Kysymys 1. Kuvaile sukusolujen rakennetta.
Sukupuolisoluja (sukusoluja) on kahta tyyppiä. Naispuoliset sukusolut ovat munia, urospuoliset sukusolut ovat siittiöitä. Munat ovat suuria, pyöristettyjä, liikkumattomia; ne voivat sisältää ravintoaineita keltuaisen muodossa (erityisesti paljon keltuaista kalanmunissa, matelijoiden ja lintujen munissa). Siittiöt ovat pieniä, liikkuvia soluja, joilla on yleensä pää, kaula ja siimapyrstö, jotta ne voivat liikkua. Mitokondriot sijaitsevat kaulassa ja kromosomeja sisältävä ydin sijaitsee päässä. Siemenkasveissa urospuoliset sukusolut kulkeutuvat muniin erityisen rakenteen, jota kutsutaan siitepölyputkeksi, avulla. Tämän yhteydessä heillä ei ole siimaa ja niitä kutsutaan siittiöiksi.
Kysymys 2. Mikä määrittää munien koon?
Munien koko riippuu siitä, onko niissä ravintoaineita vai ei. Runsaasti keltuaista sisältävät munasolut (esimerkiksi linnuilla) ovat kooltaan muutamasta millimetristä 15 cm:iin, ja oosyytit, jotka eivät sisällä juuri lainkaan ravintoaineita, ovat paljon pienempiä. Keltuaisen määrä puolestaan määräytyy sen mukaan, kehittyykö hedelmöittynyt munasolu itsestään vai hoitaako äidin keho alkiosta. Jälkimmäisessä tapauksessa merkittävää ravintoa ei tarvita (istukan nisäkkäillä munien koko on vain 0,1-0,3 mm).
Kysymys 3. Mitä ajanjaksoja sukusolujen kehityksessä erotetaan?
Sukusolujen kehityksen aikana ne erittävät:
lisääntymisjakso - sukurauhasten seinämien solut jakautuvat aktiivisesti mitoosilla muodostaen epäkypsiä sukusoluja (edeltäjäsoluja); miehillä tämä prosessi alkaa murrosiän alkaessa ja kestää melkein koko eliniän, naisilla se päättyy alkiojaksoon;
kasvukausi - esiastesolujen sytoplasma lisääntyy, välttämättömien ravintoaineiden ja rakennusmateriaalien kertyminen, DNA:n kaksinkertaistuminen; tämä prosessi ilmaistaan paremmin munissa;
kypsymisaika - prekursorisolujen meioottinen jakautuminen tapahtuu, mikä johtaa neljän haploidisen solun muodostumiseen yhdestä diploidisesta solusta; spermatogeneesin aikana kaikki neljä solua ovat samoja, myöhemmin ne muuttuvat kypsiksi siittiöiksi; oogeneesissä muodostuu kolme pientä solua (johtavaa kappaletta) ja yksi suuri solu (tuleva muna).
Kysymys 4. Kerro kuinka kypsymisaika (meioosi) etenee spermatogeneesin prosessissa; ovogeneesi.
Spermatogeneesin aikana esisolussa tapahtuu kaksi peräkkäistä jakautumista. Ensimmäisen jakautumisen seurauksena muodostuu kaksi solua, joissa on haploidinen kromosomisarja (jokainen kromosomi sisältää kaksi kromatidia). Ennen toista jakoa geneettisen materiaalin kaksinkertaistamista ei tapahdu. Tämän seurauksena muodostuu neljä solua - tulevaisuuden siittiöitä, jotka vähitellen saavat kypsän ulkonäön ja muuttuvat liikkuviksi.
Oogeneesissä meioosin profaasi I päättyy alkiojaksoon; lisävaiheet menevät vasta murrosiän jälkeen. Kerran kuukaudessa yksi soluista jatkaa kehittymistä. Ensimmäisen jakautumisen seurauksena muodostuu suuri munan esiastesolu ja pieni napakappale, jotka siirtyvät toiseen jakautumiseen. Metafaasi II -vaiheessa munasolun esiaste ovuloituu - se poistuu munasarjasta ja menee vatsaonteloon ja sitten munanjohtimeen. Toinen meioottinen jakautuminen päättyy vain, jos hedelmöitys on tapahtunut. Muussa tapauksessa muodostumaton naarassukusolu kuolee ja erittyy kehosta. Myös napakappaleet kuolevat jonkin ajan kuluttua. Niiden tehtävänä on poistaa ylimääräinen geneettinen materiaali ja jakaa ravintoaineet uudelleen (melkein kaikki ne menevät munaan).
Kysymys 5. Luettele meioosin ja mitoosin väliset erot.
Meioosi, toisin kuin mitoosi, koostuu kahdesta jakautumisesta. Profaasi I on paljon pidempi kuin mitoosin profaasi. Tässä meioosin vaiheessa tapahtuu homologisten kromosomien konjugaatiota; he voivat vaihtaa sivustoja, mikä johtaa perinnöllisten tietojen yhdistämiseen. Meioosin ensimmäisen ja toisen jaon välillä ei ole geneettisen materiaalin päällekkäisyyttä.
Perimmäinen ero meioosin välillä on se, että anafaasissa I kromatidit eivät eroa solun eri napoihin (kuten mitoosin anafaasissa), vaan homologiset kromosomit. Juuri tällä hetkellä tapahtuu diploidisen kromosomijoukon muunnos haploidiksi.
Tällaisella erolla nousevissa soluissa muodostuu satunnainen äidin ja isän kromosomien yhdistelmä, joka määrittää tulevien sukusolujen geneettisen monimuotoisuuden. Toisin sanoen meioosin seurauksena syntyy geneettisesti erilaisia soluja, kun taas mitoosin jälkeen kaikki tytärsolut ovat identtisiä alkuperäisen äidin kanssa.
Kysymys 6. Mikä on meioosin biologinen merkitys ja merkitys?
Meioosin biologinen tarkoitus on ylläpitää kromosomien lukumäärän pysyvyyttä useiden sukupolvien aikana. Meioosin merkitys on siinä, että se luo mahdollisuuden seksuaaliseen lisääntymiseen, koska meioosin seurauksena muodostuu haploidisia sukusoluja. Hedelmöityksen aikana tällaiset sukusolut sulautuvat, mikä johtaa diploidian palautumiseen. Meioosin puuttuessa diploidisten solujen fuusio kaksinkertaistaisi kromosomien määrän jokaisessa peräkkäisessä sukupolvessa. Lisäksi jälkeläisten geneettinen monimuotoisuus kasvaa johtuen homologisten kromosomien osien rekombinaatiosta profaasissa I sekä kromosomien satunnaisesta segregaatiosta anafaasissa I.
Monisoluisuuden syntymiseen liittyy kehon kudosten erikoistuminen: somaattisten kudosten (luun, lihasten, sidekudosten jne.) ilmaantumisen myötä sukusoluja synnyttävä kudos, generatiivinen kudos, eristetään. Seksuaalinen lisääntyminen syntyi evoluutioprosessissa organismien korkeimpana lisääntymismuotona, mikä mahdollistaa jälkeläisten määrän moninkertaistamisen, ja mikä tärkeintä, sukupuolinen lisääntyminen oli välttämätön edellytys monien perinnöllisen vaihtelun muotojen syntymiselle. Nämä kaksi tekijää vaikuttivat suurelta osin vahvimpien yksilöiden luonnolliseen valintaan ja määrittelivät siten merkittävästi evolutionaaristen muutosten nopeuden.
Kasvien ja eläinten (mukaan lukien ihmisten) seksuaalisen lisääntymisen aikana sukupolvien välinen jatkuvuus varmistetaan vain sukusolujen - munasolun ja siittiön - kautta. Jos munasolulla ja siittiöllä olisi täysi joukko geneettisiä ominaisuuksia (2n2c), jotka ovat ominaisia kehon soluille, niin niiden sulautuessa muodostuisi organismi, jolla on kaksoissarja (4n4c). Esimerkiksi ihmiskehon somaattiset solut sisältävät 46 kromosomia. Jos ihmisen munasolussa ja siittiösolussa olisi kummassakin 46 kromosomia, niiden fuusio muodostaisi tsygootin, jossa on 92 kromosomia. Seuraavassa sukupolvessa ilmaantuisi jälkeläisiä, joilla on 184 kromosomia ja niin edelleen.
Samalla tiedetään hyvin, että kromosomien määrä on tiukka lajiominaisuus, ja niiden lukumäärän muutos joko johtaa eliön kuolemaan alkionkehityksen alkuvaiheessa tai aiheuttaa vakavia sairauksia. Siten sukusolujen muodostumisen aikana täytyy olla mekanismi, joka johtaa kromosomien lukumäärän vähenemiseen täsmälleen kaksinkertaiseksi. Tämä prosessi on meioosi (kreikan sanasta meiosis - pelkistys).
Meioosiin kuuluu kaksi peräkkäistä jakautumista. Ensimmäisen jakautumisen seurauksena ytimessä olevien kromosomien määrä puolittuu tasan. Siksi meioosin ensimmäistä jakautumista kutsutaan joskus pelkistysjakoksi, eli väheneväksi. Meioosin toinen jako toistaa pohjimmiltaan mitoosia, ja sitä kutsutaan kvatationaliseksi (tasaavaksi) jakautumiseksi. Meioosi koostuu sarjasta peräkkäisiä vaiheita, joissa kromosomit käyvät läpi erityisiä muutoksia (kuva II.3). Ensimmäiseen jakoon liittyvät vaiheet on merkitty roomalaisella numerolla I, ja toiseen liittyvät - numerolla II.
Jokaisessa meioosin jaossa, analogisesti mitoosin kanssa, on profaasi, metafaasi, anafaasi ja telofaasi.
Meioosi tuottaa neljä haploidista solua, joita kutsutaan sukusoluiksi. Kuvassa on kolme kromosomiparia, joista ensimmäinen jakautuu ytimessä profaasista I telofaasiin I.
Profaasilla I on perustavanlaatuisia eroja mitoosin profaasiin. Se koostuu viidestä päävaiheesta: leptoteenit, tsygoteenit, pakyteenit, diploteenit ja diakineesi.
Profaasin I varhaisin vaihe on leptoteeni. Tässä vaiheessa ilmaantuu ohuita kierrettyjä kromosomien juosteita. Valomikroskoopissa näkyvien filamenttien lukumäärä on yhtä suuri kuin kromosomien diploidiluku. Kromosomilankojen kaksoisrakenne (sisarkromatidit) paljastuu vähitellen spiraalistumisen voimistuessa.
Tsygoteenivaiheessa tapahtuu parillisten tai homologisten kromosomien keskinäistä vetovoimaa (konjugaatiota), joista toisen on tuonut isän sukusolu ja toisen äidin. Mitoosissa ei ole tällaista prosessia. Konjugoitua kromosomiparia kutsutaan bivalentiksi. Siinä on neljä kromatidia, mutta ne eivät ole vielä näkyvissä mikroskoopilla.
Pakyteenivaihe on ensimmäisen divisioonan profaasin pisin vaihe. Jatkuva spiralisointi johtaa kromosomien paksuuntumiseen. Kromosomien kaksoisrakenne tulee selvästi erottuvaksi: kukin kromosomi koostuu kahdesta kromatidista, joita yhdistää yksi sentromeeri. Neljä kromatidia, jotka on yhdistetty pareittain kahdella sentromeerillä, muodostavat tetradin. Pakyteenivaiheessa voidaan nähdä nukleoleja kiinnittyneinä tiettyihin kromosomien osiin (sekundaaristen supisteiden alueet).
Seuraavassa vaiheessa - diploteenissa - alkaa aiemmin konjugoitujen kromosomien hylkimisprosessi toisistaan. Tämä prosessi alkaa sentromeerialueelta. Sisarkromatidien väliset kosketuskohdat liukuvat kromosomien päihin, jolloin muodostuu X-muotoisia hahmoja, joita kutsutaan chiasmataiksi. Chiasmatan muodostumiseen liittyy kromatidien homologisten osien vaihto. Chiasmatan muodostuminen lisää merkittävästi perinnöllistä vaihtelua johtuen kromosomien ilmaantumisesta uusilla alleeliyhdistelmillä risteytymisen vuoksi.
Profaasin I viimeinen vaihe on diakineesi. Diakineesissa kromosomien spiralisoituminen lisääntyy, chiasmaattien määrä vähenee niiden siirtyessä kromosomien päihin. Bivalentit siirtyvät päiväntasaajan tasolle. Ytimen kuori ja ydin katoavat. Fissiokaran lopullinen muodostuminen päättää vaiheen I.
Metafaasissa I kaksiarvoiset aineet asettuvat solun ekvatoriaaliseen tasoon muodostaen metafaasilevyn. Kromosomit ovat voimakkaasti spiraalistuneet - paksuuntuneet ja lyhentyneet. Bivalenttien lukumäärä on puolet niin paljon kuin kromosomien määrä organismin somaattisessa solussa, ts. yhtä suuri kuin haploidiluku.
Anafaasissa I homologiset kromosomit, joista kukin koostuu kahdesta sisarkromatidista, hajaantuvat solun vastakkaisille napoille. Tämän seurauksena kromosomien määrä kussakin tytärsolussa on tasan puolittunut. Samanaikaisesti sekä bivalentin "isän" että "äidin" kromosomit voivat yhtä suurella todennäköisyydellä pudota mihin tahansa tytärsoluun.
Telofaasi I on hyvin lyhyt. Sille on ominaista uusien ytimien ja ydinkalvon muodostuminen.
Tätä seuraa erityinen jakso - interkineesi. Interkineesissä, toisin kuin mitoosin interfaasissa, ei ole 8-jaksoa, joten DNA:n replikaatiota ja kromosomien lukumäärän kaksinkertaistumista ei tapahdu. Sisarkromatidit ovat jo kaksinkertaistuneet ennen profaasia II.
Interkineesiä seuraa toinen meioottinen jako - yhtälö, joka koostuu samoista vaiheista kuin mitoosi. Jo toisen meioottisen jakautumisen alussa solu sisältää 23 kromosomia, joista jokainen koostuu kahdesta sisarkromatidista. Profaasissa II muodostuu uusi jakautumiskara, metafaasissa II kromosomit sijaitsevat jälleen solun ekvatoriaalisessa tasossa. Anafaasin II aikana sentromeerin jakautumisen vuoksi sisarkromatidit hajaantuvat napoihin, ja telofaasissa II muodostuu tytärsoluja, joissa on haploidi määrä kromosomeja.
Siten meioosiin päässyt diploidisolu muodostaa neljä tytärsolua, joissa on haploidinen kromosomisarja.
Meioosin biologinen merkitys on seuraava.
1. Meioosi tarjoaa jatkuvuuden useille sukupolville seksuaalisesti lisääntyville organismeille, kun taas mitoosi suorittaa saman tehtävän useissa solusukupolvissa.
2. Meioosi on yksi tärkeimmistä vaiheista seksuaalisen lisääntymisen prosessissa.
3. Meioosiprosessissa kromosomien määrä vähenee diploidisesta (ihmisillä 46) haploidiluvuksi (23).
4. Meioosi tarjoaa kombinatiivista perinnöllistä vaihtelua, joka on edellytys ihmisten geneettiselle monimuotoisuudelle ja jokaisen yksilön geneettiselle ainutlaatuisuudelle. Kombinatiivista geneettistä vaihtelua meioosiprosessissa syntyy kahdesta tapahtumasta: ei-homologisten kromosomien satunnainen jakautuminen ja risteytyminen, eli kromatidien homologisten alueiden keskinäinen vaihto chiasmatan muodostumisen aikana.
5. Meioosia kutsutaan kypsymisen jakautumiseksi, koska ihmisen sukusolujen (sukusolujen) muodostuminen, kuten muutkin eukaryootit, liittyy kromosomien lukumäärän vähenemiseen.
Sukusolujen muodostumisen aikana, ts. sukupuolisolut - siittiöt ja munat - tapahtuu solujen jakautumista, jota kutsutaan meioosiksi - pakollinen linkki seksuaalisessa prosessissa. Solut siirtyvät meioosiin DNA:n replikaation jälkeen.Meioosi(pelkistysjako) - solujakautumismenetelmä, jonka seurauksena kromosomien lukumäärä vähenee (vähenee) puoleen ja yksi diploidisolu (sisältää kaksi kromosomisarjaa) kahden nopeasti peräkkäisen jakautumisen jälkeen tuottaa 4 haploidia (sisältää yhden kromosomien sarjan). Hedelmöityksen seurauksena kromosomien diploidimäärä palautuu.
Nopeasti esiintyvä meioosi on tyypillistä urospuolisten sukusolujen (spermat, siittiöt) muodostumiselle. Nisäkkäillä, mm. ja ihmisellä naaraspuolisten sukusolujen (munien) muodostumisen aikana meioosi pysähtyy useiksi vuosiksi ja päättyy vasta hedelmöittymiseen.
meioosin vaiheet. Meioosi tapahtuu diploidisen emosolun kahden peräkkäisen jakautumisen seurauksena. Jokainen niistä sisältää neljä vaihetta - profaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi. Kaikki ensimmäisen meioottisen jaon vaiheet on merkitty numerolla I ja kaikki toisen jaon vaiheet numerolla II. Alkuperäisessä solussa on diploidi joukko kromosomeja, jotka sitten kaksinkertaistuvat, kun homologiset kromosomit yhdistyvät, mikä on meioosin päätapahtuma. Ne muodostavat kaksiarvoisen (latinaksi - double ja valens - vahva). Sitten seuraa kaksi jakautumista: ensimmäisessä kaksiarvoiset kromosomit jakautuvat ja homologiset kromosomit siirtyvät napoihin, toisessa kaksinkertaistuneet kromosomit erottuvat. Näin ollen muodostuu neljä haploidista solua - kromosomien lukumäärä vähenee. Kromosomien vähenemiseen liittyy niiden rekombinaatio, koska jakautumisen aikana jokainen bivalentti on satunnaisesti orientoitunut napoihin nähden. Mahdollisten suuntautumisvaihtoehtojen lukumäärä riippuu haploidijoukon kromosomien lukumäärästä. Mutta jos mitoosin aikana kussakin kromosomissa kromatidit yksinkertaisesti eroavat toisistaan, niin meioosin aikana kromosomi (joka koostuu kahdesta kromatidista) kietoutuu tiiviisti osiinsa toisen homologisen kromosomin kanssa (joka koostuu myös kahdesta kromatidista), ja kromosomin ensimmäisen jakautumisen profaasissa tapahtuu meioosin risteys, risteys. Sitten kromosomit eroavat ja muodostuu soluja, joissa on diploidinen kromosomisarja, mutta näiden kromosomien koostumus on jo erilainen kuin alkuperäinen, niissä on tapahtunut rekombinaatiota. Mitoosin ensimmäinen jakautuminen on valmis, ja mitoosin toinen jakautuminen tapahtuu ilman DNA-synteesiä, joten tämän jakautumisen aikana DNA:n määrä puolitetaan. Alkuperäisistä soluista, joissa on diploidinen kromosomisarja, syntyy sukusoluja, joissa on haploidinen joukko.
Meioosin ensimmäisen jaon piirteet. Interfaasissa 1 DNA kaksinkertaistuu ja solut siirtyvät meioosiin kromosomisarjalla 2n4c. Meioosin ensimmäinen vaihe, profaasi I, on monimutkaisin ja pisin (ihmisillä 22,5 päivää), ja se on jaettu 5 vaiheeseen.
Leptoteeni on ohuiden filamenttien vaihe: kromosomit ovat heikosti spiraalimaisia ja pisimpiä.
Zygotena - homologisten kromosomien konjugaation (pariliitoksen) alkamisvaihe; samaan aikaan homologiset kromomeerit vetäytyvät toisiaan vastaan ja asettuvat tiukasti toisiaan vastaan. Jokaista kromosomiparia kutsutaan bivalentiksi (niiden lukumäärä on yhtä suuri kuin kromosomien haploidiluku.
Pakyteeni - paksujen filamenttien vaihe, voi kestää useita päiviä. Tässä vaiheessa tapahtuu crossover.
Diploteeni on kromosomien segregaatiovaihe. Diploteenissa homologiset kromosomit alkavat hylkiä toisiaan ja pysyvät kytkettyinä vain chiasmatan kohdissa. Munasoluissa (kehittävissä munasoluissa) diploteeni voi venyä kuukausia tai vuosia, koska. juuri tässä vaiheessa kromosomit tiivistyvät ja syntetisoivat RNA:ta, tarjoten munalle vara-aineita.
Diakineesi - jokainen bivalentti sisältää neljä erillistä kromatidia, joista kukin sisarkromatidipari on yhdistetty sentromeerillä, kun taas ei-sisarkromatidit, jotka ovat läpikäyneet risteytyksen, on yhdistetty chiasmatalla. Tässä vaiheessa soluun muodostuu jakautumiskara, sentriolit siirtyvät napoihin, ytimen kuori hajoaa ja tetradit liikkuvat kohti solun keskustaa.
Metafaasissa I kaksiarvoiset aineet asettuvat ekvatoriaaliseen tasoon, sentromeerialueen homologiset kromosomit siirtyvät poispäin toisistaan ja pysyvät yhdistettyinä olkapääalueella. Karan kuidut kiinnittyvät homologisten kromosomien sentromeereihin.
Anafaasissa I homologiset kromosomit hajaantuvat satunnaisesti napoja kohti karalankojen avulla. Seurauksena on, että mahdollisten yhdistelmien lukumäärä kromosomidivergenssin aikana on 2n, missä n on kromosomiparien lukumäärä.
Telofaasissa I kromosomien despiralisaatio ja tytärytimien ja solujen muodostuminen alkavat jokaisesta navasta.
Meioosin toisen jaon piirteet. Lyhyen välivaiheen II (1p2s) jälkeen, jossa kromosomit eivät kaksinkertaistu, tapahtuu nopeasti toinen jakautuminen - profaasi II, anafaasi II ja telofaasi II. Tämän seurauksena jokaisesta meioosiin siirtyvästä diploidisesta solusta muodostuu neljä haploidista ydintä.
Profaasissa II (1n2c) ytimen reunaa pitkin sijaitsevat lankamaiset kromosomit, yksivalenssit, ja muodostuu jakokara. Kromosomit lähestyvät ekvatoriaalista tasoa ja solu siirtyy metafaasiin II (1p2s). Anafaasissa II (2n2s) kromatidit erottuvat ja kulkeutuvat karan kierteillä päiväntasaajan tasolta vastakkaisille napoille. Telofaasi II:n aikana (In 1c) kromosomit ohenevat muodostaen lankoja ja napoihin muodostuu tytärsolujen ytimiä.
Toisen (yhtälön) jakautumisen seurauksena kromatidit hajoavat eri soluiksi ja kukin neljästä sisarsolusta saa yhden kromatidin. Tämän seurauksena kahdesta meioosi I -solusta meioosi II:n telofaasissa muodostuu neljä kypsää tytärsukusolua, joista jokaisessa on haploidi määrä kromosomeja.
Meioosin biologinen merkitys:
. karyotyypin pysyvyyden ylläpitäminen tietyn lajin organismien useissa sukupolvissa;
. kromosomien ja geenien rekombinaatiomahdollisuuden varmistaminen seksuaalisen prosessin aikana;
. päivitetyn geneettisen koostumuksen kromosomien muodostuminen homologisten kromosomien välisen risteytyksen vuoksi;
. sukusolujen perinnöllisen heterogeenisyyden saavuttaminen, tk. Ensimmäisen meioottisen jakautumisen aikana homologisten kromosomien pari jättää äidin kromosomin toiselle sukusolulle ja isän kromosomille toiselle.
sukusolut (sukusolut) kehittyvät sukupuolielimissä (generatiivisissa) elimissä ja niillä on ratkaiseva rooli: ne varmistavat perinnöllisen tiedon siirtymisen vanhemmilta jälkeläisille. Sukupuolisen lisääntymisen aikana hedelmöityksen seurauksena kaksi sukusolua (uros ja nainen) sulautuvat yhteen ja muodostavat yhden solun - tsygootin, jonka myöhempi jakautuminen johtaa tytärorganismin kehittymiseen.
Yleensä solun ydin sisältää kaksi sarjaa kromosomeja - yksi toisesta ja toisesta vanhemmasta - 2n (latinalainen kirjain "n" tarkoittaa yhtä kromosomisarjaa). Sellaista solua kutsutaan diploidi (kreikasta. diploos- "kaksinkertainen" ja eidos- "näkymä"). Voidaan olettaa, että kun kaksi ydintä yhdistyvät, äskettäin muodostunut solu (tsygootti) ei sisällä kahta, vaan neljä sarjaa kromosomeja, jotka kaksinkertaistuvat jälleen jokaisen seuraavan tsygoottien ilmestymisen yhteydessä. Kuvittele kuinka monta kromosomia kertyy sitten yhteen soluun! Mutta näin ei tapahdu elävässä luonnossa: kromosomien lukumäärä kussakin lajissa seksuaalisen lisääntymisen aikana pysyy vakiona. Tämä johtuu siitä, että sukusolut muodostuvat erityisestä jakautumisesta. Tästä johtuen kunkin sukusolun ytimeen ei pääse kaksi (2n), vaan vain yksi kromosomipari (1n), eli puolet siitä, mikä oli solussa ennen sen jakautumista. Soluja, joissa on yksi kromosomisarja, eli ne sisältävät vain puolet kustakin kromosomiparista, kutsutaan haploidi (kreikasta. onnellinen- "yksinkertainen", "yksittäinen" ja eidos- "näkymä").
Sukusolujen jakautumisprosessia, jonka seurauksena ytimessä on puolet vähemmän kromosomeja, kutsutaan ns. meioosi (gr. meioosi- "vähennys"). Kromosomien lukumäärä puolittuu ytimessä (ns. pelkistys) tapahtuu sekä miehen että naisen sukusolujen muodostumisen aikana. Hedelmöityksen aikana sukusolujen fuusiossa tsygootin ytimessä syntyy jälleen kaksinkertainen kromosomisarja (2n).
Meioosilla on suuri merkitys elävässä maailmassa. Meioosin prosessissa (toisin kuin mitoosissa) muodostuu tytärsoluja, jotka sisältävät puolet enemmän kromosomeja kuin emosolut, mutta isän ja äidin kromosomien vuorovaikutuksen vuoksi niillä on aina uusia, ainutlaatuisia kromosomiyhdistelmiä. Nämä yhdistelmät jälkeläisissä ilmenevät uusina ominaisuuksien yhdistelminä. Syntyvä kromosomiyhdistelmien joukko lisää lajin kykyä sopeutua muuttuviin ympäristöolosuhteisiin, mikä on erittäin tärkeää evoluution kannalta.
Meioosin avulla muodostuu sukusoluja, joissa on pienempi kromosomisarja ja laadullisesti erilaiset geneettiset ominaisuudet kuin emosoluilla.
Meioosi eli pelkistävä jakautuminen on yhdistelmä kahdesta omituisesta solunjakautumisen vaiheesta, jotka seuraavat toisiaan keskeytyksettä. Niitä kutsutaan meioosi I (ensimmäinen divisioona) ja meioosi II (toinen divisioona). Jokaisessa vaiheessa on useita vaiheita. Vaiheiden nimet ovat samat kuin mitoosin vaiheet. Interfaasit havaitaan ennen jakoja. Mutta DNA:n kaksinkertaistuminen meioosissa tapahtuu vain ennen ensimmäistä jakautumista.
Ensimmäisessä välivaiheessa (ennen meioosin ensimmäistä jakautumista) solukoko kasvaa, organellit kaksinkertaistuvat ja DNA:n kopiointi kromosomeissa.
Ensimmäinen divisioona (meioosi I) alkaa profaasi I, jonka aikana kaksinkertaiset kromosomit (joissa kummassakin on kaksi kromatidia) näkyvät selvästi valomikroskoopissa. Tässä vaiheessa sama ( homologinen) kromosomit, jotka ovat peräisin isän ja äidin sukusolujen ytimistä, lähestyvät toisiaan ja "kiinnittyvät yhteen" koko pituudelta pareiksi. Homologisten kromosomien sentromeerit (supistumat) sijaitsevat vierekkäin ja toimivat yhtenä yksikkönä pitäen neljä kromatidia yhdessä. Tällaisia toisiinsa liittyviä homologisia kaksoiskromosomeja kutsutaan pari tai bivalenttinen(alkaen lat. bi- "kaksinkertainen" ja valens- "vahva").
Homologiset kromosomit, jotka muodostavat kaksiarvoisen kromosomit, ovat joissakin kohdissa tiiviisti yhteydessä toisiinsa. Tässä tapauksessa voi tapahtua DNA-säikeiden osien vaihtoa, jonka seurauksena kromosomeihin muodostuu uusia geeniyhdistelmiä. Tätä prosessia kutsutaan ylittämällä (Englanti) ylittämällä- "risti"). Ristikkäisyys voi johtaa suurten tai pienten homologisten kromosomien osien rekombinaatioon useiden geenien tai yhden geenin osien kanssa DNA-molekyyleissä.
Ristikkäisyyden vuoksi kromosomit, joilla on muita perinnöllisiä ominaisuuksia verrattuna vanhempien sukusolujen kromosomeihin, osoittautuvat sukusoluissa.
Ristutusilmiöllä on perustavanlaatuinen biologinen merkitys, koska se lisää jälkeläisten geneettistä monimuotoisuutta.
Profaasissa I (kromosomeissa, ytimessä) tapahtuvien prosessien monimutkaisuus määrää tämän meioosin vaiheen pisimmän keston.
^iii. Meioosi. Sukusolujen muodostuminen.
Meioosi on seksuaalisen lisääntymisen perusta.
I meioottinen jako.
II meioottinen jako.
Meioosin biologinen merkitys.
1. Meioosi on seksuaalisen lisääntymisen perusta.
Spesifinen solun jakautuminen, joka tuottaa sukusoluja meioosi.
Solujen kromosomien lukumäärän lajivakaus säilyy mitoosin ansiosta, jota edeltää DNA-synteesi ja kahden kromatidin muodostuminen jokaiseen kromosomiin. Miten kromosomien lukumäärän pysyvyys säilyy seksuaalisen lisääntymisen aikana, koska kaikki somaattiset solut sisältävät diploideja ja kypsissä sukusoluissa on vain puolet, ts. haploidi, siis kromosomien lukumäärä ja puolet DNA:n määrästä?
Kromosomien lukumäärän väheneminen puoleen tapahtuu sukusolujen kypsymisprosessissa. Molemmat kypsymisvyöhykkeellä esiintyvät jakautumiset edustavat kahta meioosin jakoa.
Molemmat meioosin jaot sisältävät samat vaiheet kuin mitoosi: profaasi, metafaasi, anafaasi, telofaasi. Ennen meioosin ensimmäistä jakautumista kypsymisvyöhykkeellä sijaitsevissa sukusoluissa tapahtuu DNA-synteesi ja siten kromosomien kaksinkertaistuminen, ts. kahden kromatidin muodostuminen.
^ 2. I meioottinen jako.
Meioosin ensimmäisen jakautumisen profaasissa kromosomit spiraalistuvat. Profaasin lopussa, kun spiralisointi päättyy, kromosomit saavat tyypillisen muodon ja koon. Jokaisen parin kromosomit, ts. homologisia, yhdistävät toisiinsa koko pituudeltaan kaksiarvoisia aineita ja kiertymiä. Tätä homologisten kromosomien yhdistämisprosessia kutsutaan konjugaatioksi.
Joidenkin homologisten kromosomien välisen konjugaation aikana tapahtuu osien - geenien vaihtoprosessi, mikä tarkoittaa myös perinnöllisten tietojen vaihtoa. Homologisten kromosomien identtisten osien vaihto - ylittämällä. Jakoprosessi on satunnainen. Konjugaation ja risteytyksen jälkeen homologiset kromosomit eroavat toisistaan. Ydinvaippa liukenee, ydin katoaa ja fissiokara muodostuu.
Kun kromosomit ovat täysin erotettuja, jakautumiskaran muodostuminen päättyy, meioosin metafaasi alkaa ja bivalentit (kromosomipari) sijaitsevat ekvatoriaalisessa tasossa.
Karan kierteet on kiinnitetty jokaiseen kromosomiin. Sitten tulee meioosin anafaasi, eivätkä kunkin kromosomin puolikkaat, mukaan lukien yksi kromatidi, kuten mitoosissa, mene solun napoihin, vaan kokonaiset kromosomit, joista jokainen koostuu kahdesta kromatidista. Näin ollen vain yksi jokaisesta homologisesta kromosomista tulee tytärsoluun.
Telofaasissa muodostuu kaksi solua, joissa on vähentynyt haploidinen kromosomisarja.
Meioottisen jakautumisen I seurauksena solussa tapahtuu kromosomien lukumäärän puolittumista, sukusolujen haploidisten esiasteiden muodostumista, mutta niiden kromosomit koostuvat kahdesta kromatidista, ts. on kaksinkertainen määrä DNA:ta.
^ 3. II meioottinen jako.
Ensimmäisen jakautumisen jälkeen tapahtuu meioosin toinen jakautuminen, eikä tätä jakautumista edeltä DNA-synteesi
Loppujen lopuksi jopa meioosin ensimmäisen jakautumisen aikana kokonaiset kromosomit, joista jokaisessa on kaksi kromatidia, erosivat tytärsolujen napoihin. Lyhyen profaasin jälkeen kahdesta kromatidista koostuvat kromosomit (joskus ei ole profaasia) toisen jaon metafaasissa sijaitsevat päiväntasaajan tasossa ja on kiinnitetty karan kierteisiin. Prosessi etenee kahdessa tytärsolussa kerralla. Anafaasissa kromatidit hajoavat solun vastakkaisille napoille, ja jokainen tytärsolu sisältää yhden tytärkromosomin. DNA:n ja kromosomien määrä tytärsoluissa tasaantuu. Siten siittiöissä ja munasoluissa kromosomien määrä puolittuu.
Telofaasissa muodostuu neljä tytärsolua, muodostuu ytimiä, muodostuu osioita (kasvisoluissa) tai supistuksia (eläinsoluissa).
Meioottisen jakautumisen II seurauksena muodostuu neljä solua, joissa on haploidinen joukko - yksikromatidiset kromosomit tai sukusolut.
^ 4. Meioosin biologinen merkitys.
Meioosin biologinen ydin on puolittaa kromosomien lukumäärä ja muodostaa haploidisia sukusoluja. Kun sukusolut sulautuvat yhteen, muodostuu diploiinitsygootti.
Meioosi varmistaa karyotyypin pysyvyyden tietyn lajin organismien useissa sukupolvissa.
Meioosin aikana homologiset kromosomit risteytyvät ja vaihdetaan. Kunkin parin kromosomit eroavat satunnaisesti muista pareista riippumatta. Meioosi varmistaa sukusolujen geneettisen koostumuksen monimuotoisuuden, ts. meioosi on tärkein monimuotoisuuden lähde tämän lajin eliöissä.
Joissakin tapauksissa meioosiprosessin rikkomisen vuoksi homologisten kromosomien erottamattomuuden vuoksi sukusoluilla voi olla molemmat homologiset kromosomit tai ne eivät sisällä niitä ollenkaan. Tämä johtaa vakaviin häiriöihin organismin kehityksessä ja tulevaisuudessa sen kuolemaan.
Etuäänestys:
1. Miten meioosi etenee?
2. Mitä eroa on meioosilla ja mitoosilla?
3. Mitä on kromosomikonjugaatio ja mikä sen merkitys on?
4. Mitä crossing over on ja mikä sen merkitys on?
5. Mikä on meioosin biologinen olemus?
^IV. Lannoitus. Seksuaalisen lisääntymisen kehitys.
Lannoitus - "kaksoislannoituksen" määritelmä, olemus, käsite.
Partenogeneesi - määritelmä, olemus.
Seksuaalinen dimorfismi - määritelmä, olemus.
Hermafrodiitit - määritelmä, olemus.
Keinotekoinen keinosiemennys ja alkionsiirto.
Seksuaalisen lisääntymisen kehitys.
Lannoitus - "kaksoislannoituksen" määritelmä, olemus, käsite.
^ Hedelmöityksen ydin: tsygootin ytimessä kaikki kromosomit pariutuvat jälleen; jokaisessa homologisessa kromosomiparissa yksi kromosomi on isän ja toinen äidin kromosomi. Jokaisen organismityypin somaattisille soluille tyypillinen diploidinen kromosomisarja palautuu hedelmöityksen aikana.
Lannoitusprosessi koostuu kolmesta vaiheesta:
siittiöiden tunkeutuminen munasoluun;
haploidisten sukusolujen fuusio tsygootin muodostamiseksi;
tsygootin aktivointi pirstoutumista ja kehitystä varten.
Lannoituksen biologinen merkitys. Lannoitus on ulkoista ja sisäistä. Naisten ja miesten sukusolujen kehittyminen ja hedelmöittyminen tapahtuu naisen ja miehen sukupuolielimissä. Kun naisen ja miehen sukusolut sulautuvat yhteen, muodostuu uusi organismi, joka kantaa äidin ja isän merkkejä. Siten hedelmöityksen seurauksena joka kerta tsygootissa muodostuu ainutlaatuinen, ainutlaatuinen geeniyhdistelmä. Geneettinen ainutlaatuisuus on perusta lajin yksilöiden monimuotoisuudelle.
"^ Kaksoislannoitus". Koppisiemenissä urospuoliset sukusolut ovat inaktiivisia ja niitä kutsutaan siittiöiksi. Muna on liikkumaton, ja sen muodostuminen tapahtuu munasolussa sijaitsevassa alkiopussissa. Alkiopussi sisältää haploidisen munasolun lisäksi yhden hedelmöityksessä mukana olevan diploidisen solun, joka sijaitsee alkiopussin keskellä, sekä useita muita haploidisia soluja.
Siittiöt kehittyvät ponneen siitepölyjyvistä (heteiden päällä). Siitepölyputki kuljettaa siittiöt alkiopussiin, jossa hedelmöitys tapahtuu. Siitepölyputki sisältää kaksi siittiötä. Kun siitepölyputki tulee alkiopussiin, yksi siittiö fuusioituu munan kanssa muodostaen diploidisen tsygootin, josta alkio kehittyy. Toinen siittiö fuusioituu diploidisen keskussolun kanssa, jolloin syntyy uusi solu, jossa on triploidinen tuma, ts. se sisältää kolme sarjaa kromosomeja. Se kehittyy siemenen endospermiksi. Tätä kaikkien koppisiemenisten yleismaailmallista seksuaalista prosessia kutsutaan kaksoishedelmöitykseksi. Se avattiin vuonna 1898. S. G. Navashin.
^ Kaksoishedelmöityksen biologinen merkitys koppisiemenissä on, että endospermin kehitys alkaa vasta munasolun hedelmöittymisen jälkeen. Koppisiementen triploidinen endospermi on vararavinnemateriaali kehittyvälle alkiolle. Lisäksi se sisältää äidin ja isän organismien perinnölliset taipumukset.
^ 2. Parthenogeneesi - määritelmä, olemus.
Parthenogeneesi- organismin kehittyminen hedelmöittämättömästä munasolusta. Parthenogeneesia esiintyy luonnollisesti monilla kasvi- ja eläinlajilla. Esimerkiksi kasveista se tunnetaan voikukissa, haukkaissa. Eläimillä partenogeneesi on yleistä rotifereissa, murtoveden suolavesikatkarapuissa, makeanveden vesikirppujen kladoceraaneissa, kirvissa ja mehiläisissä. Droonit (urokset) kehittyvät mehiläisyhdyskunnan koostumukseen partenogeneesin kautta. On olemassa luonnollinen (esiintyy luonnossa) tai keinotekoinen (suoritetaan keinotekoisissa olosuhteissa. Esimerkiksi Tikhomirov stimuloi silkkiäistoukkien kehitystä; Leb - merisiilin kehitystä; Bataillon - sammakon kehitys) partenogeneesi.
^ 3. Seksuaalinen dimorfismi - määritelmä, olemus.
seksuaalinen dimorfismi- kaksikotisissa organismeissa havaittu ilmiö, jossa naaraat ja urokset eroavat toisistaan ulkonäön, käyttäytymisen tai muiden ominaisuuksien osalta. Tämä heijastaa sitä, että naiset ja miehet suorittavat erilaisia tehtäviä. Yleensä miehillä on todennäköisemmin silmiinpistäviä merkkejä.
^ 4. Hermafrodiitit - määritelmä, olemus.
Organismit, jotka kehittävät sekä uros- että naarassukusoluja samassa yksilössä hermafrodiitit. Sitä esiintyy nilviäisissä, litteissä matoissa ja annelideissa, mutta sitä voi esiintyä eläimillä ja ihmisillä patologisena tilana.
^ 5. Keinotekoinen keinosiemennys ja alkionsiirto.
Tällä hetkellä maatalouden käytännössä käytetään keinosiemennystä - valmistajan siittiöiden keinotekoista viemistä naisen sukupuolielimiin. Tämä on mahdollista siemennesteen säilytysmenetelmän ansiosta jäädytetyssä muodossa.
Vuonna 1978 Ensimmäinen tapaus lapsen syntymästä "koeputkesta" on kirjattu.
Alkionsiirron vaiheet:
munasolun poistaminen munasarjasta leikkauksella;
hedelmöitys siittiöillä;
alkion kasvattaminen koeputkessa;
alkion siirto kohtuun, hormonaalisesti valmisteltu alkion istuttamista varten.
Evoluution aikana seksuaalinen lisääntyminen on käynyt läpi tiettyä kehitystä. Aluksi sukusolut olivat samankokoisia ja -muotoisia. Myöhemmin muodostui makrogameetteja - munasolujen prototyyppejä ja mikrogameetteja - siittiöiden prototyyppejä (löytyy ameboista ja itiöeläimistä). Samanaikaisesti sukusolujen erilaistumisen kanssa tapahtuu seksuaalisen dimorfismin kehittymistä - eroja sukusolujen ja yksilöiden rakenteessa.
Etuäänestys:
Määrittele lannoituksen käsite. Mitä hedelmöityksellä tarkoitetaan?
Mikä on kukkivien kasvien kaksinkertaisen lannoituksen ydin?
Mikä on partenogeneesin ydin?
Mikä on seksuaalisen dimorfismin ydin?
Mikä on hermafroditismin ydin?
Mikä on seksuaalisen lisääntymisen evoluution ydin?
^ V. Organismin yksilöllinen kehitys.
Ontogeneesin käsite.
3. Gastrulan vaihe.
4. Neurulavaihe.
5. Väliaikaiset sukuelimet.
6. Ympäristön vaikutus organismin kehitykseen.
^ 1. Ontogeneesin käsite.
Ontogeneesi- yksilön kehitysprosessi, joka alkaa hedelmöityksestä ja päättyy organismin kuolemaan.
Ontogeneesissä erotetaan kaksi ajanjaksoa - alkio ja postembryonaalinen. Alkion aika eli prenataalinen eli alkiosynty alkaa hedelmöityksestä ja päättyy syntymään. Postembryonaalinen tai synnytyksen jälkeinen aika alkaa syntymähetkestä ja päättyy organismin kuolemaan.
^ Blastula-lava.
Lancelettimuna, jossa on pieni määrä keltuaista, murskataan kokonaan. Muissa eläimissä (linnut, kalat) muna sisältää paljon keltuaista ja vain sytoplasminen levy ytimellä murskataan, kun taas keltuainen itse ei murskaudu.
Pilkkomisen aikana peräkkäiset jakautumiset tapahtuvat nopeasti, blastomeerit eivät kasva ja niiden koko pienenee solujen määrän kasvaessa. Murskaamisen seurauksena muodostuu pallomainen alkio, jonka sisällä on onkalo - blastula. Blastula-seinän solut on järjestetty yhteen kerrokseen. Blastulan muodostuminen päättää murskausjakson ja alkaa seuraava kehitysjakso, jonka aikana solun jakautuminen jatkuu ja toisen, sisemmän solukerroksen muodostuminen tapahtuu. Alkiosta tulee kaksikerroksinen.
^ Gastrulan vaihe.
Aluksi kaksikerroksisen gastrulan jatkokehitys liittyy kolmannen itukerroksen - mesodermin - muodostumiseen, notochordin eristämiseen, suolen muodostumiseen ja keskushermoston kehittymiseen.
Munasolujen pilkkomisen alkuvaiheet Newt-alkion kehitys.
sammakot (ylhäällä) ja linnut (alhaalla).
Peräkkäiset 2, 4 ja 8 blastomeerin murskauksen vaiheet ovat näkyvissä.
Sammakonmuna on jaettu erikokoisiin blastomeereihin.
Lintujen munasolussa vain pinta-ala murskautuu
Aktiivinen sytoplasma, jossa tuma sijaitsee.
Neurula vaihe.
Ektodermista syntyy kehon ulkokalvo, hermosto ja siihen liittyvät aistielimet.
Suu ja peräaukko, suolet, keuhkot, maksa, haima kehittyvät endodermista.
Mesodermista syntyy jänne, lihakset, eritysjärjestelmä, rusto- ja luurunko, verisuonet, sukupuolirauhaset.
Lansettien kehityksen varhaiset vaiheet
Eläimen alkio kehittyy yhtenä organismina, jossa kaikki solut, kudokset ja elimet ovat läheisessä vuorovaikutuksessa. Täysin kaikki sikiön elimet muodostuvat kolmessa kuukaudessa. Eläinten kehityksen alkuvaiheilla on paljon yhteistä kaikille organismeille, mikä on yksi todiste kaikkien maapallon elävien organismien alkuperän yhtenäisyydestä.
^ Väliaikaiset sukuelimet.
^ Amnion on vesipitoinen kuori, joka ympäröi alkiota ja suojaa sitä kuivumiselta ja mekaanisilta vaurioilta. Ihmisillä tämä on sikiön virtsarakko.
Chorioni - kohdun kuoren tai seinämän vieressä, kapillaarien läpäisemä, joka tarjoaa ravintoa ja alkion hengitystä.
Allantois on virtsapussi, jonka tehtävänä on aineenvaihduntatuotteiden erittäminen. Sen suonet ovat navan laskimot ja valtimot ravintoa ja erittämistä varten.
^ Keltuaispussi - toimii lintujen ravinnoksi, ihmisten sukusolujen ja verisolujen lähde.
Ympäristön vaikutus organismin kehitykseen.
On kuitenkin tekijöitä, joiden vaikutus yksilön kehitykseen ei ole vain ei-toivottua, vaan myös haitallista. Erityisesti on sanottava sellaisista vaikutuksista ihmiskehon kehitykseen ja toimintaan. Haitallisista ulkoisista tekijöistä tulee ensisijaisesti katsoa alkoholijuomat ja tupakointi.
Alkoholijuomien käyttö aiheuttaa suurta haittaa ihmisen yksilöllisen kehityksen kaikissa vaiheissa ja on erityisen vaarallista murrosiässä. Alkoholilla on haitallinen vaikutus kaikkiin ihmisen elinjärjestelmiin, ensisijaisesti keskushermostoon, sydämeen ja verisuoniin, keuhkoihin, munuaisiin ja liikeelimiin (lihaksiin). Pientenkin alkoholiannosten käyttö häiritsee ihmisen henkistä toimintaa, liikkeiden rytmiä, hengitystä ja sydämen toimintaa, johtaa lukuisiin virheisiin työssä, sairauksien esiintymiseen. Esimerkiksi alkoholi tuhoaa maksan aiheuttaen sen rappeutumista (kirroosia). Alkoholin järjestelmällinen käyttö johtaa vakavan sairauden - alkoholismin - syntymiseen, joka vaatii pitkäaikaista erityishoitoa. Alkoholivanhemmilla voi olla kehitysvammaisia ja fyysisesti vammaisia lapsia.
Etuäänestys:
Määrittele ontogenian käsite ja kuvaile se.
Kuvaile blastulan vaihetta.
Kuvaile gastrulavaihetta.
Kuvaile neurulan vaihetta.
Kuvaa väliaikaiset sukuelimet.
Miten ulkoisen ympäristön vaikutus vaikuttaa organismin ulkoiseen ja sisäiseen kehitykseen?
^ vi. Elimistön postembryonaalinen kehitys.
Postembryonaalinen kehitys.
Epäsuora postembryonaalinen kehitys.
Toukkien biologinen merkitys.
Suora postembryonaalinen kehitys.
Kasvu, ikääntyminen ja kuolema ovat ontogeneesin vaiheita.
Regenerointi ja elinsiirto.
Postembryonaalinen kehitys.
^ Epäsuora postembryonaalinen kehitys.
^ Täydellinen epäsuora kehitys: munatoukka, joka eroaa rakenteeltaan aikuisen pupa-aikuisen (huonekärpäsen, perhonen, sammakon) rakenteesta.
^ Epätäydellinen epäsuora kehitys: muna on toukka, joka on rakenteeltaan samanlainen kuin täysikasvuinen (torakka).
Toukkien biologinen merkitys.
Itseruokinnan ansiosta toukat varmistavat aikuisen kehityksen, koska. niiden eläinten munat, joille on ominaista epäsuora kehitys, sisältävät pienen määrän keltuaista.
Yleensä toukka edustaa kehitysvaihetta, joka on erityisesti sovitettu aktiiviseen ravintoon ja kasvuun (hyönteiset, sammakkoeläimet). Pääsääntöisesti saman lajin toukat ja aikuiset elävät erilaisissa olosuhteissa, ts. miehittää erilaisia ekologisia markkinarakoja, ja tästä johtuen ne eivät kilpaile keskenään tilasta ja ruoasta.
Joissakin organismeissa toukat edistävät lajin leviämistä. Esimerkiksi monissa istumattomissa, istuvat matoissa ja nilviäisissä toukat uivat vapaasti ja ottavat käyttöön uusia elinympäristöjä.
^ Suora postembryonaalinen kehitys.
Syntymähetkellä vartalo muistuttaa aikuisten vaihetta. Siksi postembryoniselle ajanjaksolle on ominaista kasvu ja elinten ja järjestelmien toiminnallisen kypsyyden tilan saavuttaminen.
^ Kasvu, ikääntyminen ja kuolema ovat ontogeneesin vaiheita.
Ikääntyminen- luonnollinen prosessi, joka kasvaa ajan myötä, mikä johtaa kehon sopeutumiskyvyn heikkenemiseen ja kuoleman todennäköisyyden lisääntymiseen.
^ Kuolema- kaikkien kehon elintärkeän toiminnan ilmentymien peruuttamaton lopettaminen.
Regenerointi ja elinsiirto.
^ 1. Fysiologinen regeneraatio on normaalin elämän aikana kadonneiden solujen ja elinten uusiutumista, ts. esiintyy normaalina fysiologisena prosessina (säännöllinen solusukupolvien muutos ihon epiteelissä, suolistossa, kynsien, karvojen uudelleenkasvu, hirvien irtoaminen ja sarvien uudelleenkasvu). On olemassa päivittäinen solujen uusiutumisrytmi. Mitoosiindeksi (jakautuvien solujen lukumäärä tuhatta kohden) mahdollistaa kudosten mitoottisen aktiivisuuden vertailun.
^ 2. Reparatiivinen regeneraatio - solujen, elinten ja kudosten regeneratiiviset prosessit vasteena vahingollisille vaikutuksille (mekaaniset traumat, kirurgiset vaikutukset, palovammat, paleltumat, kemialliset vaikutukset, sairaudet). Kaikenlaiset elävät organismit ovat luontaisia kyvylle korjaavaan uudistumiseen.
Hydraregeneraatio on klassinen esimerkki korjaavasta regeneraatiosta. Hydra voidaan katkaista amputoimalla lonkeroinen suukartio ja muodostamalla se sitten uudelleen. Leikkaamalla hydran paloiksi voit lisätä hydrojen määrää, koska. jokainen osa muuttuu kokonaiseksi hydraksi. Merkittävä uusiutumiskyky havaittiin lattamato- ja annelidityyppien edustajilla meritähtillä.
^ Uusiutuminen joissakin selkärangattomissa lajeissa.
A - hydra; B - rengasmato; B on meritähti.
Selkärankaisille, vesikoille ja sammakon nuijapäille kehittyy äskettäin amputoidut jalat ja hännät. Tämä on esimerkki ulkoisen elimen regeneraatiosta, jonka seurauksena sen muoto ja toiminta palautuvat, mutta regeneroituneelle elimelle on ominaista pienentynyt koko.
^ Tritonin raajan regenerointi.
1–7 – peräkkäiset regeneraatiovaiheet, vastaavasti
10, 12, 14, 18, 28, 42, 56 päivää amputaation jälkeen.
Sisäelinten uusiutuminen tapahtuu hieman eri tavalla. Kun yksi tai kaksi maksan lohkoa poistetaan rotalta, jäljelle jääneiden lohkojen koko kasvaa ja ne tarjoavat tilavuudessa toiminnon, joka oli tyypillinen normaalille elimelle. Maksan muotoa ei kuitenkaan palauteta. Prosessia, jolla elimen massa ja toiminta palautetaan, kutsutaan regeneratiivinen hypertrofia.
regeneraatio nisäkkäissä. A - rotan maksan regeneratiivinen hypertrofia: 1 - ennen leikkausta, 2 - kahden lohkon poistamisen jälkeen, 3 - regeneroitunut maksa; B - rotan lihasten regeneraatio: 1 - poistetun lihaksen kanto, 2 - palautettu lihas; C - ihon viillon paraneminen henkilössä: 1 - fibriinihyytymä, 2 - kasvukerroksen solujen liikkuminen, 3 - epiteelikerroksen muodostuminen.
Jos yksi parillisista elimistä poistetaan, esimerkiksi munuainen tai munasarja, lopun koko kasvaa ja suorittaa tehtävän kahden normaalin elimen tilavuudessa. Imusolmukkeen tai pernan poistamisen jälkeen jäljellä olevat imusolmukkeet suurenevat. Tätä jäljellä olevan elimen massan ja toiminnan kasvua vasteena samanlaisen elimen poistamiseen kutsutaan kompensoiva korvaushypertrofia ja kuuluu myös palautusprosessien luokkaan. Termi "hypertrofia" biologiassa ja lääketieteessä viittaa elinten ja kehon osien koon kasvuun.
^ Solunsisäinen regeneraatio- organellien (mitokondrioiden, ribosomien) määrän lisääntyminen, mikä johtaa solujen energia- ja plastisen aineenvaihdunnan tehostumiseen.
Kaikissa korjaavan regeneraation tapauksissa tapahtuu monimutkaisia säännöllisiä muutoksia elinten rakenteessa. Nämä muutokset näkyvät parhaiten, kun koko organismi palautetaan osasta. Merkittäviä muotoutumisprosesseja ei tapahdu haavan pinnalla, ne avautuvat säilyneen osan sisällä, minkä seurauksena koko organismi muodostuu uudelleen, aluksi jäljellä olevan osan kokoinen, joka sitten kasvaa - morfallaksia. Ulkoisten elinten uudistumisen aikana havaitaan uuden elimen uudelleenkasvua haavan pinnasta - epimorfoosi.
Erilaisilla vamman jälkeisillä regeneraatiomuodoilla on joitain yhteisiä piirteitä. Ensin haava sulkeutuu, osa jäljellä olevista soluista kuolee, sitten erilaistumisprosessi, ts. solujen erityisten rakenteellisten ominaisuuksien menetys ja sitten solujen lisääntyminen, liikkuminen ja jälleen erilaistuminen. Regeneraatioprosessin käynnistämiseksi aikaisempien tilayhteyksien ja solujen välisten kontaktien katkeaminen on erittäin tärkeää. Regeneratiivisten prosessien säätelyssä solujen välisten vuorovaikutusten ohella hormoneilla ja hermoston vaikutuksilla on tärkeä rooli. Iän myötä uusiutumiskyky heikkenee.
Lääketieteessä on erityisen kiinnostava kysymys nisäkkäiden uudistumiskyvystä, johon ihminenkin kuuluu. Iho, jänteet, luut, hermorungot ja lihakset uusiutuvat hyvin. Lihasten uusiutumisen kannalta on tärkeää säilyttää vähintään pieni kanto, ja luun uudistumiseen tarvitaan luukalvoa. Siten, jos tarvittavat olosuhteet luodaan, on mahdollista saavuttaa monien nisäkkäiden ja ihmisten sisäelinten uusiutuminen. Raajojen ja muiden ulkoisten elinten uusiutumisen mahdottomuus aktiivista elämäntapaa omaavilla nisäkkäillä on evoluution mukaan määrätty. Haavan pinnan nopealla paranemisella voisi olla suurempi sopeutumisarvo kuin herkän regeneraation pitkäaikainen olemassaolo aktiivisen elämäntavan aikana jatkuvasti loukkaantuneissa paikoissa.
Elinsiirto tai solujen, kudosten ja elinten siirto paikasta toiseen yhdessä organismissa sekä organismista toiseen. Usein on toivottavaa siirtää yhden organismin terve elin toisen organismin sairastuneen elimen paikalle, puhtaasti teknisten, kirurgisten tehtävien lisäksi on biologisia tehtäviä, jotka riippuvat luovuttajan kudosten immunologisesta yhteensopimattomuudesta vastaanottajan kehon kanssa, sekä moraalisia ja eettisiä ongelmia.
Transplantaatioita on kolmea tyyppiä: auto-, homo- ja heterotransplantaatio. Autotransplantaatio- elinten ja kudosten siirto samassa organismissa (ihonsiirto palovammojen ja kosmeettisten vikojen vuoksi, suolen siirto ruokatorven palovammoja varten).
Homotransplantaatio tai allogeeninen siirto - elinsiirto saman lajin eri organismien välillä. Tässä tapauksessa luovuttaja ja vastaanottaja ovat geneettisesti erilaisia. Poikkeuksena ovat identtiset kaksoset. Elinsiirto identtisten kaksosten välillä on hyödyllistä, koska tällaiset kaksoset ovat geneettisesti identtisiä.
Kudosten siirto eri biologisiin lajeihin kuuluvien organismien välillä - heterotransplantaatio tai ksenogeeninen siirto. Elinsiirron paikasta riippuen erotetaan ortotooppinen ja heterotooppinen transplantaatio. Ensimmäinen on elimen siirto sen luonnolliselle paikalle etäisen sijasta, toinen on elimen siirto sille epätavalliseen paikkaan.
Elinten siirtämiseksi luovuttajalle ja vastaanottajalle tehdään samanaikaisesti kirurginen toimenpide tai käytetään ruumiista otettuja elimiä. Siirrettävässä elimessä veren ja imusolmukkeen virtaus sekä sen hermotus häiriintyvät. Elinsiirron onnistuminen riippuu lääkärin kirurgisesta valmistautumisesta, siirteen elinkelpoisuudesta, vastaanottajan ja luovuttajan kudosten immunologisen yhteensopimattomuuden voittamisesta, ts. elinsiirto immuniteetti.
Etuäänestys:
1. Kuvaile postembryonaalista kehitystä.
2. Kuvaile epäsuoraa postembryonaalista kehitystä.
3. Mikä on toukkien biologinen merkitys?
4. Kuvaa suora postembryonaalinen kehitys.
5. Määrittele kasvun, ikääntymisen ja kuoleman käsitteet. Kuvaile, anna esimerkkejä.
6. Regeneraatio, regeneraatiotyypit. Regeneraation arvo lääketieteelle.
7. Elinsiirto, siirtotyypit. Elinsiirron merkitys lääketieteessä.
Ladataan...
