- •6. Биологические мембраны. Их строение и функции.
- •7.Белки – полимеры аминокислоты. Пептидная связь. Первичная структура белков.
- •8. Водородные связи между пептидными группами – основа вторичной структуры белков. Основные виды вторичных структур.
- •9. Третичная структура белка. Силы, поддерживающие третичную структуру. Глобулярные белки.
- •10. Четвертичная структура белков.
- •11.Функции белков в живых организмах.
- •12. Каталитическая функция белков. Особенности ферментов, отличающие их от небиологических катализаторов.
- •13. Структурная функция белков. Фибриллярные белки.
- •14. Нуклеотиды. Функции нуклеотидов в живых клетках.
- •15. Днк: строение полинуклеотидной цепи, двойная спираль. Принцип комплементарности. Репликация днк
- •16. Строение рнк. Транскрипция – синтез рнк на матрице днк. Регуляция транскрипции.
- •17. Матричные рнк – переносчики генетической информации. Генетический код.
- •18. Транспортные рнк. Активация аминокислот.
- •19. Рибосомные рнк. Строение и функции рибосом.
- •20. Трансляция – синтез белка на матрице рнк. Инициация, элонгация и терминация трансляции.
- •21. Цикл элонгации трансляции.
- •22. Клетка. Клеточная теория. Прокариоты и эукариоты.
- •23. Строение прокариотической клетки.
- •24. Ядро эукариотической клетки.
- •25. Клеточная мембрана, её строение и функции. Клеточные стенки.
- •26. Одномембранные органеллы цитоплазмы: эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, лизосомы, пероксисомы.
- •27. Митохондрии, их строение и функции. Происхождение митохондрий.
- •28. Пластиды. Виды пластид, их функции. Внутреннее строение пластид.
- •29. Обмен веществ и превращение энергии в клетке. Автотрофные и гетеротрофные организмы. Фотоавтотрофы и хемоавтотрофы.
- •31. Цикл ди- и трикарбоновых кислот (цикл Сент-Дьёрди-Кребса).
- •32. Окислительное фосфорилирование в митохондриях.
- •33. Фотосинтез – образование органических веществ из неорганических за счёт энергии света. Световая стадия фотосинтеза, её локализация и продукты.
- •34. Темновая стадия фотосинтеза. Локализация в клетке. Исходные вещества и продукты темновой стадии. Общее уравнение фотосинтеза.
- •35. Клеточный цикл. Митоз как основной способ деления эукариотических клеток. Фазы митоза.
- •36. Половой процесс. Виды полового процесса.
- •37. Мейоз. Фазы мейоза. Биологический смысл мейоза.
- •38. Продукты мейоза в разных группах организмов. Чередование гаплоидной и диплоидной фазы в жизненных циклах.
- •39. Наследственность. Моногибридное скрещивание. Первый и второй законы Менделя.
- •40. Дигибридное скрещивание. Третий закон Менделя. Анализирующее скрещивание.
- •41. Взаимодействие неаллельных генов. Комплементация и эпистаз.
- •42. Сцепленное наследование. Хромосомная теория наследственности.
- •43. Генетическое определение пола. Наследование, сцепленное с полом.
38. Продукты мейоза в разных группах организмов. Чередование гаплоидной и диплоидной фазы в жизненных циклах.
Мейоз (деления созревания, период созревания), этап в образовании половых клеток; состоит из двух последовательных делений исходной диплоидной клетки (содержат два набора хромосом – 2n) и формирования четырёх гаплоидных половых клеток, или гамет (содержат по одному набору хромосом – n). Уменьшение (редукция) числа хромосом (2nn) происходит за счёт того, что на два деления приходится лишь одно удвоение (репликация) хромосомного материала. При оплодотворении гаплоидные гаметы – яйцеклетка и сперматозоид – сливаются и диплоидное число хромосом, характерное для каждого вида, восстанавливается (n + n2n).
В главных чертах мейоз протекает сходно у разных групп организмов и у особей женского и мужского пола. Два следующих друг за другом деления первичной половой клетки обозначаются как мейоз I и мейоз II. Подобно делению соматических клеток – митозу, и мейоз I, и мейоз II состоят из четырёх основных стадий – профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Вступающая в мейоз клетка диплоидна, а каждая хромосома содержит удвоенное количество ДНК. В первом мейотическом делении особенно сложна и длительна профаза I (у человека она занимает 22,5 сут). На этой стадии гомологичные хромосомы соединяются (конъюгируют) в пары – биваленты. В каждой хромосоме бивалента различимы в микроскопе две продольные половины – хроматиды, т. е. бивалент представляет собой четвёрку (тетраду) хроматид. В профазе I происходит генетически значимое событие – обмен гомологичными (содержащими одни и те же гены) участками несестринских хроматид, или кроссинговер. В анафазе I биваленты разъединяются и гомологичные хромосомы расходятся к противоположным полюсам клетки, причем, в отличие от анафазы митоза, каждая хромосома сохраняет две хроматиды. В результате число хромосом уменьшилось вдвое, но удвоенным остаётся и количество ДНК, представленное двумя хроматидами. Важная особенность расхождения хромосом заключается в том, что любая, отцовская или материнская, хромосома из гомологичной пары может отойти к любому из полюсов независимо от того, как расходятся хромосомы других пар. Это означает, что число возможных сочетаний хромосом в дочерних клетках обычно очень велико: 2n, где n – число хромосомных пар (у человека – 223). Так происходит ещё одно перемешивание родительского генетического материала – рекомбинация хромосом.
После мейоза I обычно сразу или после короткой интерфазы, во время которой удвоение хромосом не происходит, следует мейоз II. Это деление аналогично митозу с той разницей, что делятся гаплоидные клетки. В анафа-зе II сестринские хроматиды разделяются и, став хромосомами, расходятся к полюсам. Число хромосом и количество ДНК приходят в соответствие, и мейоз II завершается образованием четырёх гаплоидных гамет, каждая из которых несёт уникальный генетический материал. У самок, однако, лишь одна из четырёх гамет – яйцеклетка, способная к оплодотворению.
Мейоз – один из ключевых биологических процессов. Его значение состоит в поддержании в поколениях постоянства хромосомных наборов (кариотипов), т. е. в обеспечении наследственности, и в создании новых сочетаний отцовских и материнских генов, т. е. в обеспечении генотипической изменчивости.
Отклонения от мейоза в отдельных группах высших эукариот
В отдельных группах высших организмов наблюдаются отклонения от мейоза, которые являются нормальными. Например, при нередуцированном партеногенезе у коловраток, дафний, тлей и других беспозвоночных у самок первое деление мейоза протекает как митоз. (Партеногенезом называется развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки). У самцов дрозофилы в профазе I отсутствует кроссинговер. У самцов перепончатокрылых насекомых (например, у трутней) наблюдается абортивный мейоз: в первом делении мейоза все хромосомы переходят в одну клетку, а вторая клетка оказывается безъядерной и погибает.
Отклонения от типичного мейоза среди низших эукариот
У жгутиконосцев с половым процессом часто наблюдается полиплоидизация - увеличение числа хромосом до 4x, 8x, 16x и более. Перед образованием гамет происходит множественная редукция - несколько редукционных делений, следующих одно за другим. В результате число хромосом сокращается до минимума.
У некоторых одноклеточных наблюдается одноступенчатый мейоз, например, у споровиков (кокцидии, грегарины). В этом случае в предмейотической интерфазе не происходит репликации ДНК, и в состав бивалентов входят однохроматидные хромосомы.
Чередование гаплоидной и диплоидной фазы в жизненных циклах
Организмы с половым размножением в результате мейоза образуют гаплоидные гаметы. В момент оплодотворения благодаря слиянию двух таких клеток возникает диплоидная зигота. Многократные митотические деления зиготы и ее потомков приводят к увеличению числа диплоидных клеток, которые строят тело организма в процессе его развития. По достижении последним половой зрелости возобновляется процесс образования гаплоидных гамет. Таким образом, в жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяются две фазы: гаплоидная и диплоидная . Относительная продолжительность этих фаз варьирует у представителей различных групп живых существ: у простейших и грибов преобладает первая, у высших растений и животных — вторая.
Удлинение диплофазы в ходе эволюции объясняется преимуществами диплоидного состояния перед гаплоидным. Благодаря гетерозиготности и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора, сохраняются и накапливаются разнообразные аллели. Это повышает объем генетической информации в генофондах популяций и видов, ведет к образованию резерва наследственной изменчивости, от которого зависят эволюционные перспективы. В то же время у гетерозигот вредные рецессивные аллели, не оказывая влияния на развитие фенотипа, не снижают жизнеспособности.