Генетическая информация в клетке. Гены, генетический код и его свойства. Матричный характер реакций биосинтеза. Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

Генетическая информация в клетке

Воспроизведение себе подобных является одним из фундаментальных свойств живого. Благодаря этому явлению существует сходство не только между организмами, но и между отдельными клетками, а также их органоидами (митохондриями и пластидами). Материальной основой этого сходства является передача зашифрованной в последовательности нуклеотидов ДНК генетической информации, которая осуществляется благодаря процессам репликации (самоудвоения) ДНК. Реализуются все признаки и свойства клеток и организмов благодаря белкам, структуру которых в первую очередь и определяют последовательности нуклеотидов ДНК. Поэтому первостепенное значение в процессах метаболизма играет именно биосинтез нуклеиновых кислот и белка. Структурной единицей наследственной информации является ген.

Гены, генетический код и его свойства

Наследственная информация в клетке не является монолитной, она разбита на отдельные «слова» — гены.


Ген — это элементарная единица генетической информации.

Работы по программе «Геном человека», которые проводились одновременно в нескольких странах и были завершены в начале нынешнего века, дали нам понимание того, что у человека всего около 25–30 тыс. генов, но информация с большей части нашей ДНК не считывается никогда, так как в ней содержится огромное количество бессмысленных участков, повторов и генов, кодирующих признаки, утратившие значение для человека (хвост, оволосение тела и др.). Кроме того, был расшифрован ряд генов, отвечающих за развитие наследственных заболеваний, а также генов-мишеней лекарственных препаратов. Однако практическое применение результатов, полученных в ходе реализации данной программы, откладывается до тех пор, пока не будут расшифрованы геномы большего количества людей и станет понятно, чем же все-таки они различаются.

Гены, кодирующие первичную структуру белка, рибосомальной или транспортной РНК называются структурными, а гены, обеспечивающие активацию или подавление считывания информации со структурных генов, — регуляторными. Однако даже структурные гены содержат регуляторные участки.

Наследственная информация организмов зашифрована в ДНК в виде определенных сочетаний нуклеотидов и их последовательности — генетического кода. Его свойствами являются: триплетность, специфичность, универсальность, избыточность и неперекрываемость. Кроме того, в генетическом коде отсутствуют знаки препинания.


Каждая аминокислота закодирована в ДНК тремя нуклеотидами — триплетом, например, метионин закодирован триплетом ТАЦ, то есть код триплетен. С другой стороны, каждый триплет кодирует только одну аминокислоту, в чем заключается его специфичность или однозначность. Генетический код универсален для всех живых организмов, то есть наследственная информация о белках человека может считываться бактериями и наоборот. Это свидетельствует о единстве происхождения органического мира. Однако 64 комбинациям нуклеотидов по три соответствует только 20 аминокислот, вследствие чего одну аминокислоту может кодировать 2–6 триплетов, то есть генетический код избыточен, или вырожден. Три триплета не имеют соответствующих аминокислот, их называют стоп-кодонами, так как они обозначают окончание синтеза полипептидной цепи.

Последовательность оснований в триплетах ДНК и кодируемые ими аминокислоты

Половые клетки имеют набор хромосом


Лей — лейцин

Лиз — лизин

Мет — метионин

Про — пролин

Сер — серин

Тир — тирозин

Тре — треонин

Три — триптофан

Фен — фенилаланин

Цис — цистеин

Если начать считывание генетической информации не с первого нуклеотида в триплете, а со второго, то произойдет не только сдвижка рамки считывания — синтезированный таким образом белок будет совсем иным не только по последовательности нуклеотидов, но и по структуре и свойствам. Между триплетами отсутствуют какие бы то ни было знаки препинания, поэтому нет никаких препятствий для сдвижки рамки считывания, что открывает простор для возникновения и сохранения мутаций.

Матричный характер реакций биосинтеза

Клетки бактерий способны удваиваться каждые 20–30 минут, а клетки эукариот — каждые сутки и даже чаще, что требует высокой скорости и точности репликации ДНК. Кроме того, каждая клетка содержит сотни и тысячи копий многих белков, особенно ферментов, следовательно, для их воспроизведения неприемлем «штучный» способ их производства. Более прогрессивным способом является штамповка, которая позволяет получить многочисленные точные копии продукта и к тому же снизить его себестоимость. Для штамповки необходима матрица, с которой осуществляется оттиск.

В клетках принцип матричного синтеза заключается в том, что новые молекулы белков и нуклеиновых кислот синтезируются в соответствии с программой, заложенной в структуре ранее существовавших молекул тех же нуклеиновых кислот (ДНК или РНК).

iv>

Биосинтез белка и нуклеиновых кислот

Репликация ДНК. ДНК представляет собой двухцепочечный биополимер, мономерами которого являются нуклеотиды. Если бы биосинтез ДНК происходил по принципу ксерокопирования, то неизбежно возникали бы многочисленные искажения и погрешности в наследственной информации, которые в конечном итоге привели бы к гибели новых организмов. Поэтому процесс удвоения ДНК происходит иным, полуконсервативным способом: молекула ДНК расплетается, и на каждой из цепей синтезируется новая цепь по принципу комплементарности. Процесс самовоспроизведения молекулы ДНК, обеспечивающий точное копирование наследственной информации и передачу ее из поколения в поколение, называется репликацией (от лат. репликацио — повторение). В результате репликации образуются две абсолютно точные копии материнской молекулы ДНК, каждая из которых несет по одной копии материнской.

Половые клетки имеют набор хромосом


Ошибки в процессе репликации возникают крайне редко, однако если они и происходят, то очень быстро устраняются как ДНК-полимеразами, так и специальными ферментами репарации, поскольку любая ошибка в последовательности нуклеотидов может привести к необратимому изменению структуры и функций белка и, в конечном итоге, неблагоприятно сказаться на жизнеспособности новой клетки или даже особи.

Биосинтез белка. Как образно выразился выдающийся философ XIX века Ф. Энгельс: «Жизнь есть форма существования белковых тел». Структура и свойства белковых молекул определяются их первичной структурой, т. е. последовательностью аминокислот, зашифрованной в ДНК. От точности воспроизведения этой информации зависит не только существование самого полипептида, но и функционирование клетки в целом, поэтому процесс синтеза белка имеет огромное значение. Он, по-видимому, является самым сложным процессом синтеза в клетке, поскольку здесь участвует до трехсот различных ферментов и других макромолекул. Кроме того, он протекает с высокой скоростью, что требует еще большей точности.

В биосинтезе белка выделяют два основных этапа: транскрипцию и трансляцию.

Транскрипция (от лат. транскрипцио — переписывание) — это биосинтез молекул иРНК на матрице ДНК.

Половые клетки имеют набор хромосом

>
еспечивает процесс переписывания специальный фермент РНК-полимераза, который подбирает нуклеотиды РНК по принципу комплементарности. Этот процесс может протекать как в ядре, так и в органоидах, имеющих собственную ДНК, — митохондриях и пластидах.

Синтезированные в процессе транскрипции молекулы иРНК проходят сложный процесс подготовки к трансляции (митохондриальные и пластидные иРНК могут оставаться внутри органоидов, где и происходит второй этап биосинтеза белка). В процессе созревания иРНК к ней присоединяются первые три нуклеотида (АУГ) и хвост из адениловых нуклеотидов, длина которого определяет, сколько копий белка может синтезироваться на данной молекуле. Только потом зрелые иРНК покидают ядро через ядерные поры.

Параллельно в цитоплазме происходит процесс активации аминокислот, в ходе которого аминокислота присоединяется к соответствующей свободной тРНК. Этот процесс катализируется специальным ферментом, на него затрачивается АТФ.

Трансляция (от лат. трансляцио — передача) — это биосинтез полипептидной цепи на матрице иРНК, при котором происходит перевод генетической информации в последовательность аминокислот полипептидной цепи.

Половые клетки имеют набор хромосом


Половые клетки имеют набор хромосом

Трансляция является весьма энергоемким процессом, поскольку на присоединение одной аминокислоты к тРНК расходуется энергия одной молекулы АТФ, еще несколько используются для продвижения рибосомы по молекуле иРНК.

Для ускорения синтеза определенных белковых молекул к молекуле иРНК могут присоединяться последовательно несколько рибосом, которые образуют единую структуру — полисому.

Клетка — генетическая единица живого. Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции. Число хромосом и их видовое постоянство. Соматические и половые клетки. Жизненный цикл клетки: интерфаза и митоз. Митоз — деление соматических клеток. Мейоз. Фазы митоза и мейоза. Развитие половых клеток у растений и животных. Деление клетки — основа роста, развития и размножения организмов. Роль мейоза и митоза

Клетка — генетическая единица живого

Несмотря на то, что нуклеиновые кислоты являются носителем генетической информации, реализация этой информации невозможна вне клетки, что легко доказывается на примере вирусов. Данные организмы, содержащие зачастую только ДНК или РНК, не могут самостоятельно воспроизводиться, для этого они должны использовать наследственный аппарат клетки. Даже проникнуть в клетку без помощи самой клетки они не могут, кроме как с использованием механизмов мембранного транспорта или благодаря повреждению клеток. Большинство вирусов нестабильно, они гибнут уже после нескольких часов пребывания на открытом воздухе. Следовательно, клетка является генетической единицей живого, обладающей минимальным набором компонентов для сохранения, изменения и реализации наследственной информации, а также ее передачи потомкам.


Большая часть генетической информации эукариотической клетки сосредоточена в ядре. Особенностью ее организации является то, что, в отличие от ДНК прокариотической клетки, молекулы ДНК эукариот не замкнуты и образуют сложные комплексы с белками — хромосомы.

Хромосомы, их строение (форма и размеры) и функции

Хромосома (от греч. хрома — цвет, окраска и сома — тело) — это структура клеточного ядра, которая содержит гены и несет определенную наследственную информацию о признаках и свойствах организма.

Иногда хромосомами называют и кольцевые молекулы ДНК прокариот. Хромосомы способны к самоудвоению, они обладают структурной и функциональной индивидуальностью и сохраняют ее в ряду поколений. Каждая клетка несет всю наследственную информацию организма, но в ней работает только небольшая часть.

Основой хромосомы является двухцепочечная молекула ДНК, упакованная с белками. У эукариот с ДНК взаимодействуют гистоновые и негистоновые белки, тогда как у прокариот гистоновые белки отсутствуют.


Лучше всего хромосомы видны под световым микроскопом в процессе деления клетки, когда они в результате уплотнения приобретают вид палочковидных телец, разделенных первичной перетяжкой — центромеройна плечи. На хромосоме может быть также и вторичная перетяжка, которая в некоторых случаях отделяет от основной части хромосомы так называемый спутник. Концевые участки хромосом называются теломерами. Теломеры препятствуют слипанию концов хромосом и обеспечивают их прикрепление к оболочке ядра в неделящейся клетке. В начале деления хромосомы удвоены и состоят из двух дочерних хромосом — хроматид, скрепленных в центромере.

Половые клетки имеют набор хромосомМейоз Какие клетки вступают в деление? Соматические (2n) Первичные половые клетки (2n) Число делений 1 2 Сколько и каких клеток образуется в процессе деления? 2 соматические (2n) 4 половые (n) Интерфаза Подготовка клетки к делению, удвоение ДНК Подготовка клетки к делению, удвоение ДНК Очень короткая, удвоения ДНК не происходит Фазы   Мейоз I Мейоз II Профаза Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки, могут происходить конъюгация и кроссинговер Конденсация хромосом, исчезновение ядрышка, распад ядерной оболочки Метафаза Хромосомы выстраиваются по экватору, формируется веретено деления По экватору располагаются пары хромосом, формируется веретено деления Хромосомы выстраиваются по экватору, формируется веретено деления Анафаза К полюсам расходятся хроматиды К полюсам расходятся гомологичные хромосомы из двух хроматид К полюсам расходятся хроматиды Телофаза Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки Хромосомы деспирализуются, формируются новые ядерные оболочки и ядрышки

Интерфаза II очень короткая, так как в ней не происходит удвоения ДНК, то есть отсутствует S-период.

Мейоз II также делится на четыре фазы: профазу II, метафазу II, анафазу II и телофазу II. В профазе II протекают те же процессы, что и в профазе I, за исключением конъюгации и кроссинговера.

В метафазе II хромосомы располагаются вдоль экватора клетки.

В анафазе II хромосомы расщепляются в центромерах и к полюсам растягиваются уже хроматиды.

В телофазе II вокруг скоплений дочерних хромосом формируются ядерные оболочки и ядрышки.

После цитокинеза II генетическая формула всех четырех дочерних клеток — 1n1c, однако все они имеют различный набор генов, что является результатом кроссинговера и случайного сочетания хромосом материнского и отцовского организмов в дочерних клетках.

Развитие половых клеток у растений и животных

Гаметогенез (от греч. гамете — жена, гаметес — муж и генезис — происхождение, возникновение) — это процесс образования зрелых половых клеток.

Так как для полового размножения чаще всего необходимы две особи — женская и мужская, продуцирующие различные половые клетки — яйцеклетки и спермии, то и процессы образования этих гамет должны быть различны.

Характер процесса в существенной степени зависит и от того, происходит ли он в растительной или животной клетке, поскольку у растений при образовании гамет происходит только митоз, а у животных — и митоз, и мейоз.

Развитие половых клеток у растений. У покрытосеменных растений образование мужских и женских половых клеток происходит в различных частях цветка — тычинках и пестиках соответственно.

Перед образованием мужских половых клеток — микрогаметогенезом (от греч. микрос — маленький) — происходит микроспорогенез, то есть формирование микроспор в пыльниках тычинок. Этот процесс связан с мейотическим делением материнской клетки, в результате которого возникают четыре гаплоидные микроспоры. Микрогаметогенез сопряжен с митотическим делением микроспоры, дающим мужской гаметофит из двух клеток — крупной вегетативной (сифоногенной) и мелкой генеративной. После деления мужской гаметофит покрывается плотными оболочками и образует пыльцевое зерно. В некоторых случаях еще в процессе созревания пыльцы, а иногда только после переноса на рыльце пестика генеративная клетка делится митотически с образованием двух неподвижных мужских половых клеток — спермиев. Из вегетативной клетки после опыления формируется пыльцевая трубка, по которой спермии проникают в завязь пестика для оплодотворения.

Половые клетки имеют набор хромосомИсточник: examer.ru

Гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки), в отличие от соматических клеток, имеют одинарный (гаплоидный) набор хромосом.

Особенности яйцеклеток:

Человеческий сперматозоид состоит из головки, шейки и хвостика.

Стадии гаметогенеза (образования половых клеток):

При овогенезе из четырех клеток, образующихся после мейоза, только одна становится яйцеклеткой, а остальные три (редукционные, полярные, направительные тельца) получаются очень маленькие и быстро погибают. Это нужно для того, чтобы собрать всю цитоплазму и все запасные вещества в одной клетке.

При сперматогенезе имеется четвертая стадия – формирования, в ней происходит превращение обычных клеток в сперматозоиды.

Определение пола

Всего у человека 46 хромосом. Из них 44 аутосомы (одинаковы у мужчин и женщин) и 2 – половые хромосомы (отличаются у мужчин и женщин, у женщин ХХ, у мужчин ХY).

Все яйцеклетки содержат хромосому Х и 22 аутосомы. Половина сперматозоидов содержит 22 аутосомы и хромосому Х, половина 22 аутосомы и хромосому Y. Пол человека определяется в момент оплодотворения (зависит от того, какой сперматозоид оплодотворит яйцеклетку – Х-содержащий или Y-содержащий).

Сцепление с полом

У человека Y-хромосома гораздо меньше, чем Х-хромосома, поэтому она не содержит некоторые гены.  Эти гены у мужчин имеются только в одном экземпляре (в Х-хромосоме), поэтому они всегда проявляются, даже если они рецессивные. Например, по гемофилии женщина может быть нормальной ХНХН, носительницей ХНХh и больной XhXh, а мужчина – только здоровый XHY или больной XhY. (Дальтонизм наследуется аналогично.)

Пример наследования гемофилии: мать носитель, отец здоров
ХНХh х ХНY
ХНХH ХНХh ХНY ХhY
здор. дев. носит. дев. здор. мал. бол. мал.

Еще можно почитать

БОЛЬШЕ ИНФОРМАЦИИ: Определение пола, Половые клетки, Генетика половых хромосом
ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2: Половые клетки, Задачи на сцепление с полом

Тесты и задания

Выберите один, наиболее правильный вариант. Мать имеет нормальное цветовое зрение (гомозигота), отец не различает цвета нормально (ген цветовой слепоты рецессивен и сцеплен с Х-хромосомой). Какой процент детей в этой семье могут иметь цветовую слепоту?
1) 0
2) 0,25
3) 0,5
4) 0,75

Установите соответствие между особенностями гамет и их принадлежностью: 1) мужская, 2) женская. Запишите цифры 1 и 2 в правильной последовательности.
А) крупная, содержит запас питательных веществ
Б) неподвижная
В) образуется в семенниках
Г) содержит акросому
Д) образуется огромное количество
Е) образуется в яичниках

Установите соответствие между характеристикой клеток животных и их типом: 1) соматические, 2) половые (гаметы)
А) образуют ткани и органы
Б) участвуют в процессе оплодотворения
В) всегда гаплоидны
Г) имеют диплоидный набор хромосом
Д) образуются в процессе мейоза
Е) делятся путем митоза

Выберите один, наиболее правильный вариант. Половые клетки человека содержат 23 хромосомы, а соматические клетки женщины –
1) 46 + ХX
2) 44 + XХ
3) 23 + Х
4) 22 + Х

Выберите один, наиболее правильный вариант. Может ли родиться дочь, больная гемофилией, в семье, где отец – гемофилик
1) не может
2) может, если отец гетерозиготен по данному признаку
3) может, если мать гетерозиготна по данному признаку
4) может, если отец гомозиготен по данному признаку


Установите соответствие между процессом, происходящих при сперматогенезе, и зоной, в которой происходит данный процесс: 1) Зона роста, 2) Зона размножения, 3) Зона созревания. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) митотическое деление клеток
Б) фаза, не включающая деление клеток
В) подготовка к мейозу
Г) мейотическое деление клеток
Д) образование гаплоидных клеток

1. Установите соответствие между характеристикой гаметогенеза и его видом: 1) овогенез, 2) сперматогенез. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуется одна крупная половая клетка
Б) образуются направительные клетки
В) формируется много мелких гамет
Г) питательные вещества запасаются в одной из четырёх клеток
Д) образуются подвижные гаметы

2. Установите соответствие между процессом образования половых клеток и видами гаметогенеза: 1) сперматогенез, 2) оогенез. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) происходит в яичниках
Б) характерна стадия формирования
В) образуются направительные тельца
Г) из исходной клетки образуются четыре одинаковых клетки
Д) происходит в семенниках

3. Установите соответствие между признаками и видами гаметогенеза, для которых эти признаки характерны: 1) овогенез, 2) сперматогенез. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образуются яйцеклетки
Б) созревают четыре полноценных гаметы
В) образуются три направительных тельца
Г) гаметы содержат небольшое количество цитоплазмы
Д) гаметы содержат большое количество питательных веществ
Е) гаметы у млекопитающих могут содержать X или Y хромосомы

1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В процессе сперматогенеза
1) число хромосом остается неизменным
2) образуются мужские половые клетки
3) уменьшается вдвое число хромосом
4) из одной материнской клетки образуются четыре половые
5) образуется одна половая клетка с запасом питательных веществ
6) образуются направительные клетки

2. Определите, что происходит в процессе сперматогенеза и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образуются мужские половые клетки
2) образуются женские половые клетки
3) уменьшается вдвое число хромосом
4) образуются четыре половые клетки из одной
5) образуется одна половая клетка
6) образуются клетки с диплоидным набором хромосом

Выберите один, наиболее правильный вариант. Мать является носительницей гена цветовой слепоты, отец различает цвета нормально (ген цветовой слепоты рецессивен и сцеплен с Х-хромосомой, Y-хромосома не несет гена нарушения зрения). Какова вероятность рождения в этой семье дочери с цветовой слепотой?
1) 0
2) 0,25
3) 0,5
4) 0,75

Выберите один, наиболее правильный вариант. Сперматозоид животных в отличие от яйцеклетки
1) содержит в цитоплазме много белков и жиров
2) имеет гаплоидный набор хромосом
3) образуется в результате митоза
4) имеет большое количество митохондрий

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какое количество аутосом находится в ядрах соматических клеток человека
1) 22
2) 2
3) 46
4) 44

Выберите один, наиболее правильный вариант. С какой вероятностью в семье дальтоника и гомозиготной по гену нормального зрения женщины родится дочь — носительница гена дальтонизма?
1) 0,25
2) 0,5
3) 0,75
4) 1

Установите соответствие между половыми клетками и их характеристикой: 1) яйцеклетка, 2) сперматозоид. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образуются в семенниках
Б) имеют акросому – видоизмененный аппарат Гольджи
В) крупные клетки
Г) подвижные
Д) цитоплазма содержит запас питательных веществ
Е) процесс образования называется оогенезом

Все приведенные ниже термины, кроме двух, используются при описании оплодотворения. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) спора
2) акросома
3) зигота
4) кроссинговер
5) яйцеклетка

1. Все перечисленные ниже характеристики, кроме двух, используют для описания процесса сперматогенеза у животных. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование клеток с уменьшенным вдвое набором хромосом
2) формирование четырех гамет из исходной клетки
3) образование направительных телец
4) накопление питательных веществ в гамете
5) созревание мужских половых клеток

2. Все приведённые ниже процессы, кроме двух, происходят в сперматогенезе млекопитающих. Определите два процесса, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) Образуются подвижные гаметы.
2) Происходит митоз клеток в зоне размножения.
3) Накапливается большое количество питательных веществ в гамете.
4) Формируются полярные тельца.
5) В зоне роста происходит репликация ДНК.

Установите соответствие между генетическим заболеванием и его характеристикой: 1) гемофилия, 2) гипертрихоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) ген локализован в Y-хромосоме
Б) женщины являются носителями гена
В) ген локализован в Х-хромосоме
Г) несвертываемость крови
Д) по краю ушной раковины вырастают волосы

Установите соответствие между половыми клетками человека и их особенностями строения: 1) сперматозоиды, 2) яйцеклетки. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) имеют хвост
Б) большой объем цитоплазмы
В) запас питательных веществ
Г) большие по размерам
Д) подвижны
Е) имеют акросому

Сколько полярных телец образуется в ходе мейоза при оогенезе? В ответе запишите только число.

Сколько полноценных гамет образуется в овогенезе у человека? В ответ запишите только соответствующее число.

1. Сколько аутосом содержится в сперматозоиде у человека? В ответ запишите только соответствующее число.

2. Сколько аутосом содержит соматическая клетка птицы, если её диплоидный набор составляет 78 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

Сколько половых хромосом содержится в соматической клетке млекопитающего? В ответе запишите только соответствующее число.

1. Сколько половых хромосом содержит соматическая клетка мухи дрозофилы, если в этой клетке содержится 8 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

2. Сколько половых хромосом содержит соматическая клетка млекопитающего, если в ней содержится 60 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

3. В соматической клетке тела мыши 40 хромосом. Сколько половых хромосом содержит такая клетка мыши? В ответ запишите только количество хромосом.

Какое число Х-хромосом содержит соматическая клетка здорового мужчины? В ответе запишите только соответствующее число.

1. Сколько половых хромосом содержит сперматозоид человека, если в гаплоидном наборе 23 хромосомы? В ответ запишите только соответствующее число.

2. Сколько половых хромосом содержит сперматозоид мухи дрозофилы, если в соматической клетке содержится 8 хромосом? В ответе запишите только соответствующее число.

Кариотип шимпанзе составляет 48 хромосом. На сколько хромосом меньше содержится в яйцеклетках человека, чем в яйцеклетках шимпанзе? В ответе запишите только цифру.

Сколько видов гамет образуется у мужчины по наличию половых хромосом? Ответ запишите в виде числа.

Сперматогенез
Какой набор хромосом имеют клетки, обозначенные на рисунке цифрами 1, 2? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Овогенез
Какой набор хромосом имеют клетки в зонах, обозначенных на рисунке цифрами 1, 2? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Овогенез
Рассмотрите схему. Определите (А) вид гаметогенеза, (Б) название зоны, обозначенной римской цифрой III, и (В) процесс, который для нее характерен. Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин или соответствующее понятие из предложенного списка.
1) зона созревания
2) митоз
3) овогенез
4) зона размножения
5) мейоз
6) дробление
7) сперматогенез
8) зона роста

Сперматогенез
Все перечисленные признаки, кроме двух, используются для описания изображенного на рисунке процесса сперматогенеза. Определите два признака, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) в фазе роста клетки значительно увеличиваются в размерах, запасая питательные вещества
2) в фазе созревания происходит мейоз, в результате из одной первичной диплоидной половой клетки образуется четыре гаплоидные клетки, одинаковые по размерам
3) имеется фаза формирования, в результате которой гаплоидные клетки претерпевают сложную клеточную дифференцировку
4) начинается в период эмбриогенеза и заканчивается к моменту появления на свет
5) первичные половые клетки делятся митозом, в результате их количество увеличивается

Сперматогенез
Установите соответствие между процессами и зонами гаметогенеза, обозначенными на рисунке цифрами 1, 2, 3. Запищите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) образование гаплоидных клеток
Б) редукция числа хромосом
В) конъюгация, кроссинговер
Г) значительное увеличение размера клетки
Д) митотическое деление

1. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используются для описания наследования аллеля дальтонизма у человека. Найдите две характеристики, «выпадающие» из общего ряда, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) наследуется от матери к сыну
2) ограничен нормой реакции
3) сцеплен с Х-хромосомой
4) рецессивный признак
5) обязательно проявляется у всех особей мужского пола

2. Все приведённые ниже понятия, кроме двух, используются для описания наследования гена дальтонизма у человека. Определите два понятия, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) наследственное заболевание
2) норма реакции
3) рецессивный признак
4) генная мутация
5) модификационная изменчивость

3. Все приведенные ниже характеристики, кроме двух, используют для описания рецессивного гена дальтонизма, сцепленного с Х-хромосомой. Определите две характеристики, выпадающие из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) находится в аутосоме
2) проявляется у гетерогаметных особей
3) определяет способность различать цвета
4) подавляется доминантным геном
5) передается от отца к сыну

Определите соотношение фенотипов у потомков от скрещивания белоглазых (а) самок дрозофил и самцов с красными глазами. Известно, что ген, определяющий цвет глаз, находится в Х-хромосоме. Ответ запишите в виде последовательности цифр, расположенных в порядке уменьшения.

Какова вероятность (%) рождения сына, больного гемофилией, у здорового отца и матери – носительницы гена гемофилии?

Источник: www.bio-faq.ru

Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Протекает он в половых железах — гонадах (в яичниках у самок и в семенниках у самцов). Гаметогенез в организме женской особи сводится к образованию женских половых клеток (яйцеклеток) и носит название овогенеза. У особей мужского пола возникают мужские половые клетки (сперматозоиды), процесс образования которых называетсясперматогенезом.

Гаметогенез — это последовательный процесс, которых складывается из нескольких стадий — размножения, роста, созревания клеток. В процесс сперматогенеза включается также стадия формирования, которой нет при овогенезе.

Стадии гаметогенеза


1. Стадия размножения. Клетки, из которых в последующем образуются мужские и женские гаметы, называются сперматогониями и овогониямисоответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются в течение всего репродуктивного периода в мужском организме. Размножение овогоний происходит главным образом в эмбриональном периоде. У человека в яичниках женского организма процесс размножения овогоний наиболее интенсивно протекает между 2 и 5 месяцами внутриутробного развития.

К концу 7 месяца большая часть овоцитов переходит в профазу I мейоза.

Если в одинарном гаплоидном наборе количество хромосом обозначить как n, а количество ДНК — как c, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2n2c до синтетического периода митоза (когда происходит репликация ДНК) и 2n4c после него.

2.   Стадия роста. Kлетки увеличиваются в размерах и превращаются в сперматоциты и овоциты I порядка (последние достигают особенно больших размеров в связи с накоплением питательных веществ в виде желтка и белковых гранул). Эта стадия соответствует интерфазе I мейоза. Важное событие этого периода — репликация молекул ДНК при неизменном количестве хромосом. Они приобретают двунитчатую структуру: генетическая формула клеток в этот период выглядит как 2n4c.

3.   Стадия созревания. Происходят два последовательных деления — редукционное (мейоз I) и эквационное (мейоз II), которые вместе составляют мейоз. После первого деления (мейоза I) образуются сперматоциты и овоциты II порядка (с генетической формулой n2c), после второго деления (мейоза II) — сперматиды и зрелые яйцеклетки (с формулой nc) с тремя редукционными тельцами, которые погибают и в процессе размножения не участвуют. Так сохраняется максимальное количество желтка в яйцеклетках. Таким образом, в результате стадии созревания один сперматоцит I порядка (с формулой 2n4c) дает четыре сперматиды (с формулой nc), а один овоцит I порядка (с формулой 2n4c) образует одну зрелую яйцеклетку (с формулой nc) и три редукционных тельца. Отмеченные выше различия в ходе овогенеза и сперматогенеза имеют определенный биологический смысл, связанный с разным функциональным назначением мужских и женских гамет (помимо переноса генетической информации). Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество.

Центральное событие в процессе гаметогенеза — редукция диплоидного набора хромосом (в ходе мейоза) и формирование гаплоидных гамет.

4.   Стадия формирования, или спермиогенеза (только при сперматогенезе). В результате этого процесса каждая незрелая сперматида превращается в зрелый сперматозоид (с формулой nc), приобретая все структуры, ему свойственные. Ядро сперматиды уплотняется, происходит сверхспирализация хромосом, которые становятся функционально инертными. Комплекс Гольджи перемещается к одному из полюсов ядра, формируя акросому. К другому полюсу ядра устремляются центриоли, причем одна из них принимает участие в формировании жгутика. Вокруг жгутика спирально закручивается одна митохондрия. Почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, поэтому головка сперматозоида ее почти не содержит.


 Сперматогенез (от греч. сперма, сперматос — семя и генезис — происхождение, возник­новение) — это процесс образования зрелых мужских половых клеток — сперматозоидов. У человека он протекает в семенниках, или яичках, и делится на четыре периода: размно­ жение, рост, созревание и формирование.

В период размножения первичные половые клетки делятся митотически, вследствие чего образуются диплоидные сперматогонии. В период роста сперматогонии накапливают пита­тельные вещества в цитоплазме, увеличиваются в размерах и превращаются в первичные сперматоциты, или сперматоциты 1­го порядка. Лишь после этого они вступают в мейоз (период созревания), в результате которого образуется сначала два вторичных спермато­ цита, или сперматоциты 2­го порядка, а затем — четыре гаплоидных клетки с еще до­ статочно большим количеством цитоплазмы — сперматиды. В период формирования они утрачивают почти всю цитоплазму и формируют жгутик, превращаясь в сперматозоиды.

Источник: www.sites.google.com