Тема 13

РОЗМНОЖЕННЯ ОРГАНІЗМІВ.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Ознайомитись зі способами розмноження організмів (статеве та безстатеве), вивчити цитологічні і генетичні закономірності вегетативного розмноження та біологічне значення вегетативного та статевого розмноження.

Питання для самостійної роботи

1. Способи розмноження організмів.

2. Цитологічні і генетичні закономірності вегетативного розмноження.

3. Форми статевого розмноження: парасексуальний процес, сексуальний процес, власне статеве розмноження.

4. Гаметогенез: види, стадії.

5.Біологічне значення вегетативного і статевого розмноження.

Навчальні завдання

ЗАВДАННЯ I. Спермії морської свинки.

Препарат пофарбований гематоксиліном. Роздивіться препарат при збільшенні об. 90х; ок. 10х. Зверніть увагу на форму клітини. Замалювати і позначити: I) голівка, 2) ядро, 3) акросома, 4) шийка, 5) хвостик (джгутик).

ЗАВДАННЯ 2. Яйцеклітина вторинного ізолецитального типу (яйцеклітина ссавця - кішки).

Препарат являє собою зріз яєчника кішки, пофарбований гематоксилінеозином. Роздивіться при малому і великому збільшеннях. При малому збільшенні знайдіть зрілий фолікул, що містить яйцеклітину. Потрібно мати на увазі, що в препараті не в усіх фолікулах виявляються яйцеклітини, тому що зріз може бути зроблений біля неї. Знайдіть на малому збільшенні фолікул, що містить овоцит, вивчіть будову яйцеклітини і її навколишніх оболонок при великому збільшенні. У яйцеклітині (овоциті) велике ядро і цитоплазма з невеличкою кількістю жовткових зерен. Клітина оточена рожевою, сильно переломлюючою світло (особливо при ледь зниженому конденсорі) прозорою зоною. Фолікулярні епітеліоцити (дрібні клітини з фіолетовими ядрами) і їх відростки утворюють променистий вінець. Вони постачають яйцеклітину живильними речовинами. Замалювати і позначити: I) яйцеклітина, 2) ядро, 3) прозора зона, 4) променистий вінець, 5) фолікулярні епітеліоцити.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ РОБОТИ ТА КОНТРОЛЮ ЗА УСПІШНІСТЮ ЗАСВОЄННЯ ЗНАНЬ НА ЗАНЯТТЯХ

1.Чому при вегетативному розмноженні утворюються організми з ідентичним генотипом, тоді як при статевому завжди з різним?

2. Що загального при власне статевому розмноженні (копуляції) і його аналогах?

3. Перерахувати головні цитологічні перетворення мітозу при його еволюції в мейоз.

4. Що таке синаптонемальний комплекс і його значення.

5. Як цитологічно виглядає кросинговер? На якій стадії профази він відбувається і коли цитологічно проявляється?

7. При якій формі природного добору (стабілізуючий, рушійний) превалює вегетативне розмноження, а при якому статеве?

Тема 14

МЕЙОЗ: ЦИТОЛОГІЧНІ ТА ГЕНЕТИЧНІ ЗАКОНОМІРНОСТІ.

МЕТА ЗАНЯТТЯ: Вивчити цитологічні та генетичні закономірності мейозу та

його біологічне значення.

Питання для самостійної роботи

1. Мейоз. Особливості 1 профази.

2. Мейоз. Особливості 1 метафази, анафази і телофази, 2-е ділення.

3.Генетичні закономірності мейозу.

3.1.Комбінація алельних генів внаслідок кросинговеру.

3.2. Незалежна випадкова комбінація гомологів з різних пар.

3.3. Спадкова комбінація гомологів із різних пар при копуляції.

4.Біологічне значення мейозу.

НАВЧАЛЬНІ ЗАВДАННЯ

ЗАВДАННЯ 1. Цитологічні закономірності мейозу.

Заповніть таблицю, відмічаючи характерні цитологічні закономірності мейозу, по числу не менше зазначених у правій половині таблиці.

№	Ознака, що характеризується, стадія	Цитологічні закономірності
1	Профаза 1	1, 2, 3
2	Метафаза 1	1, 2
3	Анафаза 1	1
4	Плоїдність: у профазі 1 після телофази 1	хромосом, молекул ДНК хромосом, молекул ДНК
5	Друге ділення мейозу	аналогічне (неаналогічне) з мітозом (потрібне записати)
6	Плоїдність: у профазі 2 після телофази 2	хромосом, молекул ДНК хромосом, молекул ДНК

ЗАВДАННЯ 2. Генетичні закономірності мейозу.

Генетичні закономірності мейозу обумовлюють комбінативну мінливість, яка складається з 3 механізмів. Їх треба проаналізувати у завданнях 2.1; 2.2: 2.3.

ЗАВДАННЯ 2.1. Комбінація алельних генів в групі зчеплення внаслідок кросинговеру. 2n=2.

Розгляньте гаметоцит першого порядку в метафазі 1. Зверніть увагу на те, що гомологи обмінялись ланками сестринських хроматид. Продовжіть розподіл хромосом спочатку в гаметоцитах другого порядку на стадії метафази 2 і далі в гаметах. Запишіть у алельному вираженні типи утворених гамет.

ЗАВДАННЯ 2.2. Комбінація алельних генів внаслідок незалежної випадкової комбінації самих груп зчеплення. 2n=4.

Біваленти в метафазі 1 незалежно рухаються відносно один одного. Тому орієнтуються до полюсів батьківськими та материнськими гомологами у парі випадково. Отже, розходження в анафазі батьківських та материнських гомологів з кожної пари і попадання до відповідної гамети буде випадковими, незалежним від інших пар. У виді 2n=4 в гаметоцитах першого порядку можливі дві орієнтації бівалентів своїми чоловічими та жіночими гомологами до полюсів клітини. Роздивіться розташування бівалентів в одному з гаметоцитів першого порядку в метафазі 1. Складіть нові розташування бівалентів в іншому гаметоциті 1 і розподіліть хромосоми в метафазі 2 і гаметах як в п. 2.1. Випишіть нові типи гамет за комбінаціями алельних генів в батьківських та материнських гомологах різних пар.

Проаналізуйте формулу ступеневої комбінації, формулу, за допомогою якої можна розрахувати кількість комбінацій гомологів з різних пар в гаметах (У-гамет) Угамет=2^х, де 2- число комбінацій батьківських і материнських гомологів, яке утворюється при розходженні хромосом однієї пари (бівалента); х - число комбінуючих пар (бівалентів).

Розрахуйте за допомогою формули кількість комбінації гомологів з різних пар у видів:

1) D. Melanogaster 2n=8

2) M. Domestica 2n=40

3) H. Sapiens 2n=46

ЗАВДАННЯ 2.3. Аналіз формули ступеневої функції.

Проаналізуйте формулу ступеневої функції для розрахунку кількості комбінацій гомологів з різних пар у зиготах (У-зигот): У-зигот=2^2х.

Вона виведена на підставі логічної аналогії запліднення як добуток комбінацій гомологів з різних пар в кожній гаметі:

У-зигот = 2^х ♀ х 2^х ♂ = 2^2х ,

де 2^х ♀ і 2^х ♂ - число комбінацій гомологів з різних пар в яйцеклітинах і сперматозоїдах відповідно.

За допомогою цієї формули розрахуйте кількість генетично різних зигот по набору гомологів з різних пар у видів, наведених в п. 2.2. Врахуйте, що в дане число комбінацій не входять ті, які утворилися внаслідок кросинговеру.

Сформулюйте висновок про механізми комбінативної мінливості і які з них описуються закономірностями, відкритими Менделем, а які - Морганом.

ЗАВДАННЯ ДЛЯ ІНДИВІДУАЛЬНОЇ РОБОТИ ТА КОНТРОЛЮ ЗА УСПІШНІСТЮ ЗАСВОЄННЯ ЗНАНЬ НА ЗАНЯТТЯХ

1. Перерахувати головні цитологічні перетворення мітозу при його еволюції в мейоз.

2. Що таке синаптонемальний комплекс і його значення.

3. Як цитологічно виглядає кросинговер? На якій стадії профази він відбувається і коли цитологічно проявляється?

4. Назвіть три механізми комбінативної мінливості, обумовленої генетичними закономірностями мейозу.

5. Розрахувати алгебраїчну кількість комбінацій гамет та зигот у вигляді 2n=6 з генотипом АаВвСс, коли гени не зчеплені. Розрахунки для гамет підтверджувати цитологічно на схемі.

СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Альбертс Б., Брей Д., Льюис Д. и др. Молекулярная биология клетки. В 3-х т., 2-е изд. Пер. с англ.- М.: Мир, 1994.

2. Практикум по гистологии, цитологии и эмбриологии / Под ред. Н.А.Юриной, А.И.Радостиной: Учеб. Пособие. - М.: Изд-во УДН, 1989.-253с.

3. Практикум по цитологии/ Под ред. Ю.С.Ченцова - М.: Изд-во МГУ, 1988.- 294с.

4. Ченцов Ю.С. Общая цитология. - М.: Изд-во МГУ, 1995. - 384 с.

47