение оплодотворения состоит РІ том, что РїСЂРё слиянии гамет, как уже было сказано, восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј, Р° новый организм несет наследственную информацию Рё признаки РґРІСѓС… родителей. Рто увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает РёС… жизнестойкость Рё адаптационные свойства.
Онтогенез — индивидуальное развитие организма. Он делится на два периода — эмбриональный и постэмбриональный.
Рмбриональный период ( эмбриогенез) начинается СЃ момента оплодотворения Рё заканчивается рождением организма. Рмбриогенез делится РЅР° несколько этапов.
1. Дробление. После слияния ядер двух гамет и восстановления диплоидного набора хромосом начинается развитие зародыша. Первая стадия называется дроблением. Митозом яйцо начинает делиться на 2, затем на 4, 8 и т.д. клеток. Образующиеся при дроблении клетки называются бластомерами. Основное отличие дробления от обычного деления заключается в том, что образующиеся клетки не увеличиваются в объеме, не растут. Дробление идет за счет питательных веществ яйцеклетки.
Характер дробления зависит от яйца. Оно может быть равномерным, или полным, когда яйцо полностью делится на бластомеры (ланцетник, морской еж, земноводные). Дробление может быть неполным, когда желтка в яйце много и дробится только верхний диск яйца (птицы, рептилии, рыбы).
Дробление заканчивается образованием бластулы. Бластула — однослойный зародышевый шар с полостью внутри. Стенки шара образованы одним слоем клеток.
2. Гаструляция. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша — гаструла. Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости. В результате образуются 2 слоя клеток и вторичная полость с отверстием — бластопором. Гаструла — двухслойный зародышевый мешок, наружный слой клеток которого называется эктодермой, а внутренний — энтодермой.
3. Образование 3 зародышевых листков. На следующей стадии между экто — и энтодермой закладывается 3-й зародышевый листок — мезодерма. Она образуется за счет миграции части клеток наружного и внутреннего слоев. На этой стадии образуется трехслойный зародыш.
4. Органогенез. РР· трех зародышевых листков развиваются РІСЃРµ ткани Рё органы будущего организма: РёР· эктодермы — кожные РїРѕРєСЂРѕРІС‹, нервная система, органы чувств; РёР· энтодермы — пищеварительная система, печень, поджелудочная железа, легкие; мезодерма дает начало хрящевому Рё костному скелету, мышцам, кровеносной системе, почкам, половым железам.
Закладка органов начинается на стадии нейрулы. В энтодерме образуется зачаток хорды, а над ней в клетках эктодермы — нервная пластинка, которая сворачивается в нервную трубку и погружается под эктодерму. Справа и слева от нервной трубки развивается мезодерма, образуя осевой комплекс. Далее происходит образование и развитие остальных органов. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки — зиготы и имеют одинаковый набор хромосом, а также генетическую информацию. Однако в разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов. Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами, а явление стимуляции — эмбриональной индукцией. Так, организатором, направляющим развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорда.
Постэмбриональное развитие. Ртот процесс начинается после выхода организма РёР· яйца или тела матери, С‚.Рµ. после его рождения, РєРѕРіРґР° организм способен существовать самостоятельно. Постэмбриональное развитие бывает РґРІСѓС… типов: РїСЂСЏРјРѕРµ Рё непрямое.
Прямое развитие идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью, что отмечается, например, у птиц и млекопитающих.
Непрямое развитие протекает с метаморфозом — превращением во взрослую особь. В этом случае имеется личиночная стадия, когда родившийся организм не похож на взрослую особь. Личинка — организм, приспособленный к активному питанию, росту и развитию, но не способный размножаться (за редким исключением). Например, у лягушки личиночная стадия — головастик, у бабочки — гусеница.
Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними и способствует выживанию потомства.
Партеногенез — разновидность полового размножения, РєРѕРіРґР° взрослая РѕСЃРѕР±СЊ развивается РёР· неоплодотворенного яйца. Встречается Сѓ низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), некоторых птиц (индеек) Рё чаще всего чередуется СЃ обычным половым размножением. РР· неоплодотворенных яйцеклеток СЃ гаплоидным набором начинают развиваться клетки, Сѓ которых РІ митозе наблюдается нерасхождение С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё диплоидный набор восстанавливается. Партеногенез может идти как РїСЂРё благоприятных условиях (Сѓ тлей Рё дафний развиваются самки), так Рё РїСЂРё неблагоприятных условиях (осенью РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются самцы). РЈ пчел РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются трутни, Р° РёР· оплодотворенных — самки Рё рабочие пчелы. Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора РЅР° яйцеклетку.
www.ronl.ru
  Период жизнедеятельности клетки, в котором происходят все обменные процессы и деление, называется жизненным циклом клетки. Рто время жизни клетки РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ деления РґРѕ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ. Клеточный цикл состоит РёР· интерфазы Рё деления.
В В Рнтерфаза - фаза РІ жизненном цикле между РґРІСѓРјСЏ делениями клетки. РћРЅР° характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, Р РќРљ, накоплением питательных веществ клеткой, ростом Рё увеличением объема. Р’ середине интерфазы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ удвоение ДНК (репликация). Р’ результате каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° содержит 2 молекулы ДНК Рё состоит РёР· РґРІСѓС… сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой Рё образуют РѕРґРЅСѓ С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјСѓ. Клетка подготавливается Рє делению, удваиваются РІСЃРµ ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит РѕС‚ типа клеток Рё РІ среднем составляет 4/5 РѕС‚ общего времени жизненного цикла клетки.
  Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению - важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз - непрямое деление клетки.
  Митоз - процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.
  В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
  В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.
  Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.
  В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.
  Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки - цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.
  Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.
В В Рногда встречается и другой вид деления клетки - амитоз. Амитоз - РїСЂСЏРјРѕРµ деление СЏРґСЂР°, без образования С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё веретена деления. РџСЂРё этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается Сѓ некоторых простейших, РІ клетках специализированных тканей (хрящи), РІ раковых клетках.
В В РљСЂРѕРјРµ организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - РІРёСЂСѓСЃС‹ Рё бактериофаги. Рти формы жизни представляют СЃРѕР±РѕР№ как Р±С‹ переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между живой Рё неживой РїСЂРёСЂРѕРґРѕР№.
  Вирусы были открыты в 1892 Рі. русским ученым Р”.Р. Рвановским. В переводе РЅР° русский язык "РІРёСЂСѓСЃ" означает "СЏРґ". Р’РёСЂСѓСЃС‹ состоят РёР· молекул ДНК или Р РќРљ, покрытых белковой оболочкой, Р° РёРЅРѕРіРґР° дополнительно липидной мембраной. Р’РёСЂСѓСЃС‹ РјРѕРіСѓС‚ существовать РІ РІРёРґРµ кристаллов. Р’ таком состоянии РѕРЅРё РЅРµ размножаются, РЅРµ проявляют никаких признаков живого Рё РјРѕРіСѓС‚ сохраняться длительное время. РќРѕ РїСЂРё внедрении РІ живую клетку РІРёСЂСѓСЃ начинает размножаться, подавляя Рё разрушая РІСЃРµ структуры клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР°. Проникая РІ клетку, РІРёСЂСѓСЃ встраивает СЃРІРѕСЋ ДНК РІ ДНК клетки, Рё начинается синтез вирусных белков, репликация РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ ДНК, тогда как синтез белков Рё ДНК клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР° подавляется. Если генетическим аппаратом РІРёСЂСѓСЃР° является Р РќРљ, то вначале идет процесс обратной транскрипции РїРѕ схеме Р РќРљ - > ДНК - > Р РќРљ - > белок. Поэтому Р РќРљ-зависимые РІРёСЂСѓСЃС‹ называются ретровирусами
В В Р’РЅРµ живой клетки РІРёСЂСѓСЃС‹ РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє размножению, синтезу белка. Р’РёСЂСѓСЃС‹ вызывают различные заболевания растений, животных, человека. Рљ РЅРёРј относятся РІРёСЂСѓСЃС‹ табачной мозаики, РіСЂРёРїРїР°, РєРѕСЂРё, РѕСЃРїС‹, полиомиелита, РІРёСЂСѓСЃ иммунодефицита человека (Р’РР§), вызывающий РЎРџРР”.
В В Р’РёСЂСѓСЃ Р’РЧ относится Рє ретровирусам, его генетический материал представлен РІ РІРёРґРµ РґРІСѓС… молекул Р РќРљ Рё фермента обратной транскриптазы. Ртот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции РІ клетках лимфоцитов. РџРѕ матрице РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ Р РќРљ синтезируется вирусная ДНК, которая Рё встраивается РІ ДНК клеток человека. Р’ таком состоянии РѕРЅР° может сохраняться долго, РЅРµ проявляя себя, поэтому антитела РІ РєСЂРѕРІРё Сѓ инфицированного человека РЅРµ образуются сразу Рё обнаружить заболевание РЅР° этой стадии сложно. Р’ процессе деления клеток РєСЂРѕРІРё ДНК РІРёСЂСѓСЃР° передается соответственно РІ дочерние клетки. РџСЂРё каких-либо условиях РІРёСЂСѓСЃ активизируется Рё начинается синтез вирусных белков, Р° РІ РєСЂРѕРІРё появляются антитела. Р’ первую очередь РІРёСЂСѓСЃ поражает Рў-лимфоциты, ответственные Р·Р° выработку иммунитета. Р’ результате организм перестает бороться СЃ любой инфекцией, раковыми клетками Рё погибает.
  Бактериофаги - это РІРёСЂСѓСЃС‹, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит РёР· белковой головки, РІ центре которой находится вирусная ДНК, Рё хвостика. РќР° конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления РЅР° поверхности клетки бактерии, Рё фермент, разрушающий бактериальную стенку. РџРѕ каналу РІ хвостике РІРёСЂСѓСЃ вспрыскивает ДНК РІ клетку бактерии Рё подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК Рё белки РІРёСЂСѓСЃР°. Р’ клетке РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ СЃР±РѕСЂРєР° новых РІРёСЂСѓСЃРѕРІ, которые покидают погибшую бактерию Рё внедряются РІ новые. Бактериофаги РјРѕРіСѓС‚ использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).В
  Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение - способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.
  Бесполое размножение - образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.
  Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. РР· РѕРґРЅРѕР№ клетки путем митоза образуются РґРІРµ дочерние, каждая РёР· которых становится новым организмом.
  Почкование - форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для грибов, гидры и некоторых других животных.
  У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
  Вегетативное размножение - разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела - регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).
  Половое размножение - образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, гаметы имеют в два раза меньшее число хромосом. В результате слияния двух гамет число хромосом во вновь образовавшейся клетке. - зиготе - увеличивается в два раза, т.е. восстанавливается, причем одна половина всех хромосом является отцовской, другая - материнской.
  Хромосомный набор клеток. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом, - диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.
  Число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј для каждого вида организмов постоянно. Так, в клетках человека - 46 С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј (23 пары), голубя - 80 (40 пар), дождевого червя - 36 (18 пар), в клетках пшеницы - 28 (14 пар). Рти организмы содержат диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Некоторые организмы, такие как водоросли, РјС…Рё, РіСЂРёР±С‹, имеют одиночный, гаплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Гаплоидный набор обозначают Р±СѓРєРІРѕР№ Рї, диплоидный - 2Рї.
  МЕЙОЗ
  Образование гаплоидного набора С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РёР· диплоидной клетки РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ в процессе РѕСЃРѕР±РѕРіРѕ типа деления - мейоза. Рто такое деление клетки, РїСЂРё котором хромосомный набор клетки уменьшается РІРґРІРѕРµ. Ртот тип деления называется редукционным. Для мейоза характерны те же стадии, что Рё для митоза, РЅРѕ процесс состоит РёР· РґРІСѓС… последовательных делений (мейоз 1 Рё мейоз 2). Р’ результате образуются РЅРµ 2, Р° 4 клетки.
  Стадии мейоза. Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, в которой происходит репликация ДНК и удвоение хромосом. Каждая хромосома перед началом деления состоит из 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом - 2п, но каждая хромосома состоит из двух ДНК - 2с. Всего в клетке 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления хромосомный набор составляет 2п4с.
  Профаза 1. Фаза значительно длиннее, чем в митозе. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга - конъюгируют. В результате образуются биваленты - двойные хромосомы. Во время конъюгации может происходить обмен участками гомологичных хромосом - кроссинговер, т.е. парные хромосомы обмениваются некоторыми генами, что изменяет комбинацию генов в хромосоме. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки и образуется веретено деления.
  Метафаза 1. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов располагаются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.
  Анафаза 1. Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки. Рто основное отличие мейоза РѕС‚ митоза, РіРґРµ идет расхождение сестринских хроматид. Таким образом, Сѓ каждого полюса оказывается только РѕРґРЅР° С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° РёР· пары, С‚.Рµ. число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ полюсов равно Рї2СЃ. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редукция числа С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј - уменьшение РІРґРІРѕРµ.
  Телофаза 1. Делится РІСЃРµ остальное содержимое клетки, образуется перетяжка Рё возникают РґРІРµ клетки СЃ гаплоидным набором С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° состоит РёР· 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. Образование 2 клеток может наступать РЅРµ всегда. РРЅРѕРіРґР° телофаза сопровождается только образованием 2 гаплоидных ядер. Кариокинез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ всегда, Р° цитокинез может отсутствовать.
  Перед 2-м делением мейоза интерфаза отсутствует. Обе клетки одновременно приступают ко 2-му делению мейоза. Мейоз 2 полностью идентичен митозу и происходит в 2 клетках (ядрах) синхронно.
  Профаза 2. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы 1.
  Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами.
  Анафаза 2. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды - хромосомы. У каждого полюса образуется набор хромосом п, т.е. гаплоидный набор, где каждая хромосома состоит из 1 молекулы ДНК.
  Телофаза 2. Образуются 4 гаплоидных ядра и 4 гаплоидные клетки с набором хромосом п в каждой.
  Биологический смысл мейоза заключается в образовании гаплоидных клеток, которые при слиянии вновь восстанавливают диплоидный набор. Ртот процесс обеспечивает постоянный набор хромосом у вновь образующихся организмов РїСЂРё половом размножении. Р’ мейозе гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ попадают РІ разные гаметы, Р° негомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся РІ гаметы произвольно, независимо РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Рто увеличивает число типов гамет Рё является РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ для генетического разнообразия организмов. РљСЂРѕРјРµ того, конъюгация Рё кроссинговер также способствуют комбинации генов Рё увеличивают разнообразие гамет Рё сочетание признаков РІ организме.
  Гаметогенез - это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез протекает последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет.
  Зона размножения. В ней содержатся первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2п. Клетки в этой зоне делятся митозом, что способствует увеличению их количества.
turboreferat.ru
  Зона роста. В этой зоне деление клеток не происходит. Они растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейотическим делением. Клетки имеют диплоидный набор хромосом.
  Зона созревания. В этой зоне происходит мейоз, окончательно формируются и созревают гаметы.
  Сперматогенез - процесс образования мужских половых клеток - сперматозоидов. В зоне размножения в сперматогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные клетки - сперматогонии (2 л). В зоне роста сперматогонии незначительно увеличиваются, и из каждой клетки развивается сперматоцит I порядка, готовый к редукционному делению. В зоне созревания в процессе 1-го деления мейоза образуются 2 сперматоцита II порядка, а затем во 2-м делении 4 гаметы - сперматиды (л). Все 4 клетки, одинаковые по величине, созревают и образуют 4 сперматозоида.
  Сперматозоиды - небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро с гаплоидным набором хромосом. На заостренном кольце располагается аппарат Гольджи со специальными ферментами, разрушающими оболочку яйцеклетки. В шейке находятся центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных. Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину.
  Оогенез - процесс образования женских половых клеток - яйцеклеток. Р’В Р·РѕРЅРµ размножения в оогенной ткани находятся многочисленные клетки - РѕРѕРіРѕРЅРёРё (2Р»). РћРЅРё размножаются митозом. Каждая РѕРѕРіРѕРЅРёСЏ переходит РІ Р·РѕРЅСѓ роста, начинает усиленно расти, накапливать питательные вещества РІ РІРёРґРµ зерен желтка. РћРЅР° превращается РІ ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР°. Процесс роста ооцита значительно продолжительнее, чем сперматоцита. Р’ Р·РѕРЅРµ созревания ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР° делится мейозом неравномерно. После 1-РіРѕ деления образуется 1 крупная клетка - ооцит II РїРѕСЂСЏРґРєР°, РєСѓРґР° переходят РІСЃРµ питательные вещества, Рё 1 мелкая клетка - первичное направительное тельце, РіРґРµ имеется только СЏРґСЂРѕ. После 2-РіРѕ деления мейоза РёР· ооцита II РїРѕСЂСЏРґРєР° образуется опять 1 крупная клетка - яйцеклетка Рё 1 вторичное направительное тельце. РР· первичного направительного тельца образуются 2 мелких вторичных направительных тельца. Таким образом, РїСЂРё оогенезе РёР· каждой РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ клетки образуется 1 крупная яйцеклетка (Р») Рё 3 направительных тельца (Р»), которые погибают. Направительные тельца служат только для равномерного распределения С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РІ мейозе.
  Яйцеклетка - округлая неподвижная клетка, содержащая ядро и много питательного вещества в виде желтка. Размеры яйцеклеток различны у разных видов животных. Например, у млекопитающих диаметр их составляет 0,2 мм-60 мкм, у амфибий и рыб - 3-5 мм, а у рептилий и птиц достигает нескольких сантиметров. Например, размер яйцеклетки курицы - 3 см. На верхнем полюсе яйцеклетки находится зародышевый диск, где располагается ядро.
  Яйцеклетка у любого РІРёРґР° животных всегда значительно крупнее его сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша РЅР° начальной стадии (Сѓ млекопитающих) или РЅР° всем протяжении эмбриогенеза (Сѓ птиц, рептилий).В
  Оплодотворение - процесс слияния мужских Рё женских половых клеток, РІ результате которого образуется зигота, РїСЂРё этом восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. РР· зиготы развивается зародыш.
  Существуют два способа оплодотворения: наружное и внутреннее. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец поливает их спермой. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (рыб, земноводных). При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки, что отмечается у наземных и некоторых водных обитателей (у млекопитающих, рептилий, насекомых, червей). Оплодотворенное яйцо может развиваться в теле матери, как у млекопитающих, либо во внешней среде. Тогда яйца покрываются специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в наиболее безопасное место (у насекомых, птиц, рептилий, моллюсков).
  Биологическое значение оплодотворения состоит РІ том, что РїСЂРё слиянии гамет, как уже было сказано, восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј, Р° новый организм несет наследственную информацию Рё признаки РґРІСѓС… родителей. Рто увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает РёС… жизнестойкость Рё адаптационные свойства.
  Онтогенез - индивидуальное развитие организма. Он делится на два периода - эмбриональный и постэмбриональный.
В В Рмбриональный период (эмбриогенез) начинается СЃ момента оплодотворения Рё заканчивается рождением организма. Рмбриогенез делится РЅР° несколько этапов.
  1. Дробление. После слияния ядер двух гамет и восстановления диплоидного набора хромосом начинается развитие зародыша. Первая стадия называется дроблением. Митозом яйцо начинает делиться на 2, затем на 4, 8 и т.д. клеток. Образующиеся при дроблении клетки называются бластомерами. Основное отличие дробления от обычного деления заключается в том, что образующиеся клетки не увеличиваются в объеме, не растут. Дробление идет за счет питательных веществ яйцеклетки.
  Характер дробления зависит от яйца. Оно может быть равномерным, или полным, когда яйцо полностью делится на бластомеры (ланцетник, морской еж, земноводные). Дробление может быть неполным, когда желтка в яйце много и дробится только верхний диск яйца (птицы, рептилии, рыбы).
  Дробление заканчивается образованием бластулы. Бластула - однослойный зародышевый шар с полостью внутри. Стенки шара образованы одним слоем клеток.
  2. Гаструляция. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша - гаструла. Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости. В результате образуются 2 слоя клеток и вторичная полость с отверстием - бластопором. Гаструла - двухслойный зародышевый мешок, наружный слой клеток которого называется эктодермой, а внутренний - энтодермой.
  3. Образование 3 зародышевых листков. На следующей стадии между экто - и энтодермой закладывается 3-й зародышевый листок - мезодерма. Она образуется за счет миграции части клеток наружного и внутреннего слоев. На этой стадии образуется трехслойный зародыш.
В В 4. Органогенез.В Рз трех зародышевых листков развиваются все ткани и органы будущего организма: из эктодермы - кожные РїРѕРєСЂРѕРІС‹, нервная система, органы чувств; РёР· энтодермы - пищеварительная система, печень, поджелудочная железа, легкие; мезодерма дает начало хрящевому Рё костному скелету, мышцам, кровеносной системе, почкам, половым железам.
  Закладка органов начинается на стадии нейрулы. В энтодерме образуется зачаток хорды, а над ней в клетках эктодермы - нервная пластинка, которая сворачивается в нервную трубку и погружается под эктодерму. Справа и слева от нервной трубки развивается мезодерма, образуя осевой комплекс. Далее происходит образование и развитие остальных органов. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки - зиготы и имеют одинаковый набор хромосом, а также генетическую информацию. Однако в разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов. Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами, а явление стимуляции - эмбриональной индукцией. Так, организатором, направляющим развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорда.
  Постэмбриональное развитие. Ртот процесс начинается после выхода организма из яйца или тела матери, С‚.Рµ. после его рождения, когда организм способен существовать самостоятельно. Постэмбриональное развитие бывает РґРІСѓС… типов: РїСЂСЏРјРѕРµ Рё непрямое.
  Прямое развитие идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью, что отмечается, например, у птиц и млекопитающих.
  Непрямое развитие протекает с метаморфозом - превращением во взрослую особь. В этом случае имеется личиночная стадия, когда родившийся организм не похож на взрослую особь. Личинка - организм, приспособленный к активному питанию, росту и развитию, но не способный размножаться (за редким исключением). Например, у лягушки личиночная стадия - головастик, у бабочки - гусеница.
  Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними и способствует выживанию потомства.
Партеногенез - разновидность полового размножения, РєРѕРіРґР° взрослая РѕСЃРѕР±СЊ развивается РёР· неоплодотворенного яйца. Встречается Сѓ низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), некоторых птиц (индеек) Рё чаще всего чередуется СЃ обычным половым размножением. РР· неоплодотворенных яйцеклеток СЃ гаплоидным набором начинают развиваться клетки, Сѓ которых РІ митозе наблюдается нерасхождение С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё диплоидный набор восстанавливается. Партеногенез может идти как РїСЂРё благоприятных условиях (Сѓ тлей Рё дафний развиваются самки), так Рё РїСЂРё неблагоприятных условиях (осенью РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются самцы). РЈ пчел РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются трутни, Р° РёР· оплодотворенных - самки Рё рабочие пчелы. Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора РЅР° яйцеклетку.В В В В В В В
Р–РЗНЕННЫЙ Р¦РРљР› КЛЕТКР
|
  ДЕЛЕНРР• КЛЕТКР
|
turboreferat.ru
В
В
В
В
В
В
В
В
В
В
В
Реферат
на тему: "Жизненный цикл клетки, вирусы и бактериофаги. Размножение и развитие организмов"
Содержание
В
Жизненный цикл клетки
Вирусы и бактериофаги
Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов
Образование половых клеток у животных
Оплодотворение и развитие животных
В
Период жизнедеятельности клетки, РІ котором РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґСЏС‚ РІСЃРµ обменные процессы Рё деление, называется жизненным циклом клетки. Рто время жизни клетки РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ деления РґРѕ РґСЂСѓРіРѕРіРѕ. Клеточный цикл состоит РёР· интерфазы Рё деления.
Рнтерфаза - фаза РІ жизненном цикле между РґРІСѓРјСЏ делениями клетки. РћРЅР° характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, Р РќРљ, накоплением питательных веществ клеткой, ростом Рё увеличением объема. Р’ середине интерфазы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ удвоение ДНК (репликация). Р’ результате каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° содержит 2 молекулы ДНК Рё состоит РёР· РґРІСѓС… сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой Рё образуют РѕРґРЅСѓ С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјСѓ. Клетка подготавливается Рє делению, удваиваются РІСЃРµ ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит РѕС‚ типа клеток Рё РІ среднем составляет 4/5 РѕС‚ общего времени жизненного цикла клетки.
Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению - важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз - непрямое деление клетки.
Митоз - процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.
В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.
Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.
В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.
Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки - цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.
Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.
РРЅРѕРіРґР° встречается Рё РґСЂСѓРіРѕР№ РІРёРґ деления клетки - амитоз. Амитоз - РїСЂСЏРјРѕРµ деление СЏРґСЂР°, без образования С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё веретена деления. РџСЂРё этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается Сѓ некоторых простейших, РІ клетках специализированных тканей (хрящи), РІ раковых клетках.
В
В
РљСЂРѕРјРµ организмов, имеющих клеточное строение, существуют Рё неклеточные формы жизни - РІРёСЂСѓСЃС‹ Рё бактериофаги. Рти формы жизни представляют СЃРѕР±РѕР№ как Р±С‹ переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между живой Рё неживой РїСЂРёСЂРѕРґРѕР№.
Р’РёСЂСѓСЃС‹ были открыты РІ 1892 Рі. СЂСѓСЃСЃРєРёРј ученым Р”.Р. Рвановским. Р’ переводе РЅР° СЂСѓСЃСЃРєРёР№ язык "РІРёСЂСѓСЃ" означает "СЏРґ". Р’РёСЂСѓСЃС‹ состоят РёР· молекул ДНК или Р РќРљ, покрытых белковой оболочкой, Р° РёРЅРѕРіРґР° дополнительно липидной мембраной. Р’РёСЂСѓСЃС‹ РјРѕРіСѓС‚ существовать РІ РІРёРґРµ кристаллов. Р’ таком состоянии РѕРЅРё РЅРµ размножаются, РЅРµ проявляют никаких признаков живого Рё РјРѕРіСѓС‚ сохраняться длительное время. РќРѕ РїСЂРё внедрении РІ живую клетку РІРёСЂСѓСЃ начинает размножаться, подавляя Рё разрушая РІСЃРµ структуры клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР°. Проникая РІ клетку, РІРёСЂСѓСЃ встраивает СЃРІРѕСЋ ДНК РІ ДНК клетки, Рё начинается синтез вирусных белков, репликация РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ ДНК, тогда как синтез белков Рё ДНК клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР° подавляется. Если генетическим аппаратом РІРёСЂСѓСЃР° является Р РќРљ, то вначале идет процесс обратной транскрипции РїРѕ схеме Р РќРљ - > ДНК - > Р РќРљ - > белок. Поэтому Р РќРљ-зависимые РІРёСЂСѓСЃС‹ называются ретровирусами
Р’РЅРµ живой клетки РІРёСЂСѓСЃС‹ РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє размножению, синтезу белка. Р’РёСЂСѓСЃС‹ вызывают различные заболевания растений, животных, человека. Рљ РЅРёРј относятся РІРёСЂСѓСЃС‹ табачной мозаики, РіСЂРёРїРїР°, РєРѕСЂРё, РѕСЃРїС‹, полиомиелита, РІРёСЂСѓСЃ иммунодефицита человека (Р’РР§), вызывающий РЎРџРР”.
Р’РёСЂСѓСЃ Р’РР§ относится Рє ретровирусам, его генетический материал представлен РІ РІРёРґРµ РґРІСѓС… молекул Р РќРљ Рё фермента обратной транскриптазы. Ртот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции РІ клетках лимфоцитов. РџРѕ матрице РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ Р РќРљ синтезируется вирусная ДНК, которая Рё встраивается РІ ДНК клеток человека. Р’ таком состоянии РѕРЅР° может сохраняться долго, РЅРµ проявляя себя, поэтому антитела РІ РєСЂРѕРІРё Сѓ инфицированного человека РЅРµ образуются сразу Рё обнаружить заболевание РЅР° этой стадии сложно. Р’ процессе деления клеток РєСЂРѕРІРё ДНК РІРёСЂСѓСЃР° передается соответственно РІ дочерние клетки. РџСЂРё каких-либо условиях РІРёСЂСѓСЃ активизируется Рё начинается синтез вирусных белков, Р° РІ РєСЂРѕРІРё появляются антитела. Р’ первую очередь РІРёСЂСѓСЃ поражает Рў-лимфоциты, ответственные Р·Р° выработку иммунитета. Р’ результате организм перестает бороться СЃ любой инфекцией, раковыми клетками Рё погибает.
Бактериофаги - это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку. По каналу в хвостике вирус вспрыскивает ДНК в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).
В
В
Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение - способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.
Бесполое размножение - образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.
Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. РР· РѕРґРЅРѕР№ клетки путем митоза образуются РґРІРµ дочерние, каждая РёР· которых становится новым организмом.
Почкование - форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для грибов, гидры и некоторых других животных.
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
Вегетативное размножение - разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела - регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).
Половое размножение - образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, гаметы имеют в два раза меньшее число хромосом. В результате слияния двух гамет число хромосом во вновь образовавшейся клетке. - зиготе - увеличивается в два раза, т.е. восстанавливается, причем одна половина всех хромосом является отцовской, другая - материнской.
Хромосомный набор клеток. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом, - диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.
Число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј для каждого РІРёРґР° организмов постоянно. Так, РІ клетках человека - 46 С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј (23 пары), голубя - 80 (40 пар), дождевого червя - 36 (18 пар), РІ клетках пшеницы - 28 (14 пар). Рти организмы содержат диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Некоторые организмы, такие как водоросли, РјС…Рё, РіСЂРёР±С‹, имеют одиночный, гаплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Гаплоидный набор обозначают Р±СѓРєРІРѕР№ Рї, диплоидный - 2Рї.
МЕЙОЗ
Образование гаплоидного набора С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РёР· диплоидной клетки РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ процессе РѕСЃРѕР±РѕРіРѕ типа деления - мейоза. Рто такое деление клетки, РїСЂРё котором хромосомный набор клетки уменьшается РІРґРІРѕРµ. Ртот тип деления называется редукционным. Для мейоза характерны те же стадии, что Рё для митоза, РЅРѕ процесс состоит РёР· РґРІСѓС… последовательных делений (мейоз 1 Рё мейоз 2). Р’ результате образуются РЅРµ 2, Р° 4 клетки.
Стадии мейоза. Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, в которой происходит репликация ДНК и удвоение хромосом. Каждая хромосома перед началом деления состоит из 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом - 2п, но каждая хромосома состоит из двух ДНК - 2с. Всего в клетке 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления хромосомный набор составляет 2п4с.
Профаза 1. Фаза значительно длиннее, чем в митозе. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга - конъюгируют. В результате образуются биваленты - двойные хромосомы. Во время конъюгации может происходить обмен участками гомологичных хромосом - кроссинговер, т.е. парные хромосомы обмениваются некоторыми генами, что изменяет комбинацию генов в хромосоме. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки и образуется веретено деления.
Метафаза 1. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов располагаются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.
Анафаза 1. Гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся Рє полюсам клетки. Рто РѕСЃРЅРѕРІРЅРѕРµ отличие мейоза РѕС‚ митоза, РіРґРµ идет расхождение сестринских хроматид. Таким образом, Сѓ каждого полюса оказывается только РѕРґРЅР° С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° РёР· пары, С‚.Рµ. число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ полюсов равно Рї2СЃ. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редукция числа С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј - уменьшение РІРґРІРѕРµ.
Телофаза 1. Делится РІСЃРµ остальное содержимое клетки, образуется перетяжка Рё возникают РґРІРµ клетки СЃ гаплоидным набором С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° состоит РёР· 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. Образование 2 клеток может наступать РЅРµ всегда. РРЅРѕРіРґР° телофаза сопровождается только образованием 2 гаплоидных ядер. Кариокинез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ всегда, Р° цитокинез может отсутствовать.
Перед 2-м делением мейоза интерфаза отсутствует. Обе клетки одновременно приступают ко 2-му делению мейоза. Мейоз 2 полностью идентичен митозу и происходит в 2 клетках (ядрах) синхронно.
Профаза 2. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы 1.
Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами.
Анафаза 2. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды - хромосомы. У каждого полюса образуется набор хромосом п, т.е. гаплоидный набор, где каждая хромосома состоит из 1 молекулы ДНК.
Телофаза 2. Образуются 4 гаплоидных ядра и 4 гаплоидные клетки с набором хромосом п в каждой.
Биологический смысл мейоза заключается РІ образовании гаплоидных клеток, которые РїСЂРё слиянии РІРЅРѕРІСЊ восстанавливают диплоидный набор. Ртот процесс обеспечивает постоянный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Сѓ РІРЅРѕРІСЊ образующихся организмов РїСЂРё половом размножении. Р’ мейозе гомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ попадают РІ разные гаметы, Р° негомологичные С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјС‹ расходятся РІ гаметы произвольно, независимо РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Рто увеличивает число типов гамет Рё является РѕСЃРЅРѕРІРѕР№ для генетического разнообразия организмов. РљСЂРѕРјРµ того, конъюгация Рё кроссинговер также способствуют комбинации генов Рё увеличивают разнообразие гамет Рё сочетание признаков РІ организме.
В
В
Гаметогенез - это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез протекает последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет.
Зона размножения. В ней содержатся первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2п. Клетки в этой зоне делятся митозом, что способствует увеличению их количества.
Зона роста. В этой зоне деление клеток не происходит. Они растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейотическим делением. Клетки имеют диплоидный набор хромосом.
Зона созревания. В этой зоне происходит мейоз, окончательно формируются и созревают гаметы.
Сперматогенез - процесс образования мужских половых клеток - сперматозоидов. В зоне размножения в сперматогенной ткани в результате митоза образуются многочисленные клетки - сперматогонии (2 л). В зоне роста сперматогонии незначительно увеличиваются, и из каждой клетки развивается сперматоцит I порядка, готовый к редукционному делению. В зоне созревания в процессе 1-го деления мейоза образуются 2 сперматоцита II порядка, а затем во 2-м делении 4 гаметы - сперматиды (л). Все 4 клетки, одинаковые по величине, созревают и образуют 4 сперматозоида.
Сперматозоиды - небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика. В головке находится ядро с гаплоидным набором хромосом. На заостренном кольце располагается аппарат Гольджи со специальными ферментами, разрушающими оболочку яйцеклетки. В шейке находятся центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении. Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных. Все образующиеся сперматозоиды имеют одинаковую величину.
Оогенез - процесс образования женских половых клеток - яйцеклеток. Р’ Р·РѕРЅРµ размножения РІ оогенной ткани находятся многочисленные клетки - РѕРѕРіРѕРЅРёРё (2Р»). РћРЅРё размножаются митозом. Каждая РѕРѕРіРѕРЅРёСЏ переходит РІ Р·РѕРЅСѓ роста, начинает усиленно расти, накапливать питательные вещества РІ РІРёРґРµ зерен желтка. РћРЅР° превращается РІ ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР°. Процесс роста ооцита значительно продолжительнее, чем сперматоцита. Р’ Р·РѕРЅРµ созревания ооцит I РїРѕСЂСЏРґРєР° делится мейозом неравномерно. После 1-РіРѕ деления образуется 1 крупная клетка - ооцит II РїРѕСЂСЏРґРєР°, РєСѓРґР° переходят РІСЃРµ питательные вещества, Рё 1 мелкая клетка - первичное направительное тельце, РіРґРµ имеется только СЏРґСЂРѕ. После 2-РіРѕ деления мейоза РёР· ооцита II РїРѕСЂСЏРґРєР° образуется опять 1 крупная клетка - яйцеклетка Рё 1 вторичное направительное тельце. РР· первичного направительного тельца образуются 2 мелких вторичных направительных тельца. Таким образом, РїСЂРё оогенезе РёР· каждой РёСЃС…РѕРґРЅРѕР№ клетки образуется 1 крупная яйцеклетка (Р») Рё 3 направительных тельца (Р»), которые погибают. Направительные тельца служат только для равномерного распределения С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РІ мейозе.
Яйцеклетка - округлая неподвижная клетка, содержащая ядро и много питательного вещества в виде желтка. Размеры яйцеклеток различны у разных видов животных. Например, у млекопитающих диаметр их составляет 0,2 мм-60 мкм, у амфибий и рыб - 3-5 мм, а у рептилий и птиц достигает нескольких сантиметров. Например, размер яйцеклетки курицы - 3 см. На верхнем полюсе яйцеклетки находится зародышевый диск, где располагается ядро.
Яйцеклетка у любого вида животных всегда значительно крупнее его сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у млекопитающих) или на всем протяжении эмбриогенеза (у птиц, рептилий).
В
В
Оплодотворение - процесс слияния мужских Рё женских половых клеток, РІ результате которого образуется зигота, РїСЂРё этом восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. РР· зиготы развивается зародыш.
Существуют два способа оплодотворения: наружное и внутреннее. При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец поливает их спермой. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (рыб, земноводных). При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях самки, что отмечается у наземных и некоторых водных обитателей (у млекопитающих, рептилий, насекомых, червей). Оплодотворенное яйцо может развиваться в теле матери, как у млекопитающих, либо во внешней среде. Тогда яйца покрываются специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в наиболее безопасное место (у насекомых, птиц, рептилий, моллюсков).
Биологическое значение оплодотворения состоит РІ том, что РїСЂРё слиянии гамет, как уже было сказано, восстанавливается диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј, Р° новый организм несет наследственную информацию Рё признаки РґРІСѓС… родителей. Рто увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает РёС… жизнестойкость Рё адаптационные свойства.
Онтогенез - индивидуальное развитие организма. Он делится на два периода - эмбриональный и постэмбриональный.
Рмбриональный период (эмбриогенез) начинается СЃ момента оплодотворения Рё заканчивается рождением организма. Рмбриогенез делится РЅР° несколько этапов.
1. Дробление. После слияния ядер двух гамет и восстановления диплоидного набора хромосом начинается развитие зародыша. Первая стадия называется дроблением. Митозом яйцо начинает делиться на 2, затем на 4, 8 и т.д. клеток. Образующиеся при дроблении клетки называются бластомерами. Основное отличие дробления от обычного деления заключается в том, что образующиеся клетки не увеличиваются в объеме, не растут. Дробление идет за счет питательных веществ яйцеклетки.
Характер дробления зависит от яйца. Оно может быть равномерным, или полным, когда яйцо полностью делится на бластомеры (ланцетник, морской еж, земноводные). Дробление может быть неполным, когда желтка в яйце много и дробится только верхний диск яйца (птицы, рептилии, рыбы).
Дробление заканчивается образованием бластулы. Бластула - однослойный зародышевый шар с полостью внутри. Стенки шара образованы одним слоем клеток.
2. Гаструляция. После образования бластулы наступает вторая стадия развития зародыша - гаструла. Гаструляция начинается с впячивания нижних клеток бластулы внутрь полости. В результате образуются 2 слоя клеток и вторичная полость с отверстием - бластопором. Гаструла - двухслойный зародышевый мешок, наружный слой клеток которого называется эктодермой, а внутренний - энтодермой.
3. Образование 3 зародышевых листков. На следующей стадии между экто - и энтодермой закладывается 3-й зародышевый листок - мезодерма. Она образуется за счет миграции части клеток наружного и внутреннего слоев. На этой стадии образуется трехслойный зародыш.
4. Органогенез. РР· трех зародышевых листков развиваются РІСЃРµ ткани Рё органы будущего организма: РёР· эктодермы - кожные РїРѕРєСЂРѕРІС‹, нервная система, органы чувств; РёР· энтодермы - пищеварительная система, печень, поджелудочная железа, легкие; мезодерма дает начало хрящевому Рё костному скелету, мышцам, кровеносной системе, почкам, половым железам.
Закладка органов начинается на стадии нейрулы. В энтодерме образуется зачаток хорды, а над ней в клетках эктодермы - нервная пластинка, которая сворачивается в нервную трубку и погружается под эктодерму. Справа и слева от нервной трубки развивается мезодерма, образуя осевой комплекс. Далее происходит образование и развитие остальных органов. Все клетки зародыша развиваются из одной исходной клетки - зиготы и имеют одинаковый набор хромосом, а также генетическую информацию. Однако в разных зародышевых листках функционируют разные наборы генов, что приводит к формированию различных тканей и органов. Специфичность работы клеток возникает не сразу, а на определенном этапе эмбриогенеза. Вещества или группа клеток, стимулирующих развитие органов и тканей зародыша, называются индукторами, а явление стимуляции - эмбриональной индукцией. Так, организатором, направляющим развитие нервной трубки, являются клетки мезодермы и хорда.
Постэмбриональное развитие. Ртот процесс начинается после выхода организма РёР· яйца или тела матери, С‚.Рµ. после его рождения, РєРѕРіРґР° организм способен существовать самостоятельно. Постэмбриональное развитие бывает РґРІСѓС… типов: РїСЂСЏРјРѕРµ Рё непрямое.
Прямое развитие идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью, что отмечается, например, у птиц и млекопитающих.
Непрямое развитие протекает с метаморфозом - превращением во взрослую особь. В этом случае имеется личиночная стадия, когда родившийся организм не похож на взрослую особь. Личинка - организм, приспособленный к активному питанию, росту и развитию, но не способный размножаться (за редким исключением). Например, у лягушки личиночная стадия - головастик, у бабочки - гусеница.
Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними и способствует выживанию потомства.
Партеногенез - разновидность полового размножения, РєРѕРіРґР° взрослая РѕСЃРѕР±СЊ развивается РёР· неоплодотворенного яйца. Встречается Сѓ низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел, тлей), некоторых птиц (индеек) Рё чаще всего чередуется СЃ обычным половым размножением. РР· неоплодотворенных яйцеклеток СЃ гаплоидным набором начинают развиваться клетки, Сѓ которых РІ митозе наблюдается нерасхождение С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј Рё диплоидный набор восстанавливается. Партеногенез может идти как РїСЂРё благоприятных условиях (Сѓ тлей Рё дафний развиваются самки), так Рё РїСЂРё неблагоприятных условиях (осенью РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются самцы). РЈ пчел РёР· неоплодотворенных СЏРёС† развиваются трутни, Р° РёР· оплодотворенных - самки Рё рабочие пчелы. Партеногенез можно вызвать искусственно, воздействием какого-либо фактора РЅР° яйцеклетку.
В
www.referatmix.ru
Клеточный цикл клетки – период ее существования от появления до собственного деления или гибели. Митотический и жизненный цикл совпадают в часто делящихся клетках.
Жизненный цикл клетки
— интерфаза
— собственный цикл деления
Растущая неделящаяся клетка отличается РѕС‚ делящихся клеток. Рнтерфаза длиннее клеточного деления. Типичный жизненный цикл клетки составляет 20 часов, период деления – 1 час. РџСЂРё оптимальных условиях для однотипных клеток продолжительность клеточного цикла (время, необходимое для выполнения точной программы, заложенной РІ клетке) одинаково. РџСЂРё описании жизненного цикла выделяют несколько фаз. Впервые РѕРЅРё были установлены РІ 1953 РіРѕРґСѓ Рђ.Хоуардом Рё РЎ.Пемгом.
S — фаза синтеза ДНК
G1 – постмитотическая (пресинтетическая) фаза
G2 — постсинтетическая (премитотическая) фаза
М – митоз
В
После формирования клетки РІ G1 РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ увеличение объема СЏРґСЂР° Рё цитоплазмы. Синтез белков, синтез Р РќРљ, синтез РђРўР¤(30-40% клеточного цикла) усиливается. После G1 фазы начинается S фаза. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ точная репликация ДНК Рё редупликация С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Синтез ДНК РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РїРѕ полуконсервативному механизму: каждая цепь ДНК копируется. Синтез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РїРѕ участкам. Существует система, устраняющая ошибки РїСЂРё редупликации ДНК (фоторепарация, дорепродуктивная Рё пострепродуктивная репарации). Процесс репарации очень долог: РґРѕ 20 часов, Рё сложен. Ферменты – рестриктазы вырезают неподходящий участок ДНК Рё достраивают его заново. Репарации РЅРёРєРѕРіРґР° РЅРµ протекают СЃРѕ 100% эффективностью, если Р±С‹ это было, РќРµ существовала Р±С‹ эволюционная изменчивость. Пострепродуктивная репарация РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ РІ G2 фазе. Р’ G2 фазе(10-20%) РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ синтез белка. Метаболический смысл РЅРµ ясен. Некоторые клетки РІ течение длительного времени РЅРµ выполняют СЃРІРѕРёС… функций, РІ РЅРёС… РЅРµ протекают метаболические процессы (клетка заклинена РІ G1или G2 – это G0 фаза – фаза относительного РїРѕРєРѕСЏ). Для каждой фазы есть СЃРІРѕРµ время. S, G2 РЅРµ зависят РѕС‚ изменения внешней среды, время постоянно. РЈ человека S фаза – 6-10 часов, G2 фаза – 2-5 часов, G1 фаза РїРѕ продолжительности варьируется. Если долгая – клетка покоящаяся. РњРЅРѕРіРёРµ клетки (особенно дифференцированные) РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє делению. Рто позволяет РёРј выполнять СЃРІРѕРё функции РІ максимальном количестве СЃ максимальной интенсивностью. Особые регуляторные механизмы удерживают клетки РІ состоянии РїРѕРєРѕСЏ. РћРЅРё выполняют РІСЃРµ функции, синтезируют белок. Однако РјРЅРѕРіРёРµ дифференцированные клетки СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ Рє делению, митоз делится РЅР° 2 фазы: собственно митоз Рё цитокинез. Митоз делят РЅР° 4 фазы: РїСЂРѕ, мето ана, тело.
Профаза: хромосомы спирализуются и приобретают вид нитей. Ядрышко разрушается, распадается ядерная оболочка, в цитоплазме уменьшается количество структур шероховатой сети. Резко сокращается число полисом, центриоли клеточного центра расходятся к полюсам клетки, между ними микротрубочки образуют веретено деления.
Метафаза: Заканчивается образование веретена деления, хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости (метафазная пластинка). Микротрубочки веретена деления связаны с кинетохорами хромосом. Каждая хромосома продольно расщепляется на две хроматиды, соединенные в области кинетохора.
Анафаза:Связь между хроматидами нарушается и они перемещаются к полюсам клетки. По завершении движения на полюсах собирается два равноценных полных набора хромосом.
Телофаза: Реконструируется интерфазные ядра дочерних клеток. Хромосомы деспирализуются. Образуются ядрышки. Разрушается веретено деления. Материнская клетка делится на две дочерние.
Биологическая роль митоза: точное, идентичное распределение дочерних хромосом с содержащимся в них наследственным материалом в ядрах. Метафазные хромосомы укомплектованы (как у бактериофага). Они изучаются при медицинском анализе для определения кариотипа. В результате деления возникают 2 клетки с одинаковым набором наследственной информации(2п2с). Продолжительность жизни клетки зависит от гормонального баланса, возраста, условий среды, размера, плоидности, количества ядер, степени дифференциации (чем больше дифференцирована клетка, тем меньше она делится митозом), мало зависит от пола. Митотическая активность в разных клетках приходится на разное время (часто на утренние часы), поэтому плановые хирургические операции проводят утром.
В
В
Наследственность и изменчивость – свойства, определяющие непрерывность существования и развития жизни. Уровни структурно-функциональной организации наследственного материала: генный, хромосомный и геномный.
В
Р–РёР·РЅСЊ как РѕСЃРѕР±РѕРµ явление характеризуется продолжительностью существования РІРѕ времени, что обеспечивается преемственностью поколений живых систем. Непрерывность существования Рё историческое развитие живой РїСЂРёСЂРѕРґС‹ обусловлены РґРІСѓРјСЏ свойствами живого: наследственностью Рё изменчивостью. Наследственность – свойство живых организмов, обеспечивающее материальную преемственность онтогенеза РІ определенных условиях внешней среды. Гены детерминируют последовательность полипептидной цепи. Наследование – передача информации РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ поколения Рє РґСЂСѓРіРѕРјСѓ. Благодаря наследственности стало возможно существование популяций, РІРёРґРѕРІ Рё РґСЂСѓРіРёС… РіСЂСѓРїРї. Р’ С…РѕРґРµ возникновения Рё развития жизни РЅР° Земле наследственность играла решающую роль, С‚.Рє. закрепляла РІ СЂСЏРґСѓ поколений биологически полезные эволюционные приобретения, обеспечивая определенный консерватизм организации живых систем. Наследственность является РѕРґРЅРёРј РёР· главных факторов эволюции. Продолжительное существование живой РїСЂРёСЂРѕРґС‹ РІРѕ времени РЅР° фоне меняющихся условий было Р±С‹ невозможным, если Р±С‹ живые системы РЅРµ обладали способностью Рє приобретению Рё сохранению некоторых изменений, полезных РІ новых условиях среды. Свойство живых систем приобретать изменения Рё существовать РІ различных вариантах — изменчивость. РќР° популяционно-РІРёРґРѕРІРѕРј СѓСЂРѕРІРЅРµ организации это свойство проявляется РІ наличии генетических различий между отдельными популяциями РІРёРґР°, что лежит РІ РѕСЃРЅРѕРІРµ образования новых РІРёРґРѕРІ. Рзменчивость также является ведущим фактором эволюции. Рў.Рѕ. эти РґРІР° свойства разнонаправлены, РЅРѕ РІ живой РїСЂРёСЂРѕРґРµ РѕРЅРё образуют непрерывное единство, делающее возможным существование жизни РІ разнообразных условиях Наследственность Рё изменчивость как важнейшие свойства любой живой системы обеспечивается функционированием материального субстрата. Генетический материал должен отвечать следующим требованиям:1)способность Рє самовоспроизведению 2)сохранять постоянной СЃРІРѕСЋ организацию 3)приобретать изменения Рё воспроизводить РёС…. Выделяют три СѓСЂРѕРІРЅСЏ организации генетического материала: генный, хромосомный Рё геномный. РќР° каждом РёР· РЅРёС… проявляются основные свойства материала наследственности Рё изменчивости Рё определенные закономерности его передачи Рё функционирования.
www.ronl.ru
Жизненный цикл клетки
В
Период жизнедеятельности клетки, в котором происходят все обменные процессы и деление, называется жизненным циклом клетки. Рто время жизни клетки РѕС‚ РѕРґРЅРѕРіРѕ деления до РґСЂСѓРіРѕРіРѕ. Клеточный цикл состоит из интерфазы и деления.
В
Рнтерфаза - фаза в жизненном цикле между двумя делениями клетки. Она характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, Р РќРљ, накоплением питательных веществ клеткой, ростом Рё увеличением объема. Р’ середине интерфазы РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ удвоение ДНК (репликация). Р’ результате каждая С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјР° содержит 2 молекулы ДНК Рё состоит РёР· РґРІСѓС… сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой Рё образуют РѕРґРЅСѓ С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРјСѓ. Клетка подготавливается Рє делению, удваиваются РІСЃРµ ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит РѕС‚ типа клеток Рё РІ среднем составляет 4/5 РѕС‚ общего времени жизненного цикла клетки.
В
Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению - важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз - непрямое деление клетки.
В
Митоз - процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.
В
В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.
В
В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.
В
Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.
В
В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.
В
Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки - цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.
В
Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.
В
Рногда встречается и другой вид деления клетки - амитоз. Амитоз - РїСЂСЏРјРѕРµ деление ядра, без образования хромосом и веретена деления. При этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается у некоторых простейших, в клетках специализированных тканей (хрящи), в раковых клетках.
Вирусы и бактериофаги
В
РљСЂРѕРјРµ организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - РІРёСЂСѓСЃС‹ и бактериофаги. Рти формы жизни представляют собой как бы переходную РіСЂСѓРїРїСѓ между живой и неживой природой.
В
Вирусы были открыты в 1892 Рі. русским ученым Р”.Р. Рвановским. В переводе РЅР° русский язык "РІРёСЂСѓСЃ" означает "СЏРґ". Р’РёСЂСѓСЃС‹ состоят из молекул ДНК или РНК, покрытых белковой оболочкой, а иногда дополнительно липидной мембраной. Р’РёСЂСѓСЃС‹ могут существовать РІВ РІРёРґРµ кристаллов. В таком состоянии они не размножаются, РЅРµ проявляют никаких признаков живого и могут сохраняться длительное время. РќРѕ при внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки-С…РѕР·СЏРёРЅР°. Проникая в клетку, вирус встраивает СЃРІРѕСЋ ДНК в ДНК клетки, и начинается синтез вирусных белков, репликация РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ ДНК, тогда как синтез белков и ДНК клетки-хозяина подавляется. Если генетическим аппаратом вируса является Р РќРљ, то вначале идет процесс обратной транскрипции РїРѕ схеме РНК - > ДНК - > Р РќРљ - > белок. Поэтому РНК-зависимые вирусы называются ретровирусами
В
Р’РЅРµ живой клетки РІРёСЂСѓСЃС‹ РЅРµ СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ к размножению, синтезу белка. Р’РёСЂСѓСЃС‹ вызывают различные заболевания растений, животных, человека. РљВ РЅРёРј относятся РІРёСЂСѓСЃС‹ табачной мозаики, РіСЂРёРїРїР°, РєРѕСЂРё, РѕСЃРїС‹, полиомиелита, РІРёСЂСѓСЃ иммунодефицита человека (Р’РР§), вызывающий РЎРџРР”.
В
Р’РёСЂСѓСЃ Р’РЧ относится к ретровирусам, его генетический материал представлен РІ РІРёРґРµ РґРІСѓС… молекул Р РќРљ Рё фермента обратной транскриптазы. Ртот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции РІ клетках лимфоцитов. РџРѕ матрице РІРёСЂСѓСЃРЅРѕР№ Р РќРљ синтезируется вирусная ДНК, которая Рё встраивается РІ ДНК клеток человека. Р’ таком состоянии РѕРЅР° может сохраняться долго, РЅРµ проявляя себя, поэтому антитела РІ РєСЂРѕРІРё Сѓ инфицированного человека РЅРµ образуются сразу Рё обнаружить заболевание РЅР° этой стадии сложно. Р’ процессе деления клеток РєСЂРѕРІРё ДНК РІРёСЂСѓСЃР° передается соответственно РІ дочерние клетки. РџСЂРё каких-либо условиях РІРёСЂСѓСЃ активизируется Рё начинается синтез вирусных белков, Р° РІ РєСЂРѕРІРё появляются антитела. Р’ первую очередь РІРёСЂСѓСЃ поражает Рў-лимфоциты, ответственные Р·Р° выработку иммунитета. Р’ результате организм перестает бороться СЃ любой инфекцией, раковыми клетками Рё погибает.
В
Бактериофаги - это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку. По каналу в хвостике вирус вспрыскивает ДНК в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).
В
В
Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов
В
Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение - способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.
В
Бесполое размножение - образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.
В
Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. РР· одной клетки путем митоза образуются две дочерние, каждая РёР· которых становится новым организмом.
В
Почкование - форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для грибов, гидры и некоторых других животных.
В
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
В
Вегетативное размножение - разновидность бесполого размножения отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела - регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей).
В
Половое размножение - образование нового организма при участии двух родительских особей. При половом размножении происходит слияние половых клеток - гамет мужского и женского организма. Новый организм несет наследственную информацию обоих родителей. Половые клетки формируются в результате особого типа деления, при котором число хромосом во вновь образующихся клетках в два раза меньше, чем в исходной материнской клетке. Таким образом, гаметы имеют в два раза меньшее число хромосом. В результате слияния двух гамет число хромосом во вновь образовавшейся клетке. - зиготе - увеличивается в два раза, т.е. восстанавливается, причем одна половина всех хромосом является отцовской, другая - материнской.
В
Хромосомный набор клеток. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом, - диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.
В
Число С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј для каждого вида организмов постоянно. Так, РІ клетках человека - 46 С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј (23 пары), голубя - 80 (40 пар), дождевого червя - 36 (18 пар), РІ клетках пшеницы - 28 (14 пар). Рти организмы содержат диплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Некоторые организмы, такие как водоросли, РјС…Рё, РіСЂРёР±С‹, имеют одиночный, гаплоидный набор С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј. Гаплоидный набор обозначают Р±СѓРєРІРѕР№ Рї, диплоидный - 2Рї.
В
МЕЙОЗ
В
Образование гаплоидного набора С…СЂРѕРјРѕСЃРѕРј РёР· диплоидной клетки РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ в процессе особого типа деления - мейоза. Рто такое деление клетки, при котором хромосомный набор клетки уменьшается вдвое. Ртот тип деления называется редукционным. Для мейоза характерны те же стадии, что и для митоза, РЅРѕ процесс состоит из РґРІСѓС… последовательных делений (мейоз 1 и мейоз 2). В результате образуются РЅРµ 2, Р° 4 клетки.
В
Стадии мейоза. Как и митозу, мейозу предшествует интерфаза, в которой происходит репликация ДНК и удвоение хромосом. Каждая хромосома перед началом деления состоит из 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. В это время клетка имеет диплоидный набор хромосом - 2п, но каждая хромосома состоит из двух ДНК - 2с. Всего в клетке 4с молекул ДНК. Таким образом, перед началом деления хромосомный набор составляет 2п4с.
В
Профаза 1. Фаза значительно длиннее, чем в митозе. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Гомологичные хромосомы попарно соединяются и накладываются друг на друга - конъюгируют. В результате образуются биваленты - двойные хромосомы. Во время конъюгации может происходить обмен участками гомологичных хромосом - кроссинговер, т.е. парные хромосомы обмениваются некоторыми генами, что изменяет комбинацию генов в хромосоме. Ядерная мембрана постепенно исчезает, центриоли расходятся к полюсам клетки и образуется веретено деления.
В
Метафаза 1. Гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов располагаются в экваториальной зоне клетки над и под плоскостью экватора. Центромеры хромосом соединяются с нитями веретена деления.
В
Анафаза 1. Гомологичные хромосомы расходятся к полюсам клетки. Рто основное отличие мейоза РѕС‚ митоза, где идет расхождение сестринских хроматид. Таким образом, у каждого полюса оказывается только РѕРґРЅР° хромосома из пары, С‚.Рµ. число хромосом у полюсов равно п2СЃ. РџСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ редукция числа хромосом - уменьшение РІРґРІРѕРµ.
В
Телофаза 1. Делится все остальное содержимое клетки, образуется перетяжка и возникают две клетки с гаплоидным набором хромосом. Каждая хромосома состоит из 2 молекул ДНК - 2 сестринских хроматид. Образование 2 клеток может наступать не всегда. РРЅРѕРіРґР° телофаза сопровождается только образованием 2 гаплоидных ядер. Кариокинез РїСЂРѕРёСЃС…РѕРґРёС‚ всегда, а цитокинез может отсутствовать.
В
Перед 2-м делением мейоза интерфаза отсутствует. Обе клетки одновременно приступают ко 2-му делению мейоза. Мейоз 2 полностью идентичен митозу и происходит в 2 клетках (ядрах) синхронно.
В
Профаза 2. Ядерная мембрана исчезает, образуется веретено деления. Хромосомы спирализуются и утолщаются. Фаза значительно короче профазы 1.
В
Метафаза 2. Хромосомы выстраиваются в плоскости экватора. Нити веретена деления соединены с центромерами.
В
Анафаза 2. К полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды - хромосомы. У каждого полюса образуется набор хромосом п, т.е. гаплоидный набор, где каждая хромосома состоит из 1 молекулы ДНК.
В
Телофаза 2. Образуются 4 гаплоидных ядра и 4 гаплоидные клетки с набором хромосом п в каждой.
В
Биологический смысл мейоза заключается в образовании гаплоидных клеток, которые при слиянии вновь восстанавливают диплоидный набор. Ртот процесс обеспечивает постоянный набор хромосом у вновь образующихся организмов при половом размножении. В мейозе гомологичные хромосомы попадают в разные гаметы, а негомологичные хромосомы расходятся в гаметы произвольно, независимо РґСЂСѓРі РѕС‚ РґСЂСѓРіР°. Рто увеличивает число типов гамет и является основой для генетического разнообразия организмов. Кроме того, конъюгация и кроссинговер также способствуют комбинации генов и увеличивают разнообразие гамет и сочетание признаков в организме.
Образование половых клеток у животных
В
Гаметогенез - это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образующиеся гаметы имеют гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез протекает последовательно в трех зонах и заканчивается созреванием гамет.
В
Зона размножения. В ней содержатся первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2п. Клетки в этой зоне делятся митозом, что способствует увеличению их количества.
В
Зона роста. В этой зоне деление клеток не происходит. Они растут, запасают питательные вещества. Здесь протекает интерфаза перед мейотическим делением. Клетки имеют диплоидный набор хромосом.
yaneuch.ru