Билет 29. 1. Оплодотворение и его сущность. Половой диморфизм. Гермафродитизм. Партеногенез.

Процесс слияния мужской и женской половых клеток, приводящий к образованию зиготы, которая дает начало новому организму называется оплодотворение. Собственно процесс оплодотворения начинается с момента контакта сперматозоида и яйцеклетки. В момент такого контакта плазматическая мембрана акросмального выроста и прилежащая к ней часть мембраны акросомального пузырька растворяются, фермент гиалуридаза и другие биологически активные вещества, содержащие в акросоме, выделяются наружу и растворяют участок яйцевой оболочки. Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается с наружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку – зиготу. Ядро сперматозоида набухает, его хроматин разрыхляется, ядерная оболочка растворяется, и он превращается в мужской пронуклеус. Это происходит одновременно с завершением второго деления мейоза ядра яйцеклетки, которое возобновилось благодаря оплодотворению. Постепенно ядро яйцеклетки превращается в женский пронуклеус. \.Пронуклеусы перемещаются к центру яйцеклетки, происходит репликация ДНК, и после их слияния набор хромосом и ДНК зиготы становится “2n 4c”.

Объединение пронуклеусови представляет собой собственно оплодотворение. Таким образом, оплодотворение заканчивается образованием зиготы с диплоидным ядром.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ –не обратимый процесс, то есть однажды оплодотворенное яйцо не может быть оплодотворено вновь. В зависимости от количества особей, принимающих участие в половом размножении, различают перекрестное оплодотворение – оплодотворение, в котором принимают участие гаметы, образованные разными организмами; самооплодотворение- оплодотворение, при котором сливаются гаметы, образованными одним и тем же организмом(ленточные черви).

ПОЛОВОЙ ДИМОРФИЗМ

Наличие морфофизиологических различий между особями мужского и женского пола. Проявляется в широком спектре соматических, физиологических и поведенческих различий. Его сущность – в особенностях процессов воспроизведения и собственно размножения. В нем отражается природная целесообразность – наиболее оптимальный механизм в воспроизведении, контроля и выбраковывания невыгодных и отбор более выгодных видовых качеств. При этом женский пол олицетворяет устойчивость, через него действует стабилизирующий отбор, а мужской пол несет функции п объявляет подвижного начала и создает поле для эволюционной изменчивости.Современная биология объясняет наличие половых различий на всех уровнях развития и фунекционирования организма, но вместе с тем, наряду с взаимоисключающими свойствами (один и тот же индивид не может в норме одновременно обладать мужскими и женскими генеталями). Существует множество бисексуальных качеств, присущих особям обоего пола.Это верно для соматических и поведенческих свойств, которые часто не совпадают..Понятие полового диморфизма первоначально не различало генетической, гормональной,морфологической, поведенческой и психологической дифференцировки индивидов. Предполагалось, что все эти измерения совпадают и детерминируются одними и теми же причинами, а по телосложению индивида можно судить и о его гормональной конституции, и его психосексуальной ориентации.

ГЕРМАФРОДИТИЗМ наличие у одной особи признаков мужского и женского пола. При этом в одном организме образуются как женские половые клетки(яйцеклетки), так и мужские(сперматозоиды).Естественный гермафродитизм встречается у кишечнополостных, многих плоских червей, у некоторых раков, рыб(у морского окуня). Такое животное может выполнять функции самца и самки одновременно, либо последовательно выступать в роли то одного, то другого пола. Как патология это явления наблюдается во всех группах животных, а так же у человека и как правило обусловлено генетическими нарушениями полового развития.

У человека гермафродитизм может быть истинным и ложным. При истинном гермафродитизме одновременно имеются не только мужские и женские наружные половые органы, но и оба вида недоразвитых половых желез. При ложном – признаки двуполости имеют только наружные половые органы. Гермафродитизм встречается у одного из 2 тыс. новорожденных детей. При подозрении на гермафродитизм новорожденного осматривают эндокринолог, уролог, гинеколог, исследуют его кариотип, определяют концентрацию гормонов надпочечников в крови и др. В одних случаях для исправления пола достаточно только пластической операции, в других необходимо лечение гормонами в течении всей жизни.

Деторождение у людей с наличием гермафродитизма невозможно.

Происхождение термина “гермафродитизм” связано с одним из древнегреческих мифов, в соответствии с которым сын Гермеса и Афродиты – Гермафродит в наказание за неразделенную любовь силою колдовства был превращен в двуполое существо. Гермафродитизм, встречающийся у двудольных растений, проявляется в развитии тычинок у женских цветков и пестиков – у мужских.

ПАРТЕНОГЕНЕЗ – девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются без оплодотворения. Партеногенез – половое, но однополое размножение – возник в процессе эволюции организмов у раздельнополых форм. В тех случаях, когда партеногенетические виды представлены (всегда или периодически) только самками,одно из главных биологических преимуществ партеногенеза заключается в ускорении темпа размножении вида, так как все особи подобных видов способны оставить потомство. В тех случаях, когда из оплодотворенных яйцеклеток развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы, партеногенез способствует регулированию численных соотношений полов (например у пчел).Часто партеногенетические виды и расы являются полиплоидными и возникают в результате отдаленной гибридизации, обнаруживая в связи с этим гетерозис и высокую жизнеспособность. Партеногенез следует относит к половому размножению, и следует отличать от бесполого размножения, которое осуществляется всегда при помощи соматических органов и клеток (размножение делением, почкованием и т д)

Партеногенез- одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Партеногенетическое размножение встречается как в царстве животных, так и в царстве растений и преимущество его состоит в том, что в некоторых случаях оно повышает скорость размножения.

2. Фирмы изменчивости организмов. Комбинативная изменчивость.

Формы изменчивости организмов:

1. Ненаследственная модификация(фенотипическая)

2Наследственная

А) мутационная

Б) комбинативная

В) соотносительная

В основе комбинативной изменчивости лежит половое размножение организмов, в следствии которого возникает огромное разнообразие генотипов. Генотип потомков представляет собой сочетание генов, которые были свойственны родителям. Независимое расхождение гомологичных хромосом в первом мейотическом делении – первая и важнейшая основа комбинативной изменчивости. Рекомбинация генов, основанная на явлении перекрестка хромосом,- второй, тоже очень важный источник комбинативной изменчивости. Третий важный источник комбинативной изменчивости - случайная встреча гамет при оплодотворении. В моногибридном скрещивании возможны три генотипа: АА, Аа и аа.

Наследственные измерения генетического материала называют мутациями. В результате мутаций появляются и наследуются аномалии в строении тела, наследственные болезни человека. Характер мутаций не зависит от внешней среды, однако такие факторы, как ионизирующие излучение и некоторые химические вещества, увеличивают частоту мутаций.

БИЛЕТ 30. 1. Предмет и задачи генетики как науки. Этапы развития генетики.

ГЕНЕТИКА – наука об основных закономерностях наследственности и изменчивости.

НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ – это свойство живых организмов приобретать в процессе онтогенеза признаки сходные с родительскими организмами и передавать их от поколения в поколения особенности морфологии, биохимии, физиологии, и онтогенеза в определенных условиях среды

НАСЛЕДОВАНИЕ -. Процесс передачи наследственной информации от одного поколения организмов к другому.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ – свойство живых организмов приобретать в процессе онтогенеза некоторые отличия признаков от родительских организмов. Наследственность и изменчивость реализуются в процессе наследования (через половые клетки при половом размножении, либо через соматические при бесполом размножении). Элементарными дискретными единицами наследственности (материальными основами) являются гены.

ГЕН – это участок молекулы ДНК (РНК – у некоторых вирусов) определяющий последовательность нуклеотидов в молекуле РНК, последовательность аминокислот в полипептиде и, в конечном итоге, какой либо признак организма

СВОЙСТВА ГЕНОВ:

- специфичность (каждый ген обладает только ему присущим порядком расположения нуклеотидов)

- целостность (при программировании синтеза полипептида он выступает как неделимая единица)

-дискретность (определяется наличием в нем субъединиц – мутон, рекон)

-стабильность (редко мутирует, частота спонтанной мутации -10-5)

- лабильность (способность мутировать)

-плейотропность (множественность действия) то есть один ген отвечает за проявление нескольких признаков

-экспрессивность (степень фенотипического проявления гена)

ПРЕДМЕТ ГЕНЕТИКИ – изучение материальных основ наследственности (генов) на молекулярно-генетическом, субклеточном, клеточном, организменном и популяционно-видовом уровнях организации живого.

ЗАДАЧИ ГЕНЕТИКИ:

Изучение способов хранения генетической информации (у вирусов, бактерий, растений, животных и человека)

Анализ способов передачи наследственной информации от одного поколения клеток и организмов к другому

Выявление механизмов и закономерностей реализации генетической информации в процессе онтогенеза и влиянии на них условий среды обитания

Изучение закономерностей и механизмов изменчивости и ее роли в приспособлении организмов и эволюционном процессе

Изыскание способов исправления поврежденной генетической информации

2. Человеческие расы, их происхождение и единство.Критика теорий ресизма

ЧЕЛОВЕЧЕСКИЕ РАСЫ –это большие группы людей, отличающиеся некоторыми физическими признаками, например чертами лица, цветом кожи, цветом глаз.

Расы	Где обитают	Физические признаки
Европеоидная	Европа. Северная Африка(до Сахары), Ближний Восток, Средняя и Центральная Азия, Северная Индия	Цвет кожи, волос и глаз варьирует от очень светлых оттенков у северных групп до очень темных у южных и восточных, волосы прямые или волнистые, мягкие, лицо ортогнатное, в горизонтальной полости (при взгляде с верху) заметно выступает вперед, надбровные дуги часто большие, орбиты низкие, угловатые разрез глаз всегда широкие, но глазная щель может быть небольшой, эпикантуса нет, нос обычно крупный, резко выступает, ноздри ориентированы сагитально, переносье высокое, рот не широкий Толщина губ небольшая, или средняя, рост бороды и усов сильный, телосложение среднее, кисть и стопа широкие
Негроидные	Африка, к югу от Сахары	Темная кожа (коричневая или черная), стройная фигура, длинные ноги, вьющиеся волосы темного цвета, широкие губы и нос,темные глаза
Монголоидная	Азия	Разрез глаз с сильно развитой складкой верхнего века, черные жесткие прямые волосы, темные глаза, смуглые, часто желтоватым цветом кожи, слабо развит третичный волосяной покров, сильно выступают скулы, уплощенное лицо, низкая переносица
Австралоидная(иногда включают в негроидную)	Австралия	Большая массивность долихокранного черепа при небольшой массивности остального скелета, сильные надбровные дуги, крупные прогнатые челюсти, большие зубы короткая шея, очень темная пигментация кожи, волос и очень широкий нос со сравнительно высоким переносьем, глубоко посаженные глаза, волосы, рост бороды и усов сильный, отмечен особый тип направления волос на теле, рост выше среднего и высокий, телосложение очень вытянутое
Индейская (америнды) иногда включают в Европеоидную	Америка

НАЦИЯ –это совокупность людей, объединенных общностью языка, территории и экологического уклада

РАСИЗМ –это идеология, которая использует внешние отличия в качестве основной причины для отказа в равном отношении к членам другой группы, считают их отличающимися от своей собственной группы изначально нижестоящими.

БИЛЕТ 31. 1. Г ибридологический метод изучения наследственности Г. Менделея. Закон единообразия. Доминирование и промежуточный характер наследования.

Гибридологический метод. Его суть заключается в скрещивании организмов, отличающихся друг от друга по одному или нескольким признакам.
Одна из особенностей метода Менделя состояла в том, что он использовал для экспериментов чистые линии, то есть растения, в потомстве которых при самоопылении не наблюдалось разнообразия по изучаемому признаку. (В каждой из чистых линий сохранялась однородная совокупность генов).
Другой важной особенностью гибридологического метода было то, что Г. Мендель наблюдал за наследованием альтернативных (взаимоисключающих, контрастных) признаков. Например, растения низкие и высокие; цветки белые и пурпурные; форма семян гладкая и морщинистая и т. д.
Не менее важная особенность метода - точный количественный учет каждой пары альтернативных признаков в ряду поколений.Закон независимого наследования (третий закон Менделя)

Рассмотрим опыт Менделя: Одно из скрещиваемых растений имело гладкие желтые семена, другое — морщинистые зеленые. В первом поколении все гибридные растения имели гладкие желтые семена. Во втором поколении произошло расщепление: 315 семян было гладких желтых, 108 — гладких зеленых, 101 — морщинистых желтых, 32 — морщинистых зеленых. Таким образом, в втором поколении обнаружено четыре фенотипа в соотношении, близком к 9 желтым гладким семенам,3 желтым морщинистым, 3 зеленым гладким и 1 зеленому морщинистый. Это явление было установлено Г.Менделем и названо законом независимого расщепления или третьим законом.

Закон единообразия гибридов первого поколения(первый закон Менделя) - при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей^.

Этот закон также известен как «закон доминирования признаков». Его формулировка основывается на понятии чистой линии относительно исследуемого признака — на современном языке это означает гомозиготность особей по этому признаку. Понятие гомозиготности было введено позднее У. Бэтсоном в 1902 году ^[3].

При скрещивании чистых линий гороха с пурпурными цветками и гороха с белыми цветками Мендель заметил, что взошедшие потомки растений были все с пурпурными цветками, среди них не было ни одного белого. Мендель не раз повторял опыт, использовал другие признаки. Если он скрещивал горох с жёлтыми и зелёными семенами, у всех потомков семена были жёлтыми. Если он скрещивал горох с гладкими и морщинистыми семенами, у потомства были гладкие семена. Потомство от высоких и низких растений было высоким.

Итак, гибриды первого поколения всегда единообразны по данному признаку и приобретают признак одного из родителей. Этот признак — более сильный, доминантный (термин введён Менделем от латинского dominus), всегда подавлял другой, рецессивный

Промежуточный характер наследования или неполное доминирование, наблюдается в том случае, когда фенотип гетерозиготного гибрида отличается от фенотипа обеих родительских гомозиготных форм, т. е. выражение признака оказывается промежуточным, с большим или меньшим уклонением в сторону одного или другого родителя. Механизм этого явления состоит в том, что рецессивный аллель неактивен, а степень активности доминантного аллеля недостаточна для того, чтобы обеспечить нужный уровень проявления признака доминантной родительской гомозиготы.
Примером неполного доминирования является наследование окраски лепестков венчика у растений ночной красавицы. Гомозиготные растения имеют либо красные (АА), либо белые (аа) цветки, а гетерозиготные (Аа) — розовые. При скрещивании растения с красными цветками и растения с белыми цветками в F₁ у всех растений цветки розовые, т. е. наблюдается промежуточный характер наследования. При скрещивании растений с красными цветками и растениями с белыми в F1 у всех растений цветки розовые, то есть наблюдается промежуточный характер наследования. При скрещивании гибридов с розовой окраской цветков в F₂ имеет место совпадение расщепления по фенотипу и генотипу, так как доминантная гомозигота (АА) отличается от гетерозиготы (Аа). Так, в разбираемом нами случае с растениями ночной красавицы расщепление в F₂ по окраске цветков обычно следующее — 1 красная (АА): 2 розовые (Аа): 1 белая (аа).

Неполное доминирование оказалось широко распространенным явлением. Оно наблюдается в наследовании курчавости волос у человека, масти крупного рогатого скота, окраски оперения у кур, многих других морфологических и физиологических признаков у растений, животных и человека.

Доминантность или доминирование – форма взаимоотношений между аллелями одного гена, при которой один из них (доминантный) подавляет(маскирует)проявление другого (рецессивного)и таким образом определяет проявление признака как у доминантных гомозигот, так и у гетерозигот.

РЕЦЕССИВНЫЙ АЛЛЕЛЬ – вариант гена, действие которого на фенотип не проявляется в присутствии доминантного аллеля.

Рецессивный аллель способен обеспечить проявление определяемого им признака только в том случае, если находится в гомозиготном состоянии(в паре с таким же рецессивным аллелем)