Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Bio_ekzamen_1_vopros

.pdf
Скачиваний:
396
Добавлен:
10.04.2015
Размер:
611.59 Кб
Скачать

Нарушение нормальной регуляции клеточного цикла является причиной появления большинства твердых опухолей. В клеточном цикле, как уже говорилось, прохождение контрольных пунктов его возможно только в случае нормального завершения предыдущих этапов и отсутствия поломок. Для опухолевых клеток характерны изменения компонентов сверочных точек клеточного цикла. При инактивации сверочных точек клеточного цикла наблюдается дисфункция некоторых опухолевых супрессоров и протоонкогенов, в частности p53, pRb, Myc и Ras. Белок p53 является одним из факторов транскрипции, который инициирует синтез белка p21, являющегося ингибитором комплекса CDK-циклин, что приводит к остановке клеточного цикла в G1 и G2 периоде. Таким образом клетка, у которой повреждена ДНК, не вступает в S-фазу. При мутациях, приводящих к потере генов белка p53, или при их изменениях, блокады клеточного цикла не происходит, клетки вступают в митоз, что приводит к появлению мутантных клеток, большая часть из которых нежизнеспособна, другая — дает начало злокачественным клеткам.

АМИТОЗ- прямое деление интерфазного ядра путём перетяжки без образования хромосом, вне митотического цикла. Амитоз может сопровождаться делением клетки, а также ограничиваться делением ядра без разделения цитоплазмы, что ведёт к образованию дву- и многоядерных клеток. Амитоз встречается в различных тканях в специализированных обречённых на гибель клетках, особенно в клетках зародышевых оболочек млекопитающих. Клетка, претерпевающая амитоз, в дальнейшем не способна вступить в нормальный митотический цикл.

происходит в соматических клетках эукариот реже, чем митоз. Впервые он описан немецким биологом Р. Ремаком в 1841г., термин предложен гистологом В. Флеммингом позднее – в 1882г. В большинстве случаев амитоз наблюдается в клетках со сниженной митотической активностью: это стареющие или патологически измененные клетки, часто обреченные на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки и др.). При амитозе морфологически сохраняется интерфазное состояние ядра, хорошо видны ядрышко и ядерная оболочка. Репликация ДНК отсутствует. Спирализация хроматина не происходит, хромосомы не выявляются. Клетка сохраняет свойственную ей функциональную активность, которая почти полностью исчезает при митозе. При амитозе делится только ядро, причем без образования веретена деления, поэтому наследственный материал распределяется случайным образом. Отсутствие цитокинеза приводит к образованию двуядерных клеток, которые в дальнейшем не способны вступать в нормальный митотический цикл. При повторных амитозах могут образовываться многоядерные клетки.

ЭНДОМИТОЗ - удвоение числа хромосом внутри ядерной оболочки без разрушения ядрышка и без образования веретена деления клетки. Ранее эндомитоз считали способом образования полиплоидных и политенных ядер, однако позднее было установлено, что полиплоидия — результат неоконченных обычных митозов, а политения — повторяющихся циклов синтеза ДНК без митоза. Распространённость и механизм эндомитоза пока не ясны.

разновидность митоза, при которой после удвоения хромосом не происходит формирования веретена деления и разрушения ядерной оболочки. Результатом эндомитоза является увеличение числа хромосом, что ведет к явлению полиплоидизации Так, в частности, возникаю полиплоидные клетки печени, кардиомиоциты, клетки эпителия мочевого пузыря и так далее .Другой тип полиплоидизации - это политения. при политении происходит многократная репликации нитчатых интерфазных хромосом без последующего расхождения, митоза. клетки с политенными хромосомами никогда не делятся. в результате возникают продольные многонитчатые структуры, или политенные хромосомы. такие хромосомы например, имеются в неделящихся клетках личинок некоторых двукрылых.

ПОЛИТЕНИЯ - наличие в ядрах некоторых соматических клеток гигантских многонитчатых (политенных) хромосом. Результат многократных удвоений хромосом, не сопровождающихся клеточным делением. Обнаружена в слюнных железах ряда двукрылых, а также у некоторых растений и простейших

явление широко распространенное. у млекопитающих, в частности, очень велико число полиплоидных кардиомиоцитов (60-80%). Биологический смысл соматической полиплоидии заключается в повышении функциональной мощности клеток при увеличении общего числа генов в том числе и генов тканеспецифических функций. так, в полиплоидных клетках соответственно увеличению ДНК возрастает транскрипционная активность, увеличен по сравнению диплоидными клетками, синтез белка.

63. Бесполое размножение и его формы.

Бесполое размножение— форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи. Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к половому размножению.

Формы бесполого размножения:

Размножение делением

Деление свойственно прежде всего одноклеточным организмам. Как правило, оно осуществляется путём простого деления клетки надвое. У некоторых простейших (например, фораминифер) происходит деление на большее число клеток. Во всех случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной. Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро.

Деление свойственно прежде всего одноклеточным организмам. Как правило, оно осуществляется путём простого деления клетки надвое. У некоторых простейших (например, фораминифер) происходит деление на большее число клеток. Во всех случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной. Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро. Так, в благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые 30—60 минут. Размножающийся бесполым путём организм способен бесконечно воспроизводить себя, пока не произойдёт спонтанное изменение генетического материала — мутация. Если эта мутация благоприятна, она сохранится в потомстве мутировавшей клетки, которое будет представлять собой новый клеточный клон.

Размножение спорами

Нередко бесполому размножению бактерий предшествует образование спор. Бактериальные споры — это покоящиеся клетки со сниженным метаболизмом, окружённые многослойной оболочкой, устойчивые к высыханию и другим неблагоприятным условиям, вызывающим гибель обычных клеток. Спорообразование служит как для переживания таких условий, так и для расселения бактерий: попав в подходящую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную (делящуюся) клетку.

Нередко бесполому размножению бактерий предшествует образование спор. Бактериальныеспоры — это покоящиеся клетки со сниженным метаболизмом, окружённые многослойной оболочкой, устойчивые к высыханию и другим неблагоприятным условиям, вызывающим гибель обычных клеток. Спорообразование служит как для переживания таких условий, так и для расселения бактерий: попав в подходящую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную (делящуюся) клетку.

Бесполое размножение с помощью одноклеточных спор свойственно и различным грибам и водорослям. Споры во многих случаях образуются путём митоза (митоспоры), причём иногда (особенно у грибов) в огромных количествах; при прорастании они воспроизводят материнский организм. Некоторые грибы, например злостный вредитель растений фитофтора, образуют подвижные, снабжённые жгутиками споры, называемые зооспорами или бродяжками. Проплавав в капельках влаги некоторое время, такая бродяжка «успокаивается», теряет жгутики, покрывается плотной оболочкой и затем, в благоприятных условиях, прорастает.

Помимо митоспор, у многих из указанных организмов, а также у всех высших растений формируются споры и иного рода, а именно мейоспоры, образующиеся путём мейоза. Они содержат гаплоидный набор хромосом и дают начало поколению, обычно не похожему на материнское и размножающемуся половым путём. Таким образом, образование мейоспор связано с чередованием поколений — бесполого (дающего споры) и полового.

Вегетативное размножение

осуществляется путём отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или клубнями. В своей основе оно аналогично процессу регенерации.

Другой вариант бесполого размножения осуществляется путём отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растенийпобегами, черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение — отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.

Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а тем самым ограничивает возможность

приспособления видов к новым для них условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к половому размножению.

Почкование

Некоторым видам одноклеточных свойственна такая форма. В этом случае происходит митотическое деление ядра. Одно из образовавшихся ядер перемещается в формирующееся локальное выпячивание материнской клетки, а затем этот фрагмент отпочковывается. Дочерняя клетка существенно меньше материнской, и ей требуется некоторое время для роста и достраивания недостающих структур, после чего она приобретает вид , свойственный зрелому организму.Почкованиевид вегетативного размножения. Почкованием размножаются многие низшие грибы, например дрожжи и даже многоклеточные животные, например пресноводная гидра .

некоторым видам одноклеточных свойственна такая форма бесполого размножения, как почкование. В этом случае происходит митотическое деление ядра. Одно из образовавшихся ядер перемещается в формирующееся локальное выпячивание материнской клетки, а затем этот фрагмент отпочковывается. Дочерняя клетка существенно меньше материнской, и ей требуется некоторое время для роста и достраивания недостающих структур, после чего она приобретает вид , свойственный зрелому организму. Почкованиевид вегетативного размножения. Почкованием размножаются многие низшие грибы, например дрожжи и даже многоклеточные животные, например пресноводная гидра. При почковании дрожжей на клетке образуется утолщение, постепенно превращающиеся в полноценную дочернюю клетку дрожжей. На теле гидры несколько клеток начинают делиться, и постепенно на материнской особи вырастает маленькая гидра, у которой образуются рот со щупальцами и кишечная полость, связанная с кишечной полостью „матери“.Если материнская особь поймает добычу, то часть питательных веществ попадает и в маленькую гидру,и наоборот, дочерняя особь, охотясь, также делится пищей с материнской особью. вскоре маленькая гидра отделяется от материнского организма и обычно располагается рядом с ней.(но не всегда!)

Деление телом

Некоторые организмы могут размножаться делением тела на несколько частей, причём из каждой части вырастает полноценный организм, во всём сходный с родительской особью (плоские и кольчатые черви, иглокожие).

64. Митоз – цитологическая основа бесполого размножения.

Воснове бесполого размножения лежит митоз. Митоз состоит из четырех фаз: профазы, метафазы, анафазы, телофазы.

Впрофазе -Непродолжительна, происходит спирализация хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления

Вметафазе - Происходит дальнейшая спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору.

Ванафазе - Центромеры, скрепляющие сестринские хроматиды, делятся, каждая из них становится новой хромосомой и отходит к противоположным полюсам.

Завершается митоз телофазой. Делится цитоплазма, образуются две дочерние клетки, каждая с диплоидным набором хромосом. Исчезает веретено деления, формируются ядрышки. Следовательно, митоз — это способ деления клеток, заключающийся в точном распределении генетического материала между дочерними клетками.

Значение митоза- Митоз обеспечивает эмбриональное развитие, рост, восстановление органов и тканей.

Митоз является основой бесполого размножения, к которому относятся:

деление клеток – самая простая форма бесполого размножения (свойственна одноклеточным организмам); споруляция – размножение посредством спор (встречается у всех растений, грибов и некоторых простейших, а также у прокариотических организмов: многих бактерий, сине-зеленых водорослей); фрагментация – способность некоторых живых существ восстанавливать утраченные органы или части тела (регенерация);

почкование – характерно для представителей кишечнополостных (гидра). На теле материнской особи появляется небольшой бугорок с зачатками всех структур и органов, затем происходит отделение (отпочковывание) дочерней особи. Размножение почкованием происходит у дрожжей.

вегетативное размножение – характерно для многих групп растений, начиная от водорослей и кончая цветковыми.

шизогония – множественное бесполое размножение у споровиков, фораминиферов и некоторых водорослей. Ядро клетки (шизонта) делится на несколько ядер, и вся клетка затем распадается на соответствующее число одноядерных клеток – мерозоитов; клонирование – искусственный способ размножения, не встречающийся в естественных условиях.

65. Половое размножение. Регулярные и нерегулярные формы.

Половое размножение — процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток

Нерегулярные типы:

Партеногенеез ( – это процесс, при котором размножение происходит из неоплодотворенной яйцеклетки. при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослом организме без оплодотворения. Хотя партеногенетическое размножение не предусматривает слияния мужских и женских гамет, партеногенез всё же считается половым размножением, так как организм развивается из половой клетки.

Гиногенеез — частный случай партеногенеза, особая форма полового размножения, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки, либо не происходит оплодотворения. При этом нет объединения наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток.

Андрогенез- развитие яйца происходит лишь с мужским ядерным материалом, а материнское ядро устраняется. От яйца остается лишь цитоплазма.

Ядро яйцеклетки может быть убито, например, ионизирующим излучением. Но если в яйцеклетку с убитым ядром проникает лишь один сперматозоид, несущий гаплоидный набор хромосом, то "зигота", остающаяся гаплоидной, оказывается, как правило, нежизнеспособной. Если же при полиспермии в яйцо проникает несколько сперматозоидов, то благодаря слиянию двух мужских ядер восстанавливается диплоидный набор хромосом и "зигота" развивается. Андрогенетические особи получены у тутового шелкопряда и некоторых ос; несмотря на наличие у них материнской цитоплазмы, все они несут лишь отцовские признаки. Феномен андрогенеза используется для изучения роли ядра и цитоплазмы в явлениях наследственности, для управления полом, например у тутового шелкопряда, при необходимости получения только особей мужского пола.

66. Цитологические основы полового размножения. Мейоз, как специфический процесс при формировании половых клеток.

Мейоз или редукционное деление клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза).

С уменьшением числа хромосом в результате мейоза в жизненном цикле происходит переход от диплоидной фазы к гаплоидной. Восстановление плоидности (переход от гаплоидной фазы к диплоидной) происходит в результате полового процесса.

Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними. Мейоз1- редукционный -удлинение ( ум. Числа хромосом в двое )

1)Профаза I — профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий: А)Лептотен—начало конденсации хроматина

Б)Зиготена— МАХ конъюгация (соединение) гомологичных хромосом с образованием структур,состоящих из двух соединённых хромосом, называемых бивалентами.

ЗНАЧЕНИЕ КОНЬЮГАЦИИ: ОБЕСПЕЧИВАЕТ РЕДУКЦИЮ ЧИСЛА ХРОМОСОМ ; ОБЕСПЕЧИВАЕТ КРОСИНГОВЕРЮ

В)Пахитенакроссинговер (перекрест), обмен участками между гомологичными хромосомами; гомологичные хромосомы остаются соединенными между собой.

Г)Диплотена— разделение хроматид после кроссинговера ( биваленты сохраняются). Д) Диакинез — взаим. Хромосом системами веретерена деления

Метафаза I — бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки.

Анафаза I — микротрубочки сокращаются, биваленты делятся и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в митозе.

Телофаза I — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

Мейоз 2( эквационныйуравнительный) следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S- период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК.

Профаза II — происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления.

Метафаза II — унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.

Анафаза II — униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам. Телофаза II — хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.

В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом (например, у многоклеточных животных), при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны. В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и два так называемых редукционных тельца (абортивные дериваты первого и второго делений).

Био.значение мейоза : 1) цитологическая основа полового размножения. Встречается на раздичных этапах жизненного цикла организма:А) гаметическая редукцияпреобразование гамет у человека и многокл. Животных Б) спорическое – преобразование спор у рас. В) зиготическаямеойз, как деление зиготы

2) источник комбинативной изменчивости – за счёт А) кроссинговера – обмен участками м/д хроматидами и гомологическими хромосомами Б) независимого расхождения негомологичных хромосом в А1.

67. Гаметогенез и его этапы. Сравнение овогенеза и сперматогенеза.

1. Стадия размножения. Первичные клетки на этой стадии называются сперматогониями и овогониями, из них в последующем образуются мужские и женские половые клетки. Половые клетки несколько раз делятся путем митоза, и количество их значительно возрастает. Сперматогонии размножаются у мужчины в течение всего репродуктивного периода, а размножение овогоний происходит в эмбриональном периоде и наиболее интенсивно происходит во 2 - 5 месяц внутриутробного развития.

2.Стадия роста. В этот период клетки значительно увеличиваются в размерах. Сперматогонии и овогонии превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка. Овоциты I порядка достигают больших размеров, поскольку накапливают питательные вещества.

3.Стадия созревания. На этой стадии происходят два следующих друг за другом деления - мейоз I и мейоз II. После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка, а после второго деления - сперматиды и зрелые яйцеклетки с тремя полярными тельцами, которые в процессе размножения не

участвуют и погибают. При созревании один сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, а один овоцит I порядка образует одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Эти особенности сперматогенеза и овогенеза имеют биологический смысл, который связан с разным назначением мужских и женских гамет. Неравномерное деление клеток при овогенезе (меньше) обеспечивает формирование крупной яйцеклетки, в ней накапливается большее количество питательных веществ, так как из оплодотворенного яйца будет развиваться новый организм.

При сравнительной характеристике овогенеза и сперматогенеза можно заметить, что сперматозоидов образуется значительно больше, и это также имеет биологический смысл.

Яйцеклетку достигает только один сперматозоид, проникает в нее и доставляет свой набор хромосом. Остальные же в процессе поиска яйцеклетки массово погибают.

При сравнении овогенеза и сперматогенеза становится понятным, почему сперматозоидам нет необходимости в запасании питательных веществ - их существование кратковременно, а подвижность должна быть высокой.

4. Стадия формирования. Она характерна только для сперматогенеза. Незрелая сперматида превращается в сперматозоид, приобретая свойственный ему вид. Образование сперматозоидов у мужчин начинается только в период полового созревания и происходит в течение всего года. Период развития сперматогоний в зрелые сперматозоиды составляет 74 дня.

Сравнительную характеристику овогенеза и сперматогенеза. В сущности, это и будут особенности сперматогенеза и овогенеза.

1.Мы выяснили, что гаметогенез включает стадии размножения, роста и созревания клеток. Сперматогенез включает также стадию формирования (ее нет при овогенезе), в этом заключаются отличия сперматогенеза от овогенеза. Сперматозоиды проходят дополнительную четвертую стадию для того, чтобы приобрести своеобразную форму и сформировать аппарат движения.

2.Второе отличие сперматогенеза от овогенеза: из сперматоцита I порядка получается четыре половых клетки, а из ооцита I порядка получается одна полноценная половая клетка.

3.Яйцеклетки образуются циклически, процесс повторяется через 21-35 дней (менструальный цикл). После гибели яйцеклетки, что сопровождается кровотечением, изменившийся гормональный фон дает толчок к созреванию другой яйцеклетки.

Сравнительная характеристика овогенеза и сперматогенеза показывает, что у женщин мейоз начинается в период внутриутробного развития.

Ооциты I порядка у новорожденной девочки останавливаются в фазе мейоз I, и завершается созревание ооцита к моменту полового созревания. У мальчиков процесс образования сперматозоидов идет непрерывно и сохраняется в течение всей половой зрелости мужчины.

4.Из характеристики овогенеза и сперматогенеза следует, что существуют значительные различия в количестве образованных половых клеток в женском и мужском организме. Взрослый мужчина производит

30миллионов спермиев в день, а женщина - порядка 500 зрелых яйцеклеток за всю свою жизнь.

5.Различия сперматогенеза и овогенеза заключаются также в том, что стадия размножения при сперматогенезе идет постоянно, а при овогенезе заканчивается после рождения.

6.Стадия роста при сперматогенезе короче, чем при овогенезе.

7.Стадия созревания при овогенезе имеет особенности, которые заключаются в неравномерности делений при созревании, что приводит к выделению полярных телец, что отсутствует при сперматогенезе.

8.Различия сперматогенеза и овогенеза заключаются в том, что сперматогенез более подвержен влиянию внешней среды, нежели овогенез, что связано с различием в расположении половых органов - семенники находятся вне брюшной полости.

9.Из сравнительной характеристики овогенеза и сперматогенеза можно увидеть, что, поскольку образование яйцеклеток начинается еще до рождения девочки, а завершается для яйцеклетки только после ее оплодотворения, то неблагоприятные факторы внешней среды могут повлечь генетические аномалии у потомства.

68. Закономерности сперматогенеза у млекопитающих и человека.

Сперматогенез - это путь превращения сперматогониев в сперматозоиды.

Особеность : отсуствие полного уитокинеза в ходе митотических и мейотических делений , поэтому все клетки , происходящие из одного сперматогония, соединены цитоплазматическими мостиками. Благодаря им , каждый развивающийся спермий может получать набор полного диплоидного генома.

Сперматогенез происходит в извитых семенных канальцах и включает четыре фазы:

размножение; роста; созревания; формирования.

Фаза размножения: многократный митоз сперматогоний.

Фаза роста: клетки утрачивают способность к митозу и увеличиваются в размере. Теперь они называются сперматоциты I порядка, которые вступают в длительную (около 3-х недель) профазу 1-го деления мейоза.

Фаза созревания: Включает два последовательных деления мейоза: в результате 1-го (редукционного) деления из сперматоцитов I порядка образуются гаплоидные (двухроматидные) сперматоциты II порядка (1n2c). Они имеют меньшие размеры, чем сперматоциты I порядка и располагаются ближе к просвету канальца. Второе деление мейоза (эквационное) приводит к образованию четырех сперматид – сравнительно мелких клеток с гаплоидным набором однохроматидных ДНК (1n1c).

Фаза формирования: Заключается в преобразовании сперматид в сперматозоиды. Хроматин в ядре уплотняется, размеры ядра уменьшаются. Комплекс Гольджи преобразуется в акросому, содержащую литические ферменты, необходимые для расщепления оболочек яйцеклетки. Акросома прилежит к ядру и постепенно распластывается над ним в виде шапочки. Центриоли перемещаются к противоположному полюсу клетки. Из дистальной центриоли формируется жгутик, который затем становится осевой нитью развивающегося сперматозоида. Избыток цитоплазмы сбрасывается в просвет канальца и фагоцитируется клетками Сертоли.

Сперматогенез у человека осуществляется на протяжении всего периода половой зрелости и длится 72-75 суток, протекая на протяжении извитого семенного канальца волнообразно.

69. Закономерности овогенеза у млекопитающих и человека.

Оогенез – совокупность последовательных процессов развития женской половой клетки. Оогенез включает периоды размножения, роста и созревания.

Впериод размножения путем митозов увеличивается число диплоидных половых клеток – оогоний; после прекращения митозов и репликации ДНК в премейотической интерфазе они вступают в профазу мейоза, совпадающую с периодом роста клеток, называемых ооцитами I порядка.

Вначале периода роста (фаза медленного роста) ооцит увеличивается незначительно, в его ядре происходят конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер. В цитоплазме увеличивается количество органоидов. Эта фаза у человека длится годами. В фазе быстрого роста объем ооцитов увеличивается в сотни и более раз

восновном за счет накопления рибосом и желтка.

В период созревания происходит 2 деления мейоза. В результате 1-го деления образуется ооцит II порядка и редукционное тельце. К концу периода созревания ооциты приобретают способность оплодотворяться, а дальнейшее деление их ядер блокируется. Мейоз завершается в процессе оплодотворения образованием яйцеклетки и выделением редукционных телец, которые дегенерируют.

достигшие места формирования яичника клетки- оoгонии-делятся митозом, их число увеличивается с 600 тыс у двухмесячного амбриона человека до 6,8 млн у пятимесячного плода. Затем деления прекращаются , и число оогониев постепенно уменьшается. к моменту рождения в яичникaх остается около 2 млн развивающихся половых клеток. В период с 3 по 7 месяц эмбрионального развития оогонии вступают в профазу 1-го деления мейоза, которое продолжается до стадии диктиотены и к моменту рождения образуется запас покоящихся половых клеток, деления которых возобновляются только после достижения половой зрелости. Ооцит в состоянии покоя окружен одним слоем уплощенных фолликулярных клеток и образует вместе с ними примордиальный фолликул. Ооциты не окруженные фолликулами дегенерируют. некоторые из фолликулов периодически начинают развитиефолликулогенез. сначала клетки фолликула

делятся, образуя многослойную оболочку ооцита; сам ооцит растет., вокруг него образуется прозрачная зонаформируется развивающийся фолликул. Затем в некоторых фолликулах образуется наполненная жидкостью полостьантриум, и развивающийся фолликул превращается в антральный. Внутри фолликула ооцит постепенно окружается клеточной массой яйценосного бугорка. До достижения половой зрелости процессы развития фолликулов завершаются дегенерацией. с наступлением половой зрелости также одновременно развиваются многие фолликулы, однако лишь некоторые высвобождают находящиеся в них ооциты в поцессе овуляции. Большая часть фолликулов дегенерирует на той или инойстадии в процессе овуляции. продолжительность роста фолликул составляет приблизительно 6 месяцев. В соответствии с менструальным циклом раз в месяц происходит повышение уровня лютеинизирующего гормона, выделяемого гипофизом, что побуждает примерно 20 антральных фолликулов к ускоренному росту. Однако завершает созревание и претерпевает овуляцию лишь один из этих фолликулов. ооцит первого порядка, находящийся в этом фолликуле завершает первое деление мейоза oбразуя полярное тельце и превращаясь в ооцит второго порядка. Ооцит второго порядка, развитие которого останавливается на стадии метафазы второго деления мейоза, освобождается вместе с полярным тельцем и часть окружающих его клеток в момент разрыва фолликула на поверхности яичника. Ооцит второго порядка завершает второе меиотическое деление только в том случае, если он оплодотворен. после овуляции опустевший фолликул превращает, в эндокринное образование - желтое тело. оно секретирует прогестерон, готовя матку к приему оплодотворенного ооцита. Если оплодотворение не происходит, желтое тело деградирует, а слизистая оболочка матки отслаивается и выводит из организма во время менструации

70. Оплодотворение, его формы и биологическая функция. Моно- и полиспермия.

оплодотворение— процесс слияния гаплоидных половых клеток, или гамет, приводящий к образованию диплоидной клетки зиготы. Половой процесс закономерно встречается в жизненном цикле всех организмов, у которых отмечен мейоз. Мейоз приводит к уменьшению числа хромосом в два раза (переход от диплоидного состояния к гаплоидному), половой процесс — к восстановлению числа хромосом (переход от гаплоидного состояния к диплоидному).

Различают несколько форм полового процесса:

изогамия — гаметы не отличаются друг от друга по размерам, подвижны, жгутиковые или амебоидные;

анизогамия (Гетерогамия) — гаметы отличаются друг от друга по размерам, но оба типа гамет (макрогаметы и микрогаметы) подвижны и имеют жгутики;

оогамия — одна из гамет (яйцеклетка) значительно крупнее другой, неподвижна, деления мейоза, приводящие к её образованию, резко асимметричны (вместо четырёх клеток формируется одна яйцеклетка и два абортивных «полярных тельца»); другая (спермий, или сперматозоид) подвижна, обычно жгутиковая или амебоидная.

Биологическое значение оплодотворения непосредственно связано с биологической сущностью определенных сторон процесса оплодотворения. Благодаря бипариентальному наследованию (материнское

— от яйцеклетки и отцовское — от спермия) в результате оплодотворения получаются более жизнеспособные организмы, обладающие более широким спектром изменчивости по сравнению с оплодворёнными растениями.

Существует два типа оплодотворения: моно- и полиспермия. При моноспермии благодаря особым механизмам в яйцеклетку проникает лишь один сперматозоид. Этот вид оплодотворения широко распространен у животных с наружным осеменением, хотя свойствен также и млекопитающим.

При полиспермии в яйцеклетку проникает до нескольких десятков сперматозоидов, однако ядро только одного из них соединяется с женским пронуклеусом(гаплоидные ядра зиготы), остальные посредством специальных механизмов ооплазмы (центральная часть протоплазмы в оогонии оомицетов, которая дифференцируется от периплазмы и образует оосферу.)исключаются из развития. Этот тип оплодотворения присущ животным с внутренним осеменением (членистоногие, моллюски, хордовые). Он, по-видимому, является эволюционно вторичным. Слияние гамет и последующее преобразование у животных с разными типами оплодотворения протекает в основном одинаково по единому плану.

71. Морфологические и функциональные особенности зрелых гамет млекопитающих и человека.

При половом способе размножения потомство, как правило, имеет двух родителей. Каждый из родителей производит половые клетки. Половые клетки, или гаметы, обладают половинным или гаплоидным (23) набором хромосом и возникают в результате мейоза. Таким образом, гамета - зрелая репродуктивная клетка, содержащая гаплоидный набор хромосом и способная при слиянии с аналогичной клеткой противоположного пола образовать зиготу, при этом число хромосом становится диплоидным. В диплоидном наборе каждая хромосома имеет себе парную (гомологичную) хромосому. Одна из гомологичных хромосом происходит от отца, другая - от матери. Женская гамета называется яйцеклеткой, мужская - сперматозоидом. Процесс образования гамет носит общее название - гаметогенез. Половые клетки образуются в специальных органах – гонадах.

Особенности половых клеток:

1.Гаплоидный набор хромосом в ядрах, обеспечивающий воспроизведение в зиготе типичного для организмов данного вида диплоидного числа хромосом.

2.Значение ядерно-цитоплазматического отношения. У яйцеклеток оно снижено благодаря увеличенному объему цитоплазмы, в которой размещен питательный материал (желток) для развития зародыша. У сперматозоидов благодаря малому количеству цитоплазмы ядерно-цитоплазматическое отношение высокое. Это соответствует функциональной задаче мужской гаметы — транспортировкой наследственного материала.

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

4.Яйцеклетки имеют оболочки, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают требуемый уровень обмена веществ, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного спермия, способствуют внедрению (имплантации) зародыша в стенку матки у плацентарных животных, поддерживают форму зародыша.

5.Для яйцеклетки характерна плазматическая сегрегация. После оплодотворения в еще не дробящемся яйце происходит закономерное перераспределение цитоплазмы. В дальнейшем цитоплазма разного состава также закономерно распределяется по клеткам тканей разных зачатков.

6.Сперматозоид имеет аппарат движения в виде жгутика. В семенной жидкости мужская гамета человека развивает скорость до 5 см/ч. Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, выбрасывающий при контакте с яйцеклеткой длинную нить. Он обеспечивает проникновение ядра мужской гаметы в цитоплазму яйцеклетки путем растворения особыми ферментами ее оболочек.

72. Клеточные факторы иммунной системы.

Среди клеточных элементов иммунной системы лидерство как по количественным, так и по функциональным параметрам принадлежит Т-лимфоцитам. Именно Т-лимфоциты определяют полный спектр клеточных реакций иммунитета.

Лимфоциты

-популяция иммунокомпетентных клеток, определяющая высокую специфичность ответа иммунной системы на чужеродное. Имеется два основных типа лимфоцитов, обладающих различной функцией: Т- лимфоциты обеспечивают клеточный иммунитет, В-лимфоциты отвечают за антителообра-зование (см. разд.: "Гуморальные факторы иммунной реакции").

Есть принципиально особая группа лимфоцитов, отличная от Т- и В-лимфо-цитов, - нормальные (естественные) киллеры.

Образование Т-лимфоцитов

-процесс сложный и многоступенчатый; он включает две фазы: антигеннезависимую и антигензависимую. Антигеннезави-симая фаза образования Т-клеток осуществляется последовательно в двух органах - костном мозге и в тимусе (вилочковой железе). Созревшие Т-лимфоциты мигрируют через кровоток во вторичные лимфоидные органы, где происходят антигензависимая фаза дифференцировки Т-клеток и активация Т- лимфоцитов с размножением клона клеток, что приводит к увеличению Т-лимфоцитов на 4-5 сутки (первичный иммунный ответ) или на 3-4 сутки после внедрения чужеродного агента (вторичный иммунный ответ).

Т-лимфоциты выполняют в организме две функции: эффекторную и регуляторную. Основной эффекторной функцией Т-лимфоцитов является специфическая цитотоксичность в отношении чужеродных клеток, атакуются собственные клетки организма, зараженные вирусом или другим чужеродным агентом. Главная

роль принадлежит здесь Т-лимфоцитам-киллерам, которые разрушают клетки при непосредственном контакте с мишенью (пораженная клетка), происходит выброс окислительных ферментов, которые приводят к лизису (растворению) клетки-мишени и ее гибели.

Одной из важных регуляторных функций Т-лимфоцитов является способность вырабатывать различные биологически активные вещества; важнейшая регуляторная роль принадлежит субпопуляциям Т- лимфоцитов: Т-хелперам и Т-супрессорам.

Т-лимфоциты-хелперы (помощники)

способны стимулировать к дифферен-цировке антителообразующие клетки (В-лимфоциты) в ответ на антигенный стимул. Действие Т-хелперов осуществляется за счет прямого взаимодействия Т-хелперов с В- клетками, либо за счет активации В-клеток в результате образования Т-хелперами растворимых неспецифических факторов (лимфокинов), в частности интерлейкина-2.

Т-лимфоциты-супрессоры

способны угнетать иммунный ответ. Активация Т-супрессоров проходит ряд фаз (в которых участвуют и Т- хелперы) и связана с чужеродным антигеном (специфическая) и может быть с ним не связана (неспецифическая). Активированные Т-супрессоры подавляют активность Т-хелперов.

Следовательно, система Т-хелперы-Т-супрессоры, осуществляет контроль интенсивности развития специфической реакции иммунной системы на чужеродное.

Естественные (нормальные) киллеры

образуются из стволовых предшественников Т-лимфоцитов в костном мозге, где они и созревают, после чего выходят в кровоток и мигрируют в ткани организма. Основной их функцией является цитотоксическое действие на чужеродные клетки.

Моноциты

-популяция иммунокомпетентных клеток, являющаяся основой всей моноцитарно-макрофагальной системы организма. Моноциты образуются в костном мозге (рис. 3), после чего выбрасываются в кровь и разносятся по всем органам и тканям. В последние годы все большее распространение приобрел термин "моноцитарно-макрофагальная система", или "система мононуклеарных фагоцитов". Наиболее многочисленной и функционально важной клеткой этой системы является тканевой макрофаг, обладающий высокой фагоцитарной активностью и подвижностью в тканях.

К основным функциям клеток СМФ относится: секреция биологически активных веществ, регулирующих образование других иммунокомпетентных клеток; защита организма от чужеродных микроорганизмов путем киллинга (убийства) и переваривания их, особенно это касается внутриклеточных микроорганизмов (вирусов). Эти клетки в организме также выполняют роль "клеток-мусорщиков", разрушающих и убивающих собственные клетки организма - поврежденные, дефектные или старые; киллинг и разрушение собственных клеток организма, несущих на своей поверхности генетически чужеродную информацию. Участие в двусторонних регуляторных взаимодействиях с лимфоцитами и презентация им чужеродного антигена.

Нейтрофилы

-полиморфно-ядерные лейкоциты, наиболее объемная популяция лейкоцитов, неоднородна, клетки различаются по физиологической активности и рецепторному составу мембран. Местом образования нейтрофилов является костный мозг, образуются из стволовой мультипотентной кроветворной клетки (см. рис. 4 на с. 16). Созревшие нейтрофилы попадают в кровоток, общий пул нейтрофилов в кровотоке составляет - 10% от всех созревших клеток, среди которых 70% не циркулируют, а прикреплены к эндотелию сосудов. Срок пребывания нейтрофилов в кровотоке 6,5 часов, далее клетки проникают в ткани, где в течение трех - пяти дней заканчивают свой жизненный цикл, функцией нейтрофила является

фагоцитоз

-уничтожение чужеродных клеток или агрегатов; также нейтрофил осуществляет киллинг чужеродных клеток. Важнейшей характеристикой нейтрофила является формирование вместе с другими клетками очага воспаления, при этом нейтрофил влияет на все основные механизмы воспалительной реакции.

Эозинофилы

образуются в костном мозге, там же происходят все стадии дифференцировки до зрелой клетки. Количество эозинофилов, циркулирующих в кровотоке, не превышает 1% от общего числа этих клеток в организме; в крови циркулируют 10 часов, затем мигрируют в ткани, где живут 48 часов и гибнут после дегрануляции. Эозинофилы контролируют выделение гистамина и других биологически активных веществ, нейтрализуя избыточное их количество. Эта функция очень важна в процессе защиты организма при гельминтозах и в развитии аллергической реакции. Также эозинофилы обладают способностью к фагоцитозу, хотя это не первостепенная их функция.

73. Т-лимфоциты – клеточные факторы приобретенного клеточного иммунитета.

Соседние файлы в предмете Биология