История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Топ:
Проблема типологии научных революций: Глобальные научные революции и типы научной рациональности...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Интересное:
Уполаживание и террасирование склонов: Если глубина оврага более 5 м необходимо устройство берм. Варианты использования оврагов для градостроительных целей...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
2017-06-25 | 124 |
5.00
из
|
Заказать работу |
|
|
Постоянство вида и сохранение его отличительных признаков определяются фундаментальным свойством живых организмов размножаться. Появление полового размножения в ходе эволюции живых организмов явилось важным шагом, так как оно обеспечивает внутривидовое разнообразие и имеет особое значение для адаптации и выживания организмов в постоянно меняющихся условиях среды. Благодаря рекомбинации генетического материала возникают новые комбинации признаков, что значительно расширяет адаптивные возможности организмов и предоставляет исходный материал для естественного отбора.
У размножающихся половым путем организмов связь между поколениями, хранение и передачу генетической информации от поколения к поколению обеспечивают два процесса:
- гаметогенез - формирование половых клеток с гаплоидным набором хромосом (n=23), слияние гамет и образование зиготы с диплоидным набором хромосом (2n=46) и новой генетической конституцией.
ГАМЕТОГЕНЕЗ
Гаметогенез представляет собой сложный комплекс генетических, биохимических и морфологических процессов, лежащих в основе образования и созревания гамет в гонадах (семенниках и яичниках). Овогенез — это процесс формирования гаплоидных яйцеклеток из недифференцированных диплоидных овогониев. Он происходит в яичниках, причем начальные этапы имеют место еще до рождения девочки, в пренатальном периоде, а другие - только с наступлением половой зрелости и продолжаются до менопаузы. В процессе овогенеза есть две фазы ожидания: диктиотена профазы I и метафаза II мейоза. Сперматогенез — это процесс формирования гаплоидных сперматозоидов из недифференцированных диплоидных сперматогониев. Он происходит в семенниках, начинается с наступлением половой зрелости, включает несколько этапов и характеризуется постоянным обновлением половых клеток.
|
Гаметогенез состоит их следующих этапов:
- период размножения, когда клетки делятся митотически и образуют первичные половые клетки - гаметогонии. (2n=2с);
- период роста, в ходе которого происходит репликация ДНК, синтез необходимых для мейоза веществ, накопление факторов, обеспечивающих образование и развитие зиготы; в результате образуются гаметоциты I-го порядка (2n=46);
- период созревания, когда путем мейоза - решающего для гаметогенеза процесса - образуются гаплоидные гаметы:
- в овогенезе из одного овогония образуется только одна функциональная яйцеклетка и два/три полярных тельца;
- в сперматогенезе из одного сперматогония образуются четыре функциональных сперматозоида;
- период формирования/дифференциации, характерный только для сперматогенеза, когда в результате морфологических изменений сперматиды трансформируются в сперматозоиды, подвижные и способные к оплодотворению.
ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
Процесс слияния гаплоидных гамет разного родительского происхождения называется оплодотворением. Образованная в результате этого клетка имеет диплоидный набор хромосом и называется зиготой. Половые клетки (гаметы) отличаются большим генетическим разнообразием, как следствие внутри- и межхромосомной рекомбинации в ходе гаметогенеза. Сочетание мужской и женской гамет при оплодотворении носит случайный характер (геномная рекомбинация), обеспечивая, тем самым, образование новых генетических вариантов в зиготе.
Кроме того, слияние гамет восстанавливает нормальный диплоидный набор хромосом, характерный для данного вида. Следующие за этим митотические деления обеспечивают рост и развитие многоклеточного организма. В соматических клетках организма хромосомы представлены парами, а хромосомы одной пары являются гомологичными - идентичными по морфологии и набору генов, но разными по происхождению.
|
Таким образом, организм взрослого человека содержит:
(i) соматические клетки, из которых состоят ткани и органы:
- имеют диплоидный набор хромосом (2n=46);
- возникают в результате митотических делений зиготы;
- 51% генетического материала имеет материнское происхождение (включая митохондриальную ДНК) и 49% - отцовское;
- делятся митотически, обеспечивая рост, регенерацию и обновление тканей;
(ii) половые клетки, которые обеспечивают передачу наследственной информации от родителей детям и образование зиготы; имеют гаплоидный набор хромосом (n=23);
образуются из диплоидных гаметогониев - специализированных клеток, обеспечивающих гаметогенез;
- созревают в гонадах в результате мейоза
- определяют постоянство числа хромосом данного вида.
ДИНАМИКА ХРОМОСОМ В МЕЙОЗЕ
Мейоз ("meiosis" - уменьшение) является сложным процессом из двух последовательных делений, завершающихся уменьшением числа хромосом в два раза. Из каждой клетки с 46 хромосомами (диплоидный набор) образуются 4 гаметы с 23 хромосомами (гаплоидный набор). Гаметы отличаются чрезвычайным генетическим разнообразием вследствие внутрихромосомной и межхромосомной рекомбинации.
Мейозу предшествует интерфаза, во время которой имеет место репликация ДНК. Между двумя мейотическими делениями есть очень непродолжительная фаза - интеркинез - в ходе которой ДНК не реплицируется.
Первое мейотическое деление - редукционное, обеспечивает уменьшение числа хромосом в два раза. В результате этого деления из гаметоцитов 1-го порядка с 46 двухроматидными хромосомами образуются гаметоциты II-го порядка с 23 двухроматидными хромосомами.
Сокращение числа хромосом в два раза обеспечивается следующими механизмами:
- конъюгация гомологичных хромосом с образованием 23 бивалентов (тетрад) в профазе I;
- расположение бивалентов в экваториальной плоскости в метафазе I;
- расщепление гомологичных хромосом и миграция их к противоположным полюсам, по одной к каждому из них;
Рис. Особенности расщепления хромосом в мейозе овогенеза и сперматогенеза
- цитокинез обеспечивает разделение цитоплазматической массы с образованием двух клеток с гаплоидным набором двухроматидных хромосом (1n=2с) - гаметоцитов II-го порядка.
|
Одновременно с процессами, обеспечивающими распределение хромосом в ходе редукционного деления, происходит рекомбинация генетического материала:
- внутрихромосомная рекомбинация — в результате кроссинговера, или обмена участками (генами) между материнской и отцовской гомологичными хромосомами, в профазе I, благодаря конъюгации и образованию бивалентов;
- межхромосомная рекомбинация - результат независимого сочетания негомологичных отцовских и материнских хромосом в ходе их распределения к полюсам клетки в анафазе I,благодаря случайному расположению бивалентов в экваториальной плоскости.
|
|
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Адаптации растений и животных к жизни в горах: Большое значение для жизни организмов в горах имеют степень расчленения, крутизна и экспозиционные различия склонов...
Индивидуальные очистные сооружения: К классу индивидуальных очистных сооружений относят сооружения, пропускная способность которых...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!