Гаметы (мужские и женские гаметы, половые клетки)

Гаметы (греч. Gamete — женщина, gametes — человек) — половые клетки: яйцеклетки (женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы), которые путем смывов при половом размножении и начала развития новой особи обеспечивают передачу наследственной информации от родителей к потомкам.

Гаметы — высокодифференцированные клетки, которые в процессе эволюции приобрели свойства выполнения специфических функций.

Ядра как мужских, так и женских гаметах, содержат одинаковое наследственную информацию, необходимую для развития организма. Однако другие функции яйцеклетки и сперматозоида различны, поэтому по строению они очень отличаются.

Женские гаметы — яйцеклетки неподвижны, шаровидные или несколько удлиненной формы. Они содержат все типичные клеточные органеллы, но по строению отличаются от других клеток, поскольку приспособлены для реализации развития целого организма.


Яйцеклетки значительно больше, чем соматические клетки. Внутриклеточная структура цитоплазмы специфическая для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а часто и индивидуальные) особенности развития зародыша.

К ним относится питательный материал (желток).

Яйцеклетки покрыты оболочками, которые выполняют защитную функцию, обеспечивают необходимый тип обмена веществ.

Мужские гаметы — сперматозоиды обладают способностью двигаться, в определенной степени обеспечивает возможность встречи гамет. За внешней морфологии и малым количеством цитоплазмы сперматозоиды очень отличатся от других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Типичный сперматозоид имеет головку, шейку и хвост. На переднем конце головки расположена акросома, состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Основную массу головки занимает ядро. В шейке находится центриоли и образованная митохондриями спиральная нить.

У мужских гамет — сперматозоидов малое количество цитоплазмы (поскольку основная функция этих клеток — транспортировка наследственного материала к яйцеклетке), поэтому ядерно-цитоплазматического соотношения высокое. При исследовании сперматозоидов под электронным микроскопом обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллический состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоидов к неблагоприятным условиям среды. Например, они меньше повреждаются ионизирующим излучением по сравнению с незрелыми половыми клетками. Длина сперматозоида человека колеблется в пределах 52-70 мкм.

Все сперматозоиды имеют одноименный (отрицательный) заряд, препятствующий их склеиванию. Половые клетки существенно отличаются от соматических клеток:


  • в половых клетках гаплоидный набор хромосом, в соматических — диплоидный;
  • в половых клетках ядерно-цитоплазматического соотношения разное: в сперматозоидах оно высокое, в яйцеклетке — низкое;
  • форма и размеры половых клеток другие, чем соматических;
  • для женских гамет — яйцеклетки характерна цитоплазматическая сегрегация (закономерный перераспределение цитоплазмы после оплодотворения).

В медицинской практике как гормональная контрацепция используют комплексные пероральные контрацептивы, в которых физиологически сочетается два главных женских половых гормонов: эстрогена и гестагена.

Механизм действия этих препаратов связан с подавлением процесса созревания яйцеклетки. Наиболее широко применяют препараты Новинет, Ригевидон, Три-регол, регулирующие, Оовидон, Постинор. см. Вегетативное размножение


^Наверх

Источник: vetconsultplus.ru

Гаметы — репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный (одинарный) набор хромосом и участвующие в гаметном, в частности, половом размножении. При слиянии двух гамет в половом процессе образуется зигота, развивающаяся в особь (или группу особей) с наследственными признаками обоих родительских организмов, продуцировавших гаметы.


У некоторых видов возможно и развитие в организм одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) — партеногенез.

Морфология гамет и типы гаметогамии

Гаметы представляют собой высокодифференцированные клетки. В процессе эволюции они приобрели приспособления для выполнения специфических функций Ядра как мужских, так и женских гамет в равной мере содержат наследственную информацию, необходимую для развития организма Но другие функции яйцеклетки и сперматозоида различны, поэтому по строению они резко отличаются,

Яйцеклетки неподвижны, имеют шарообразную или слегка вытянутую форму. В яйце содержатся все типичные клеточные «органоиды, но строение его отличается от других клеток, так как приспособлено для реализации возможности развития целого организма. Размеры яйцеклеток значительно крупнее, чем соматических. Внутриклеточная структура цитоплазмы в яйцах специфична для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а нередко и индивидуальные) особенности развития. В яйцах содержится ряд веществ, необходимых для развития зародыша. К их числу относится питательный материал (желток). У некоторых видов животных накапливается столько желтка в яйцах, что они могут быть видимы невооруженным глазом. Таковы икринки рыб и земноводных, яйца рептилий и птиц. Из современных животных наиболее крупные яйца у сельдевой акулы — 29 см в диаметре; диаметр яйца страуса 10,5 см, курицы — 3,5 см. Небольшие размеры имеют яйца животных, у которых развивающийся зародыш получает питание из окружающей среды, например у высших млекопитающих. Диаметр яйца мыши 60 ц., коровы 100 ц. Яйцо человека в поперечнике имеет 130-200 ц.

iv>

Морфология гамет различных видов достаточно разнообразна, при этом продуцируемые гаметы могут отличаться как по хромосомному набору (при гетерогаметности вида), величине и подвижности (способности к самостоятельному передвижению), при этом гаметный диморфизм у различных видов варьирует в широких пределах — от отсутствия диморфизма в виде изогамии до своего крайнего проявления в форме оогамии.

Изогамия

Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором, то их называют изогаметами, или бесполыми гаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными. Изогамия типична для многих водорослей.

Анизогамия (гетерогамия)

Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны (многие водоросли), так и неподвижны (лишённые жгутиков макрогаметы многих протистов).

Оогамия

Сперматозоид и яйцеклетка. Способные к слиянию гаметы одного биологического вида резко различаются по размерам и подвижности на два типа: мужские гаметы малого размера и крупные неподвижные женские гаметы — яйцеклетки. Различие размера гамет обусловлено тем, что яйцеклетки содержат запас питательных веществ, достаточный для обеспечения нескольких первых делений зиготы при её развитии в зародыш.


Мужские гаметы — сперматозоиды животных и многих растений подвижны и и обычно несут один или несколько жгутиков, исключением являются лишённные жгутиков мужские гаметы семенных растений — спермии, которые доставляются к яйцеклетке при прорастании пыльцевой трубки, а также безжгутиковые сперматозоиды (спермии) нематод и членистоногих.

Хотя сперматозоиды несут митохондрии, при оогамии от мужской гаметы к зиготе переходит только ядерная ДНК, митохондриальная ДНК (а в случае растений и пластидная ДНК) обычно наследуется зиготой только от яйцеклетки.



Источник: biofile.ru

Урок 3 Строение и образование половых клеток. Лабораторная работа №1 Строение половых клеток. 1. Общие свойства гамет (половые клетки) По сравнению с другими клетками гаметы выполняют уникальные функции. Они обеспечивают передачу наследственной информации между поколениями особей, что поддерживает жизнь во времени. Гаметы – это одно из направлений дифференцировки клеток многоклеточного организма, направленное на процесс размножения.  
>
о высокодифференцированные клетки, ядра которых содержат всю необходимую наследственную информацию для развития нового организма. По сравнению с соматическими клетками (эпителиальными, нервными, мышечными) гаметы имеют ряд характерных особенностей. Первое отличие – наличие в ядре гаплоидного набора хромосом, что обеспечивает воспроизведение в зиготе типичного для организмов данного вида диплоидного набора (гаметы человека, например, содержат по 23 хромосомы; при слиянии гамет после оплодотворения формируется зигота, которая содержит 46 хромосом – нормальное количество для человеческих клеток). Второе отличие – необычное ядерно-цитоплазматическое соотношение (т. е. отношение объема ядра к объему цитоплазмы). У яйцеклеток оно снижено за счет того, что имеется много цитоплазмы, где содержится питательный материал (желток) для будущего зародыша. В сперматозоидах, наоборот, ядерно-цито-плазматическое соотношение высокое, так как мал объем цитоплазмы (почти вся клетка занята ядром). Этот факт находится в соответствии с основной функцией сперматозоида – доставкой наследственного материала к яйцеклетке. Третье отличие – низкий уровень обмена веществ в гаметах. Их состояние похоже на анабиоз. Мужские половые клетки вообще не вступают в митоз, а женские гаметы получают эту способность только после оплодотворения (когда они уже перестают быть гаметами и становятся зиготами) или воздействия фактора, индуцирующего партеногенез. Несмотря на наличие ряда общих черт, мужские и женские половые клетки значительно отличаются друг от друга, что обусловлено различием в выполняемых функциях.

Строение и функции яйцеклетки Яйцеклетка – крупная неподвижная клетка, обладающая за-па-сом питательных веществ. Размеры женской яйцеклетки составляют 150–170 мкм (гораздо больше мужских сперматозоидов, размер которых 50–70 мкм). Функции питательных веществ различны. Их выполняют: 1) компоненты, нужные для процессов биосинтеза белка (ферменты, рибосомы, м-РНК, т-РНК и их предшественники); 2) специфические регуляторные вещества, которые контролируют все процессы, происходящие с яйцеклеткой, например, фактор дезинтеграции ядерной оболочки (с этого процесса начинается профаза 1 мейотического деления), фактор, преобразующий ядро сперматозоида в пронуклеус перед фазой дробления, фактор, ответственный за блок мейоза на стадии метафазы II и др.; 3) желток, в состав которого входят белки, фосфолипиды, различные жиры, минеральные соли. Именно он обеспечивает питание зародыша в эмбриональном периоде. По количеству желтка в яйцеклетке она может быть алецитальной, т. е. содержащей ничтожно малое количество желтка, поли-, мезо– или олиголецитальной. Человеческая яйцеклетка относится к алецитальным. Это обусловлено тем, что человеческий зародыш очень быстро переходит от гистиотрофного типа питания к гематотрофному. Также человеческая яйцеклетка по распределению желтка является изолецитальной: при ничтожно малом количестве желтка он равномерно располагается в клетке, поэтому ядро оказывается примерно в центре.

цеклетка имеет оболочки, которые выполняют защитные функции, препятствуют проникновению в яйцеклетку более одного сперматозоида, способствуют имплантации зародыша в стенку матки и определяют первичную форму зародыша. Яйцеклетка обычно имеет шарообразную или слегка вытянутую форму, содержит набор тех типичных органелл, что и любая клетка. Как и другие клетки, яйцеклетка отграничена плазматической мембраной, но снаружи она окружена блестящей оболочкой, состоящей из мукополисахаридов (получила свое название за оптические свойства). Блестящая оболочка покрыта лучистым венцом, или фолликулярной оболочкой, которая представляет собой микроворсинки фолликулярных клеток. Она играет защитную роль, питает яйцеклетку. Яйцеклетка лишена аппарата активного движения. За 4–7 суток она проходит по яйцеводу до полости матки расстояние, которое примерно составляет 10 см. Для яйцеклетки характерна плазматическая сегрегация. Это означает, что после оплодотворения в еще не дробящемся яйце происходит такое равномерное распределение цитоплазмы, что в дальнейшем клетки зачатков будущих тканей получают ее в определенном закономерном количестве. 3. Строение и функции сперматозоидов Сперматозоид – это мужская половая клетка (гамета). Он обладает способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи разнополых гамет. Размеры сперматозоида микроскопические: длина этой клетки у человека составляет 50–70 мкм (самые крупные они у тритона – до 500 мкм). Все сперматозоиды несут отрицательный электрический заряд, что препятствует их склеиванию в сперме.

личество сперматозоидов, образующихся у особи мужского пола, всегда колоссально. Например, у здорового мужчины - около 200 млн. сперматозоидов (жеребец выделяет около 10 млрд. сперматозоидов). Строение сперматозоида По морфологии сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органеллы в них имеются. Каждый сперматозоид имеет головку, шейку, промежуточный отдел и хвост в виде жгутика. Почти вся головка заполнена ядром, которое несет наследственный материал в виде хроматина. На переднем конце головки (на ее вершине) располагается акросома, которая представляет собой видоизмененный комплекс Гольджи. Здесь происходит образование гиалуронидазы – фермента, который способен расщеплять мукополисахариды оболочек яйцеклетки, что делает возможным проникновение сперматозоида внутрь яйцеклетки. В шейке сперматозоида расположена митохондрия, которая имеет спиральное строение. Она необходима для выработки энергии, которая тратится на активные движения сперматозоида по направлению к яйцеклетке. Большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы. На границе головки и шейки располагается центриоль. На поперечном срезе жгутика видны 9 пар микротрубочек, еще 2 пары есть в центре. Жгутик является органоидом активного движения. В семенной жидкости мужская гамета развивает скорость, равную 5 см/ч (что применительно к ее размерам примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца).

и электронной микроскопии сперматозоида обнаружено, что цитоплазма головки имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоида к неблагоприятным условиям внешней среды (например, к кислой среде женских половых путей). Установлено, что сперматозоиды более устойчивы к воздействию ионизирующей радиации, чем незрелые яйцеклетки. Сперматозоиды некоторых видов животных имеют акросомный аппарат, который выбрасывает длинную и тонкую нить для захвата яйцеклетки. Установлено, что оболочка сперматозоида имеет специфические рецепторы, которые узнают химические вещества, выделяемые яйцеклеткой. Поэтому сперматозоиды человека способны к направленному движению по направлению к яйцеклетке (это называется положительным хемотаксисом). При оплодотворении в яйцеклетку проникает только головка сперматозоида, несущая наследственный аппарат, а остальные части остаются снаружи. Образование гамет – гаметогенез 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 называется сперматогенезом. 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 овогониями соответственно. Они несут диплоидный набор хромосом 2n2c. На этой стадии первичные половые клетки многократно делятся митозом, в результате чего их количество существенно возрастает. 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 I порядка 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. 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 II порядка 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. 4. Стадия формирования (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. Лабораторная работа № 8 Строение половых клеток Цель работы: выявить отличительные особенности строения половых клеток. Ход работы: Рассмотрите рисунки половых клеток, дайте обозначения. Заполните таблицу: Признаки Строение и форма Подвижность Запас питательных веществ Размер Численность Набор хромосом Сперматозоид Яйцеклетка Вывод: В чем заключается биологическая роль половых клеток? Домашнее задание 1. Выполнить лабораторную работу. 2. Выполнить тест «Размножение организмов». 1. Яйцеклетка человека, в отличие от сперматозоида, содержит: Х-хромосому Y - хромосому Х-хромосому и 22 аутосомы Y-хромосому и 22 аутосомы 2. Пол будущего организма определяется набором хромосом: зиготы соматической клетки яйцеклетки сперматозоида 3. Сперматозоид отличается от яйцеклетки: наличием хвоста гаплоидным набором хромосом содержит много белка в цитоплазме наличием хромосом 4. Яйцеклетка млекопитающих крупнее сперматозоида, т.к.: она имеет другой набор хромосом она имеет запас питательных веществ гаплоидная имеет более плотную мембрану 5. Женский генотип отличается от мужского: набором половых хромосом числом хромосом числом аутосом количеством хромосом в соматических клетках 6. Гаметы образуются в результате: амитоза митоза мейоза деления соматических клеток 7. Какое количество аутосом находится в гаметах человека? 22 44 46 23 8. В процессе овогенеза: из 4-х образующихся клеток остается одна образуются и способны к оплодотворению все 4 клетки выживает только половина образуются 2 клетки 9. Овоцит и сперматоцит I порядка имеют набор хромосом: гаплойдный диплойдный полиплойдный такой же, как у образующихся из них гамет 10. В процессе гаметогенеза идут деления: митотические, затем мейотическое митотические мейотические два мейотических деления

Источник: studydoc.ru

Предисловие ……………………………………………………………………. 3

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О БАШКОРТОСТАНЕ …………………. 7

ТРОИЦКИЙ УЕЗД ОРЕНБУРГСКОЙ ГУБЕРНИИ

Учалинский район ………………………………………………………….. 11

ВЕРХНЕУРАЛЬСКИЙ УЕЗД

Учалинский район…………………………………………………………….. 19

Абзелиловский район ………………………………………………………. 30

Бурзянский район……………………………………………………………… 43

СТЕРЛИТАМАКСКИЙ УЕЗД

Аургазинский район………………………………………………………….. 51

Стерлитамакский район ………………………………………………….. 59

Мелеузовский район…………………………………………………………. 64

Куюргазинский район ……………………………………………………. 73

ВЕРХНЕУРАЛЬСКИЙ УЕЗД

Баймакский район…………………………………………………………….. 82

Белорецкий район……………………………………………………………… 107

СТЕРЛИТАМАКСКИЙ УЕЗД

Архангельский район………………………………………………………… 115

Ишимбайский район…………………………………………………………. 121

Стерлибашевский район…………………………………………………… 131

Федоровский район…………………………………………. . …………….. 136

ОРЕНБУРГСКИЙ УЕЗД

Кугарчинский район……………………………………………………… . . 142

СТЕРЛИТАМАКСКИЙ УЕЗД

Гафурийский район………………………………………………………….. 152

Кармаскалинский район…………………………………………………… 171

УФИМСКИЙ УЕЗД

Кармаскалинский район…………………….. ,…………………………. 175

БИРСКИЙ УЕЗД

Балтачевский район………………………………………………………….. 194

Краснокамский район …………………………………………………….. 209

БЕЛЕБЕЕВСКИЙ УЕЗД

Ермекеевский район………………………………………………………….. 221

Шаранский район ………………………………………. . …………………. 228

Туймазинский район . . . . . . . . . …. ….. . . …;….. . 245

Илишевский район…………………………………………………………….. 267

БИРСКИЙ УЕЗД

Илишевский район…………………………………………………………….. 277

Аскинский район………………………………………………….. ………….. 290

Татышлинский район………………………………………………………… 305

Янаульский район……………………………………………………………… 320

Бураевский район……………………………………………………………… 340

МИШАРИ И ТАТАРЫ В БАШКОРТОСТАНЕ ……………… 360

ПРИЧИНЫ АССИМИЛЯТИВНЫХ ПРОЦЕССОВ

В ЗАПАДНОЙ БАШКИРИИ В XVIII-XIX ВВ…………………. 364

Кушнаренковский район………………………………………………….. 366

Чекмагушевский район……………………………………………………… 389

Дюртюлинский район……………………………………………………….. 402

МИНСКАЯ ВОЛОСТЬ И ЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЯ . . 420

Алыпеевский район ………………………………………………………… 422

Миякинский район…………………………………………………………….. 431

Нуримановский район………………………………………………………. 445

Иглинский район……………………………………………………………….. 453

Бижбулякский район………………………………………………………… 460

Давлекановский район ……………………………………………………. 467

СЕВЕРО-ВОСТОЧНЫЙ БАШКОРТОСТАН

Караидельский район ………………………………………………………. 478

Дуванский район……………………………………………………………….. 496

Салаватский район ………………………………………………………… 506

Кигинский район……………………………………………………………….. 532

Мечетлинский район………………………………………………………… 545

Белокатайский район …………………………………………………….. 562

ТАЙНИНСКАЯ ВОЛОСТЬ — РОДИНА

ПЕРМСКИХ БАШКИР………………………………………………………. 569

Башкирские деревни Пермской области ………………………. 576

Башкирские деревни Свердловской области…………………. 642

Приложения……………………………………………………………………….. 659

К ИСТОРИИ ЮГО-ЗАПАДНЫХ БАШКИР…………………….. 673

САРАТОВСКИЕ И САМАРСКИЕ БАШКИРЫ (происхож
дение, расселение, управление, хозяйство) ………………….. 674

Башкирские деревни Самарской области ……………………. 681

Башкирские деревни Саратовской области ………………….. 692

СЕМЕЙНО-БРАЧНЫЕ ОТНОШЕНИЯ У БАШКИР .. 702

ПРИЛОЖЕНИЯ………………………………………………………………….. 705

ЗАКЛЮЧЕНИЕ………………………………………………………………….. 726

АЛФАВИТНЫЙ СПИСОК ГЕОГРАФИЧЕСКИХ
НАЗВАНИЙ……………………………………………………………………….. 727

Справочное издание

АСФАНДИЯРОВ Анвар Закирович ИСТОРИЯ СЕЛ И ДЕРЕВЕНЬ БАШКОРТОСТАНА И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Зав. редакцией С. М. Рахимова

Редактор Л. Г. Гималова

Художественный редактор А. Р. Мухтаруллин

Технический редактор И, Ш. Ишемгулова

Корректоры Р. А. Бондаренко, А. Р. Галимова, Г. К Мухаметъянова, Р. Р. Яйкаров

Подписано к печати 14.06.09. Формат бумаги 60х90У8. Бумага газетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 93,0+0,5 форз. Усл. кр.-отт. 95,0. Уч.-изд. л. 98,99+0,90 форз. Тираж5 000 экз. Заказ № 1.0011.09.

Государственное унитарное предприятие Республики Башкортостан

Башкирское издательство «Китап» имени Зайнаб Биишевой.

450001, Уфа, ул. Левченко, 4а.

Государственное унитарное предприятие Республики Башкортостан

«Уфимский полиграфкомбинат».

450001, Уфа, Пр. Октября, 2.

Общая характеристика половых клеток, или гамет.

· в ядре гамет находится гаплоидный набор хромосом, генетическая формула гамет: 1n1c (23 хромосомы и 23 молекулы ДНК).

· биохимические процессы в гаметах протекают очень медленно, яйцеклетки вообще находятся в состоянии близком к анабиозу.

· не вступают в процесс деления в отличие от соматических клеток.

· ядерно-цитоплазматический индекс гамет больше, чем у соматических клеток. Ядерно-цитоплазматический индекс равен отношению объёма ядра к сумме объёма цитоплазмы и объёма ядра

7. Биологическое значение мейоза.

1. мейоз обеспечивает постоянный для каждого вида организмов набор хро­мосом и постоянное количество ДНК. Если бы в процессе мейоза не происходило уменьшение числа хромосом, то в каждом следующем по­колении после оплодотворения число хромосом возрастало бы в 2 ра­за. Благодаря мейозу, зрелые гаметы получают гаплоидное число хромосом, а при оплодотворении восстанавливается свойственное данному виду диплоидное число хромосом;

2. мейоз обеспечивает генетическое разнообразие гамет. Это достигается, благодаря двум явлениям: кроссинговеру и независимому расхождению мужских и женских хромосом в мейозе — I и хроматид в мейозе — II. Эти явления лежат в основе комбинативной изменчивости, поставляющей материал для естественного отбора.

ЛЕКЦИЯ 5 Законы Г. Менделя.

1. Наследственность и наследование, их сущность.

Генетика – наука о закономерностях наследственности и из­менчивости.

Наследственность – способность родительских форм передавать при размножении свои признаки потомству. Наследственность консервативна, она сохраняет уже возникшие черты и свойства организмов на протяжении многих поколений. Материальной основой наследственности является наличие генов в хромосомах и закономерности поведения их в про­цессе гаметогенеза и размножения.

Наследование – это способ передачи наследственных признаков в ряду поколений. Наследование является внешним проявлением наследственности и именно с явлением наследования тех или иных признаков имеет дело врач.

2. Ген как единица функционирования наследственного материала.

Современная генетика рассматривает ген как единицу функционирования наследственного материала. Это означает, что передача генов в ряду поколений обеспечивает наследование потомками признаков родителей.

Ген – это участок молекулы ДНК, содержащий последовательность нуклеотидов, которая кодирует последовательность аминокислот в одиночной полипептидной цепи, либо кодирует последовательность нуклеотидов в тРНК или рРНК.

3. Свойства генов: стабиль­ность, аллельное состояние, специфичность, дискретность.

Стабиль­ность. Гены в ряду поколений не изменяются.

Аллельное состояние. Аллельные гены – это гены, которые находятся в одинаковых локусах гомологичных хромосом. Они отвечают за развитие альтернативных признаков (за разное выражение данного признака).

Специфичность – один ген отвечает за развитие одного признака.

Дискретность – за развитие разных признаков отвечают разные гены, находящиеся в разных хромосомах.

Примечание.

Эти свойства генов были описаны в самом начале 20в в рамках представлений классической генетики.

4. Понятие о гомозиготности и гетерозиготности.

Организмы с одинаковыми аллелями одного гена называются гомозиготными, или гомозиготами. Гомозигота может быть доминантной (АА) или рецессивной (аа). Организмы, имеющие разные аллели одного ге­на: один доминантный, другой рецессивный, называются гетерозиготными, или гетерозиготами (Аа).

В результате мейоза гомологичные хромосомы, а с ними и аллельные гены расходятся в разные гаметы. Так как у гомозиготной особи оба аллеля оди­наковы, она образует один тип гамет. Гетерозиготная особь образует 2 типа гамет – один тип с доминантным аллелем, другой – с рецессивным аллелем

5. Гибридологический анализ – основной метод генетики.

Основ­ной метод, используемый Г. Менделем, – гибридологический. Гибрид – особь, полученная в результате полового размножения. Так как потомок сочетает признаки обоих родителей, то по наличию у него определённых признаков можно судить о наличии у его родителей соответствую­щих генов. Г. Мендель использовал гибридологический метод в отличие от своих предшественников при соблюдении следующих условий:

1. в каждом поколении вёлся учёт по каждой паре альтернативных (взаимоисключающих) признаков без учёта других различий скрещивае­мых организмов. Таким образом, Г. Мендель решал задачу с одним неизвестным, а его предшественники решали задачу со многими неизвестными, т.к. учитывали наследование всей совокупности признаков организма;

2. проводился строгий количественный учёт гибридов, различающихся по отдель­ным парам альтернативных признаков, в ряду последовательных поколе­ний;

3. проводился индивидуальный анализ потомства от каждого гибридного организма.

6. Открытие Г. Менделем законов независимого наследования. Моногибрид­ное скрещивание. Единообразие гибридов первого поколения.

Единообразие гибридов первого поколения было установлено при моногибридном скрещивании гороха, т.е. скрещивания, при котором изучалось наследование одного признака – цвета горошин. Горошины могли иметь либо жёлтый, либо зелёный цвет (это альтернативные признаки).

Горох – самоопыляемое растение, причем опыление происходит в бутоне. Это устраивало Г. Менделя, т.к. позволяло ему целенаправленно проводить скрещивание растений путём искусственного опыления. Он скрестил гомозиготные растения, имеющие зелёные и жёлтые семена. Независимо от того, какой цвет семян имело материнское растение, гибридные семена были жёлтыми. Таким образом, у гибридов первого поколения проявился признак только одного родителя. Это доминант­ный признак – жёлтый цвет семян; рецессивный признак – зелёный цвет семян – как бы исчезал.

Р Общие свойства гамет АА х Общие свойства гамет аа

Общие свойства гамет Г

F1 Аа, Аа, Аа, Аа

Итак, все потомки имеют одинаковый генотип, а т.к. фенотипически проявляется только доминантный аллель – все потомки имели семена только жёлтого цвета. Гибриды первого поколения единообразны по генотипу, а, следовательно, и по фенотипу. Можно так сформулировать правило единообразия: "При скрещивании гомозиготных особей, отличающихся друг от друга по одной паре альтерна­тивных признаков, все гибриды первого поколения будут иметь признак одного из родителей, и поколение по данному признаку будет единообразным".

7. Закон расщепления. Доминантность и рецессивность.

На следующий год Г. Мендель скрестил (самоопылением) гибриды первого поколения между собой. Осенью при подсчёте семян оказалось, что из 8023 семян 6022 были жёлтыми, 2001– зелёными, т.е. соотношение 3:1. Итак, во втором поколении проявляется признак зелёной ок­раски, и он присущ 1/4 части потомства. Такое явление Г. Мендель наз­вал расщеплением признаков и сформулировал закон расщепления:

"В потомстве, полученном от скрещивания гибридов первого поколе­ния, анализируемых по одной альтернативной паре признаков, наблюда­ется явление расщепления: 3/4 части особей второго поколения несёт доминантный признак, 1/4 часть – рецессивный".

Р Общие свойства гамет Аа х Общие свойства гамет Аа

Общие свойства гамет Г

F2 АА, Аа, Аа, аа

При скрещивании между собой гибридов второго поколения Г. Мендель обнаружил в их потомстве следующее: в потомстве зелёных семян (аа) расщепления не наблюдалось; 1/3 растений, выросших из жёлтых семян (АА), произвела только жёлтые семена; 2/3 растений, выросших из жёлтых семян (Аа), произвела жёлтые и зелёные семе­на в соотношении 3:1.

Таким образом, Г. Мендель впервые установил факт, свидетельствующий о том, что растения, сходные по внешнему виду, могут резко отличаться по наследуемым свойствам. Гомозиготы (АА) не давали расщепления, а гетерозиготы (Аа) давали расщепление по фенотипу в следующих поколениях в отношении: три части особей с доми­нантным признаком к одной части особей с рецессивным признаком.

Расщепление по генотипу сложнее: I часть доминантных гомозигот (АА); 2 части гетерозигот (Аа); I часть рецессивных гомози­гот (аа).

8. Закон чистоты гамет. Анализирующее скрещивание.

Для объяснения закона расщепления Г. Мендель выдвинул гипотезу «чистоты гамет». Её суть в следующем. Любой организм содержит в каждой соматической клетке два аллеля любого гена, расположенных в гомологичных хромосомах. В гаметах же содержится по одному аллельному гену. Это происходит потому, что гомологичные хромосомы при мейозе расходятся к разным полюсам делящейся клетки и попадают в разные половые клетки. Следовательно, гаметы имеют из пары гомологичных хромосом только одну, и, соответственно, только один аллельный ген. Таким образом, гаметы «чисты» от другого аллельного гена. Гибрид, полученный от слияния гамет, содержит оба аллельных гена, но фенотипически всегда проявляется лишь доминантный аллельный ген, а ре­цессивный ген проявляется только в гомозиготном состоянии.

Отсюда становится понятным, что из поколения в поколение гены передаются не меняясь. Иначе как объяснить, то во втором поколении после скрещивания растений с жёлтыми горошинами снова появились растения с зелёными горошинами.

Для доказательства гипотезы «чистоты гамет» Г. Мендель провёл ана­лизирующее скрещивание, т.е. скрещивание гетерозиготной особи и гомозиготной рецессивной особи. Г. Мендель рассуждал так: если гетерозиготная особь образует гаметы, в которых содержатся оба аллель­ных гена, всё потомство будет жёлтым:

Р Общие свойства гамет Аа х Общие свойства гамет аа

Общие свойства гамет Г

F1 Аааа

Если же аллельные гены попадают в разные гаметы, то в потомстве должно быть расщепление в соотношении: 50% особей с доминантным признаком и 50% с рецессивным признаком:

Р Общие свойства гамет Аа х Общие свойства гамет аа

Общие свойства гамет Г

F1 Аа, аа

Эксперимент подтвердил справедливость второго варианта: гетерозигота даёт два типа гамет. Следовательно, гипотеза «чистоты га­мет» верна.С открытием мейоза «гипотеза чистоты гамет» получила цитологическое подтверждение.

В настоящее время, анализирующее скрещивание использует­ся для установления гомозиготности или гетерозиготности организма по доминантному признаку. Известно, что рецессивный признак проявляется фенотипически только при гомозиготности рецессивного гена (аа), а доминантный признак проявляется как при гомозиготности доминантного гена (АА), так и при гетерозиготности (Аа). Анализирующее скрещивание заключается в том, что особь, генотип которой необходимо выяснить, скрещивается с особью, гомозиготной по рецессивному признаку. Полученные гибриды анализируются.

1 вариант 2 вариант

Р Общие свойства гамет АА х Общие свойства гамет аа Р Общие свойства гамет Аа х Общие свойства гамет аа

Общие свойства гамет Общие свойства гамет Г Г

F1 Аа F1 Аа, аа

Как видим из схемы, при анализирующем скрещивании в потомстве гомозиготной доминантной особи нет расщепления, гетерозиготная особь даёт расщепление в соотношении 1:1. Иначе говоря, наличие в потомстве первого поколения расщепления говорит о гетерозиготности организма по исследуемому признаку.

9. Дигибридное и полигибридное скрещивание. Закон независимого наследования признаков.

Дигибридное скрещивание – это скрещивание, при котором изучается наследование двух пар приз­наков, причем гены, контролирующие эти признаки, лежат в разных хро­мосомах.

· аллель (А) контролирует жёлтый цвет семян;

· аллель (а) контролирует зелёный цвет семян;

· аллель (В) контролирует гладкую форму семян;

· аллель (в) контролирует морщинистую форму семян.

Г. Мендель брал растения с семенами жёлтого цвета и гладкой формы и скрещивал их с растениями, дающими семена зелёного цвета и морщинистой формы. При скрещивании гомозиготных особей получилось единообразное по фенотипу потомство – все семена были жёлтые и гладкие.

Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет Р Общие свойства гамет ААВВ х Общие свойства гамет аавв

Г

Общие свойства гамет F1 АаВв

Затем Г. Мендель скрестил гибриды первого поколения между собой (самоопыление). В их потомстве наблюдалось расщепление признаков: 9 частей семян жёлтых гладких,

3 части семян жёлтых морщинистых, 3 части семян – зелёных гладких и I часть семян – зелёных морщинистых.

Р Общие свойства гамет АаВв х Общие свойства гамет АаВв

Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет

Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет Г

Для записи дигибридного скрещивания удобно пользоваться решеткой Пеннета:

Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет Общие свойства гамет АВ Ав аВ ав
АВ ААВВ ААВв АаВВ АаВв
Ав ААВв ААвв АаВв Аавв
аВ АаВВ АаВв ааВВ ааВв
ав АаВв Аавв ааВв аавв

Расщепление по фен-пу: 9 частей семян Ж.Г.: 3 части семян Ж.м.: 3 части семян з.Г. : I часть семян з.м.

Затем Г. Мендель проанализировал расщепление отдельно по цвету и форме семян. Оказалось, что по окраске на 3 части жёлтых семян пришлась I часть зелёных. По форме наблюдалось такое же расщепле­ние: 3 части семян гладких на I часть морщинистых. Г. Мендель делает вывод: дигибридное скрещивание есть 2 моногибридных скрещивания, идущих независимо друг от друга. Математически это можно выразить так: (3+I)2 = 9+3+3+1.

На основе этого вывода Г. Мендель формулирует закон независимого наследования: "Расщепление по каждой паре признаков идет независимо от других пар признаков".

10. Условия менделирования признаков. Менделирующие признаки человека.

У человека много признаков, которые при наследовании подчиняются законам Менделя. Такие признаки называются менделирующими признаками. Это могут быть как нормальные, так и патологические признаки.

Условия менделирования признаков.

1. моногенное наследование (1 ген = 1 признак).

2. гены отвечают за качественные признаки.

3. гены, отвечающие за развитие разных признаков, должны располагаться в разных хромосомах.

ЛЕКЦИЯ 6 Сцепленное наследо­вание признаков. Наследование признаков,

Источник: studopedia.org