Узнайте Секреты Воспитания Ребенка И Легко Получите Результат

имя и адрес пусто пусто

sdamzavas.net

Гаметы

Гаметы — половые клетки, образующие при слиянии зиготу, которая является началом нового организма. Гаметы — высокоспециализированные клетки, участвующие в процессах, связанных с половым размножением. У них есть некоторые особенности, благодаря которым они отличаются от соматических клеток:

  • хромосомный набор у соматических клеток (справедливо для большинства организмов) — диплоидный, а гамет — гаплоидный;
  • гаметы не делятся;
  • гаметы, в особенности яйцеклетки, крупнее, чем соматические клетки, в яйцеклетке содержится много питательных веществ, в сперматозоиде, наоборот, они практически отсутствуют;
  • ядерно-цитоплазматическое соотношение у гаметов изменено по сравнению с соматическими клетками (в яйцеклетке, к примеру, ядро занимает значительно меньший объем, чем цитоплазма, в сперматозоиде —  наоборот, причем ядра сперматозоида и яйцеклетки близки по размерам).

В процессе оплодотворения сперматозоид играет активную роль. Обычно, сперматозоид подвижен и имеет малые размеры (например, у животных). Яйцеклетка дает зиготе свой набор хромосом и обеспечивает ранние стадии развития зародыша. В связи с этим она более крупного размера и, обычно, содержит большой запас питательных веществ. Кроме того, яйцеклетка, в отличие от сперматозоида, содержит органоиды, имеющие собственный генетический аппарат (митохондрии и пластиды). Поэтому признаки, определяемые ДНК митохондрий и пластид, передаются из поколения в поколение по материнской линии. Это является основой цитоплазматической наследственности.

Яйцеклетка

Яйцеклетка человека была открыта в начале XIX века Карлом Бэром. Зрелой яйцеклетки фактически не существует, т.к. окончательное созревание происходит уже после оплодотворения. Размер яйцеклеток может колебаться в широких пределах — от нескольких десятков микрон до нескольких сантиметров (например, у человека яйцеклетка около 100 мкм, яйцо страуса, тоже яйцеклетка, имеет длину со скорлупой порядка 155 мм). Ее форма обычно округлая или слегка сплюснутая. В строении яйцеклетки и соматических клеток принципиальных различий нет: у них есть ядро, цитоплазма с органоидами и оболочка. Тем не менее, у яйцеклетки есть ряд особенностей, которые отличают ее от соматических клеток. К этим особенностям относятся наличие ряда оболочек, которые располагаются поверх плазматической мембраны и наличие в ее цитоплазме некоторого количества (часто большого) запасных питательных веществ.

У яйцеклеток большинства животных есть дополнительные оболочки, которые располагаются поверх плазматической мембраны. В зависимости от происхождения оболочки делят на первичные, вторичные и третичные. Первичные -возникают в результате выделения ооцитом и, вероятно, фолликулярными клетками веществ, образующих слой, контактирующий с плазматической мембраной яйцеклетки. Их главная задача — защитная функция, а у некоторых организмов благодаря ним еще обеспечивается видовая специфичность проникновения сперматозоида, т.е. сперматозоидам других видов не дают проникать в яйцеклетку. У млекопитающих данная оболочка называется блестящей.Вторичные оболочки,которые образованны выделениями фолликулярных клеток яичника, встречаются не у всех яиц. Например, вторичная оболочка яиц у многих насекомых содержит канал — микропиле, через который сперматозоид проникает в яйцеклетку. Третичные оболочки образуются за счет деятельности специальных желез яйцеводов. К примеру, у птиц происходит образование белковой, подскорлуповой, скорлуповой и надскорлуповой оболочек.Вторичные и третичные оболочки, как правило, образуются у яйцеклеток животных, зародыши которых развиваются во внешней среде. Их строение обусловлено и соответствует условиям среды. Т.к. у млекопитающих происходит внутриутробное развитие, их яйцеклетки имеют только первичную оболочку. Поверх нее располагается лучистый венец — слой фолликулярных клеток, доставляющих к яйцеклетке питательные вещества.

Запас питательных веществ, который накапливается в яйцеклетках, называется желтком. В состав желтка входят углеводы, белки, жиры, РНК, минеральные вещества, а основную его массу составляют гликопротеиды и липопротеиды. Как правило, желток в цитоплазме содержится в виде желточных гранул. Количество питательных веществ, которые накапливаются в яйцеклетках, зависит от того, при каких условиях будет развивыться зародыш. Например, если яйцеклетка развивается вне организма матери и принадлежит крупному животному, содержание желтка может превышать 95% объема яйцеклетки. У млекопитающих яйцеклетки развиваются внутри тела матери, и эмбрионы получают все питательные вещества от нее, поэтому содержание желтка у них незначительно — менее 5%.

В зависимости от количества желтка, которое содержится в яйцеклетках, яйца различаются на следующие группы:

  • не содержащие желтка либо имеющие незначительное количество желточных включений (млекопитающие, плоские черви);
  • имеющие равномерно распределенный желток (ланцетник, морской еж);
  • имеющие неравномерно распределенный желток (рыбы, земноводные);
  • имеющие большую часть желтка, и лишь только на небольшом участке цитоплазмы на анимальном полюсе желтка нет (птицы).

У яйцеклеток, в связи с тем, что происходит накопление питательных веществ, появляется полярность. Эти противоположные полюса получили название вегетативного и анимального. У различных животных поляризация выражается неодинаково и зависит от распределения желтка и его количества. Поляризация в яйцеклетках заключается в том, что в клетке изменяется местоположения ядра, которое смещается в сторону анимального полюса, а также в некоторых особенностях распределения цитоплазматических включений (например, у многих яйиц количество желтка увеличивается от анимального к вегетативному полюсу).

Сперматозоид

Сперматозоид открыт учеником Роберта Гука. Сперматозоид встречается с яйцеклеткой, передает ей свою часть генетической информации и стимулирует развитие зиготы. Сперматозоид человека имеет длину 50-60 мкм. Из его функций вытекает и его строение. У млекопитающих сперматозоид имеет форму длинной нити. Самая крупная часть сперматозоида — головка, она образована ядром, которое в результате гиперспирализации хромосом сильно уплотненно. Ядро окружает тонкий слой цитоплазмы. На переднем конце головки располагается акросома – часть цитоплазмы с видоизмененным аппаратом Гольджи. Она вырабатывает фермент, который растворяет оболочки яйцеклетки для проникновения в нее сперматозоида. В месте, где происходит переход головки в среднюю часть, образуется перехват — шейка сперматозоида, в которой располагаются две центриоли. За шейкой идет средняя часть сперматозоида, которая представляет собой скопление митохондрий. Хвост сперматозоида является органоидом движения сперматозоида и имеет строение, типичное для всех жгутиков эукариот. Энергию необходимую для движения сперматозоида поставляет гидролиз АТФ, который происходит в митохондриях средней части сперматозоида.

Перейти к оглавлению.

www.studentguru.ru

1. Способность организмов производить себе подобных представителей того же вида:

а) размножение

б) развитие

в) оплодотворение

г) регенерация

Эталон : а

2. Процесс образования яйцеклеток:

а) сперматогенез

б) овогенез

в) фрагментация

г) оплодотворение

Эталон: г

3. Фаза гаметогенеза, сопровождающаяся увеличением объема цитоплазмы клеток, накоплением ряда веществ, необходимых для дальнейших делений, репликацией ДНК и удвоением хромосом, это фаза:

а) размножения

б) роста

в) созревания

г) формирования

Эталон: б

4. Для данного типа яйцеклеток характерно относительно мелкие размеры, небольшое количество равномерно распределенного желтка, расположение ядра ближе к центру:

а) изолецитальные

б) телолецитальные

в) резко телолецитальные

г) алецитальные

Эталон:а

5. В мейозе расхождение гомологичных хромосом происходит в:

а) метафазе I

б) анафазе I

в) профазе II

г) анафазе II

Эталон: б

6. В процессе гаматогенеза клетки многократно делятся митозом на стадии:

а) размножения

б) роста

в) созревания

г) формирования

Эталон: а

7. Амитозом делятся клетки:

а) яйцеклетка

б) клетки эмбриона

в) сперматогонии

г) кожи

Эталон: г

8. К форме полового размножения относят:

а) шизогонию

б) почкование

в) эндогонию

г) коньюгацию

Эталон: г

9. Акросома – это видоизмененный органоид:

а) ЭПС

б) лизосомы

в) пластинчатый комплекс

г) микротрубочки

Эталон: в

10. Внешнее оплодотворение характерно для:

а) млекопитающих

б) человека

в) рыб

г) птиц

Эталон: в

Заполнить таблицу

Таблица

Строение и функции гамет


5 простых приемов для развития у ребенка самостоятельности.

Узнать

 


Методика выполнения движений с ребенком от специалиста высшей квалификации

Скачать бесплатно

 



Содержание, карта сайта.

Наличие общих и специальных органоидов яйцеклетки


Строение яйцеклетки человека

Женская половая клетка – яйцеклетка – несмотря на свои большие размеры (живая яйцеклетка человека имеет диаметр 130 - 160 микрометров), была открыта довольно поздно. Упоминание о «яичке» встречаются еще в древней литературе, но сама яйцеклетка была открыта лишь в 1827 году Карлом Эрнестом фон Баэром.

Яйцеклетка неподвижна, имеет округлую форму (рис.4, 5). В центре клетки располагается ядро, содержащее гаплоидный набор хромосом. В цитоплазме яйцеклетки (ооплазме) присутствуют все органоиды общего назначения, за исключением клеточного центра. Клеточный центр привносится в яйцеклетку сперматозоидом в процессе оплодотворения. Из органелл наиболее выражены эндоплазматическая сеть, рибосомы и аппарат Гольджи. В цитоплазме яйцеклетки обнаруживаются иРНК и тРНК, которые обеспечивают активный белковый синтез после оплодотворения. По периферии цитоплазмы располагаются кортикальные гранулы(granula corticalia), число которых достигает 4000, а размеры 1 мкм. Они являются производными комплекса Гольджи, содержат гликозаминогликаны и различные ферменты (в том числе протеолитические), участвуют в кортикальной реакции, исключающей полиспермию.

Для ооплазмы характерно наличие включений трофических веществ (желток). Желток это совокупность белков, углеводно-белковых комплексов, липопротеидов, фосфолипидов и триглицеридов. Яйцеклетка у человека по содержанию и распределению в цитоплазме трофических (питательных) веществ является вторично олиголецитальной (маложелтковая) и изолецитальной (распределение желтка равномерно по всей цитоплазме).

Яйцеклетка имеет собственно оболочку – оолемму и образованную мукополисахаридами блестящую оболочку (zona pellucida- Zp). Zona pellucida состоит из гликопротеинов и гликозаминогликанов (хондроитинсерной, гиалуроновой и сиаловой кислот). Гликопротеины представлены тремя фракциями - Zpl, Zp2, Zp3. Фракция Zp3 является рецепторомспермиев, a Zp2 препятствует полиспермии.

Блестящая оболочка сохраняется вокруг зиготы и зародыша в течение всего предимплантационного периода эмбриогенеза. Это препятствует распаду дробящихся яйцеклеток на этапе дробления зиготы и бластулы, а также «прилипанию» бластулы к стенке маточной трубы и, как следствие, предотвращает возможность внематочной беременности. Самой поверхностной оболочкой яйцеклетки является лучистый венец (corona radiata), образованный несколькими слоями фолликулярных клеток яичника. Он выполняет трофическую и защитную функции, а так же участвует в образовании блестящей оболочки.

Рис. 4. Схема строения яйцеклетки человека (по Ю.И. Афанасьеву, 1999)

1 – ядро; 2 – оолемма; 3 – фоликулярный эпителий; 4 – лучистый венец; 5 – кортикальные гранулы; 6 – желточные включения; 7 – блестящая оболочка; 8 – рецептор во фракции Zp3 – N – ацетилглюкозамин.

Рис. 5. Микрофотография зрелого граафова пузырька

Показатель

яйцеклетка

сперматозоид

1. Форма

2. Размеры

3. Подвижность

4. Наличие общих и специальных органоидов

5. Наличие питательных веществ в цитоплазме

6. Функция

Самоконтроль по ситуационным задачам:

Задача 1. Определите тип яйцеклетки: «Яйцеклетка содержит большое количество желтка сосредоточенного в центре клетки, активная зона цитоплазмы и ядро расположены по поверхности. Такая яйцеклетка есть у насекомых.

Ответ: Тип яйцеклетки центролецитальный

Задача 2. У девятипоясного броненосца тату всегда рождается четное количество одинаковых детенышей. Как вы считаете, что происходит у этого животного при оплодотворении?

Ответ: У этого животного происходит оплодотворение нескольких яйцеклеток и в норме на стадии тотипотентных бластомеров происходит развитие монозиготных близнецов.

Задача 3. Объясните, в чем заключается сходство способов размножения у одноклеточных организмов - дрожжевых грибов и многоклеточных организмов – кишечнополостных? Какие преимущества дает этот способ размножения?

Ответ: Для этих групп организмов характерно бесполое размножение путем почкования. Это решает вопрос быстрого размножения и увеличения количества особей в популяции.

Задача 4. Сперматозоиды в семенной жидкости развивают скорость, равную 5см/ч, что применительно к их размерам, примерно в 1,5 раза быстрее, чем скорость пловца-олимпийца. Объясните, какие особенности их организации обусловливают такую скорость передвижения?

Ответ: В шейке сперматозоида расположена митохондрия спирального строения, в ней вырабатывается энергия необходимая на активное передвижение, большую часть энергии сперматозоид получает в виде фруктозы, которой много в эякуляте. Жгутик, состоящий из 9 пар микротрубочек и дуплет – в центре, является органоидом активного передвижения.

Задача 5. Для яйцеклеток характерно необычное отношение объема ядра к объему цитоплазмы: у яйцеклеток оно сильно снижено, а у сперматозоидов, наоборот, ядерно-цитоплазматическое отношение очень высокое. Свяжите показатели ядерно-цитоплазменных отношений с функциональной ролью половых клеток.

Ответ: Низкие показатели ядерно-цитоплазматических отношений яйцеклеток связаны с наличием большого объема цитоплазмы, в которой располагается питательный материал для будущего зародыша, происходит накопление копий РНК. В сперматозоидах объем цитоплазмы мал. Почти вся клетка занята ядром, этот факт связан с иной функций гамет – доставка наследственного материала к яйцеклетке.

Занятие № 8: «Наследственность – фундаментальное свойство живого. Закономерности наследования»

Подготовка к практическому занятию

При подготовке необходимо использовать основные источники, лекционный материал, а также дополнительную литературу по теме занятия.

Перечень вопросов для самоподготовки по теме практического занятия:

1. Особенности гибридологического метода Г.Менделя.

2. Типы скрещивания (прямое, обратное, возвратное, анализирующее).

3. Гипотезы, выдвинутые Г.Менделем в результате анализа опытов, их суть.

4. Законы, установленные Г.Менделем в результате анализа опытов по моногибридному скрещиванию.

5. Соотношение понятий: «законы наследования» и «законы наследственности». Сущность менделизма.

6. Цитологические основы наследования, расщепления.

7. Условия реализации менделевских закономерностей.

8. Менделирующие признаки у человека.

9. Соотношение понятий «ген» и «аллель».

10. Понятие об аллельных генах – определение, отличие от неаллельных генов.

11. Соотношение понятий «признак», «пара контрастных (альтернативных). признаков», «контрастные (альтернативные) состояния одного признака».

12. Плейотропия – прямая (истинная) и относительная (зависимая).

13. Множественный аллелизм – суть, примеры. Проявление множественного аллелизма при наследовании групп крови по системе АВ0 у человека.

14. Свойства генов – экспрессивность, пенетрантность (суть, примеры).

15. Полное доминирование как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей).

16. Неполное доминирование как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей).

17. Кодоминирование как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей).

18. Проявление кодоминирования при наследовании групп крови по системе АВ0 у человека.

19. Сверхдоминирование как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей) и его связь с общебиологическими закономерностями.

20. Межаллельная комплементация как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей).

21. Аллельное исключение как форма взаимодействия аллельных генов (аллелей). Пример аллельного исключения у человека.

Перечень практических умений по изучаемой теме

Умение:

- объяснить виды взаимодействия аллелей в генотипе;

- дать обозначения аллелей, характеристику их свойств и типа взаимодействия, при оформлении условий задач;

- составить генетическую схему наследования менделирующих признаков при моногибридном скрещивании;

- определить число качественно различных сортов гамет, продуцируемых отдельным индивидуумом;

- определить генотип и фенотип потомков по генотипу родителей;

- определить генотип родителей по фенотипу детей;

- составить генетические схемы наследования признаков при различных формах взаимодействия аллелей (аллельных генов);

- оформить решение задачи и ответ в соответствии с предъявляемыми стандартными требованиями.

Рекомендации по выполнению УИРС

(требования к оформлению рефератов см. «Занятие №1»)

Предлагаемые темы рефератов:

Личность и судьба Г.Менделя

Цитологическая основа закономерностей, установленных Г.Менделем

3. Основные правила теории вероятности и их применение при анализе результатов дигибридного и полигибридного скрещивания

4. Наследование групп крови по системе АВ0 у человека – правила и исключения из правил

5. Межаллельная комплементация – суть и механизмы

6. Аллельное исключение и его биологическое значение

Изготовление таблиц, отражающих:

- Новые данные о возможных генотипах лиц, имеющих группы крови по системе АВ0 с учётом возможности цисположения аллелей IА и IВ, изменяющего схему наследования групп крови

- Новые данные об экспрессии аллеля I0 системы АВ0

- Современные представления о сущности явления межаллельной комплементации. Примеры различных типов взаимодействия аллелей у человека

Самоконтроль по тестовым заданиям изучаемой темы:

С целью проверки своих знаний выберите правильный ответ на вопросы, приведенные ниже:

studfiles.net

25. Половые клетки человека, их строение. Типы строения яйцеклеток.

Для участия в половом размножении в родительских организмах вырабатываются гаметы —клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции.

Слияние материнской и отцовской гамет приводит к

возникновению зиготы — клетки, представляющей собой дочернюю особь на первой, наиболее ранней стадии индивидуального развития.

У некоторых организмов зигота образуется в результате объединения гамет, неотличимых по строению. В таких случаях говорят об изогамии.

У большинства видов по структурным и функциональным признакам половые клетки делятся на материнские (яйцеклетки) и отцовские (сперматозоиды). Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются разными организмами — женскими (самки) и мужскими (самцы). В подразделении гамет на яйцеклетки и сперматозоиды, а особей на самок и самцов заключается явление полового диморфизма (рис. 5.1; 5.2). Наличие его в природе отражает различия в задачах, решаемых в процессе полового размножения мужской или женской гаметой, самцом или самкой.

Мужские половые клетки человека — сперматозоиды, или спермии, длиной около 70 мкм, имеют головку, шейку и хвост. Сперматозоид покрыт цитолеммой, которая в переднем отделе содержит рецептор —обеспечивающий узнавание рецепторов яйцеклетки. Головка сперматозоида включает небольшое плотное ядро с гаплоидным набором хромосом. Передняя половина ядра покрыта плоским мешочком, составляющим чехлик сперматозоида. В нем располагается акросома (от греч. асго — верхушка, soma — тело),

состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Акросома содержит набор ферментов. В ядре сперматозоида человека, занимающего

основную массу головки, содержится 23 хромосомы, одна из которых является половой (X или Y), остальные — аутосомами. Хвостовой отдел сперматозоида состоит из промежуточной, главной и терминальной частей.

При исследовании сперматозоонов под электронным микроскопом обнаружено, что протоплазма головки его имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоонов к неблагоприятным влияниям внешней среды. Например, они в меньшей степени повреждаются ионизирующей радиацией по сравнению с незрелыми половыми клетками.

Все сперматозооны несут одноименный (отрицательный) электрический заряд, что препятствует их склеиванию.

Человек выделяет около 200 млн. сперматозоидов

Яйцеклетки, или овоциты (от лат. ovum — яйцо), созревают в неизмеримо меньшем количестве, чем сперматозоиды. У женщины в течение полового цикла 24—28 дней) созревает, как правило, одна яйцеклетка. Таким образом, за детородный период образуются около 400 зрелых яйцеклеток. Выход овоцита из яичника называется овуляцией. Вышедший из яичника овоцит окружен венцом фолликулярных клеток, число которых достигает 3—4 тыс. Он подхватывается бахромками маточной трубы (яйцевода) и продвигается по ней. Здесь заканчивается созревание половой клетки. Яйцеклетка имеет шаровидную форму, больший, чем у спермия, объем цитоплазмы, не обладает способностью самостоятельно передвигаться. Строение. Яйцеклетка человека имеет диаметр около 130 мкм. К цитолемме прилежат блестящая, или прозрачная, зона и далее слой фолликулярных клеток. Ядро женской половой клетки имеет гаплоидный набор хромосом с X-половой хромосомой, хорошо выраженное ядрышко, в кариолемме много поровых комплексов. В период роста ооцита в ядре происходят интенсивные процессы синтеза иРНК, рРНК. В цитоплазме развиты аппарат синтеза белка (эндоплазматическая сеть, рибосомы) и аппарат Гольджи. Количество митохондрий умеренно, они расположены около желточного ядра, где идет интенсивный синтез желтка, клеточный центр отсутствует. Аппарат Гольджи на ранних стадиях развития располагается около ядра, а в процессе созревания яйцеклетки смещается на периферию цитоплазмы.

Яйцеклетки покрыты которые выполняют защитную функцию, обеспечивают необходимый тип обмена веществ, у плацентарных млекопитающих служат для внедрения зародыша в стенку матки, а также выполняют и другие функции. Цитолемма яйцеклетки имеет микроворсинки, располагающиеся между отростками фолликулярных клеток. Фолликулярные клетки выполняют трофическую и защитную функции.

Яйцеклетки значительно крупнее, чем соматические клетки. Внутриклеточная структура цитоплазмы в них специфична для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые (а нередко, и индивидуальные) особенности развития. В яйцеклетках содержится ряд веществ, необходимых для развития зародыша. К их числу относится питательный материал (желток).

Классификация яйцеклеток основывается на признаках наличия, количества и распределения желтка (lecithos), представляющего собой белково-липидное включение в цитоплазме, используемое для питания зародыша. Различают безжелтковые (алецитальные), маложелтковые (олиголецитальные), среднежелтковые (мезолецитальные), многожелтковые (полилецитальные) яйцеклетки. У человека наличие малого количества желтка в яйцеклетке обусловлено развитием зародыша в организме матери.

Полярность яйцеклеток. При малом количестве желтка в яйцеклетке он обычно распределен в цитоплазме равномерно и ядро располагается примерно в центре. Такие яйцеклетки называют изолецитальными (от греч. изос —равный). У большинства позвоночных желтка много, и он распределен в цитоплазме яйцеклетки неравномерно. Это анизолециталъные клетки. Основная масса желтка скапливается у одного из полюсов клетки — вегетативного полюса. Такие яйцеклетки называют телолецйтальными (от греч. телос — конец). Противоположный полюс, к которому оттесняется свободная от желтка активная цитоплазма, называют анималъным. Если желток все же погружен в цитоплазму и не обособлен от нее в виде отдельной фракции, как у осетровых и земноводных, яйцеклетки называют умеренно телолецитальными. Если желток полностью отделен от цитоплазмы, как у амниот, то это резко телолецитальные яйцеклетки.

studfiles.net

Органеллы специального назначения

Микроворсинки – мелкие (0,1-1 мкм) неподвижные вы­пячивания цитоплазмы апикальной части клетки, покрытые клеточной мембраной. Они значительно увеличивают площадь поверхности клетки, облегчая процессы всасывания веществ из окружающей среды (например, микроворсинки эпителия кишечника).

Мерцательные реснички – выпячивания цитолеммы (длиной 5-10 мкм, толщиной 0,2 мкм) апикальной части клетки. Внутри реснички расположена осевая нить, состоящая из 9 дуплетов (пар) периферических микротрубочек и одной пары центральных микротрубочек, связанных с периферическими белковыми нитями. В основании реснички расположено базальное тельце, по строению сходное с центриолью.

Жгутики – по строению сходны с ресничками, но гораздо крупнее (имеют длину 50 мкм и толщину 0,2 – 0,5 мкм).

Миофибриллы – упорядоченно расположенные в поперечно-полосатых мышечных волокнах комплексы нитей ак­тина и миозина. Обеспечивают сокращение мышечных волокон.

Нейрофибриллы – пучки нейротрубочек и нейрофиламентов в нервных клетках. Обеспечивают транспорт веществ в нервных клетках.

Акросомы сперматозоидов – преобразованный комплекс Гольджи, предназначенных для разрушения оболочки яйцеклетки при оплодотворении.

Включения

Это непостоянные структурные компоненты клетки. Они возникают и исчезают в зависимости от функционального и метаболического состояния клетки, являются продуктами её жизнедеятельности и отражают функциональное состояние клетки в момент исследования. Включения подразделяют на несколько групп: трофические, секреторные, экскреторные, пигментные и др.

Трофические включения – запас питательных веществ клетки. Различают углеводные, жировые и белковые включения. Например, глыбки гликогена и капли жира в клетках печени – запас углеводов и липидов, который образуется в организме после еды и исчезает при голодании. Желточные включения (липопротеидные гранулы) в яйцеклетке – запас питательных веществ, необходимый для развития зародыша в первые дни его возникновения.

Секреторные включения – гранулы и капли веществ, синтезированных в клетке для нужд организма (например, пищеварительные ферменты для желудочного и кишечного сока), которые накапливаются в вакуолях комплекса Гольджи апикальной части клетки и выводятся из клетки путём экзоцитоза.

Экскреторные включения – гранулы и капли веществ, вредных для организма, которые выводятся клетками во внешнюю среду с мочой и калом. Например, экскреторные включения в клетках канальцев почек.

Пигментные включения – гранулы или капли веществ, придающих клетке цвет. Например, глыбки белка меланина, имеющего коричневый цвет в меланоцитах кожи, или гемоглобин в эритроцитах.

Помимо структур цитоплазмы, которые можно четко отнести к органеллам или включениям, в ней постоянно имеется огромное количество разнообразных транспортных пузырьков, обеспечивающих перенос веществ между различными компонентами клетки.

Гиалоплазма – истинный раствор биополимеров заполняющий клетку, в котором во взвешенном состоянии (как в суспензии) находятся органеллы и включения, а также ядро клетки. К биополимерам гиалоплазмы относятся белки, жиры, углеводы, нуклеиновые кислоты, а также их сложные комплексы, которые растворены в воде, богатой минеральными солями и простыми органическими соединениями. Кроме того, в гиалоплазме находится цитоматрикс – сеть белковых волокон толщиной 2-3 нм. Через гиалоплазму различные структурные компоненты клетки взаимодействуют между собой, происходит обмен веществ и энергии. Гиалоплазма может переходить из жидкого (золь) в желеобразное (гель) состояние. При этом снижается скорость движения в гиалоплазме потоков веществ и энергии, движение органоидов, включений и ядра, а значит угнетается и функциональная активность клетки.

Ядро

Ядро является обязательной, важнейшей частью клетки содержащей её генетический аппарат. Оно выполняет следующие функции: 1) хранение генетической информации (в молекулах ДНК, находящихся в хромосомах); 2) реализацию генетической информации (контроль и регуляция разнообразных процессов в клетке); 3) воспроизведение и передачу генетической информации дочерним клеткам (при делении).

Обычно в клетке имеется только одно ядро, но встречаются и многоядерные клетки (образуются вследствие митоза, не сопровождающегося цитотомией).

Форма ядра зависит от формы клетки. Так, клетки круглой и кубической формы обычно имеют круглое ядро, клетки плоские – уплощённое, клетки призматической формы - овальное ядро, клетки веретеновидной формы – палочковидное ядро. Встречаются ядра палочковидные и сегментированные. Размеры ядра и ядерно-цитоплазматическое отношение обычно постоянны для каждого типа клеток, увеличиваясь при усилении её функциональной активности.

Основные компоненты ядра: ядерная оболочка, хромо­омы (хроматин), ядрышко, кариоплазма, ядерный матрикс.

Ядерная оболочка отделяет ядро от цитоплазмы, отграничивает его содержимое и обеспечивает обмен веществ между ядром и цитоплазмой. Ядерная оболочка состоит из двух биологических мембран, между которыми расположено перинуклеарное пространство шириной 15-40 нм. Наружная мембрана ядра покрыта рибосомами и переходит в мембраны гранулярной эндоплазматической сети. К внутренней мембране прилежит слой белковых филаментов (ламина) кариоскелета, через который к ядерной оболочке прикрепляются хромосомы (рис. 2-9).

Рис 2-9. Ядро клетки (А). Рисунок ультраструктуры ядра (Б).

1. Ядерная оболочка.

2. Пора.

3. Гранулы хроматина.

4. Кариоплазма.

5. Ядрышко.

6. Наружная мембрана ядерной оболочки.

7. Внутренняя мембрана ядерной оболочки.

8. Перинуклеарное пространство.

9. Рибосомы.

10. Ламина.

11. Гранулярная эндоплазматическая сеть.

12. Цитоплазма.

(По О. В. Волковой, Ю. К. Елецкому).

В ядерной оболочке имеются отверстия – ядерные поры диаметром 90 нм (рис. 2-10). Они являются не просто отверстиями, а очень сложно организованными комплексами пор. В их состав входят белки, которые образуют по краю поры три ряда по 8 гранул, а в центре поры расположена 1 гранула, связанная белковыми нитями с периферическими гранулами.

При этом образуется перегородка, диафрагма толщиной 5 нм. Эти комплексы пор обладают избирательной проницаемостью: через них не могут пройти мелкие ионы, но переносятся длинные нити информационной РНК и субъединицы рибосом.

В ядре имеется несколько тысяч пор, занимающих от 3 до 35% его поверхности. Количество их значительно больше в клетках с интенсивными синтетическими и обменными процессами. В ядерных оболочках зрелых сперматозоидов, где биосинтез белка не происходит, поры не обнаружены. Замечено также, что чем выше функциональная активность клетки, тем сильнее извита кариолемма (для увеличения площади обмена веществ между ядром и цитоплазмой).

Рис. 2-10. Комплекс поры (схема).

1. Наружная мембрана.

2. Внутренняя мембрана.

3. Перинуклеарное пространство.

4. Комплекс поры.

а. Гранулы.

б. Центральная гранула.

(По О. В. Волковой, Ю. К. Елецкому).

Хромосомы – комплексы ДНК с белком. В период митоза хромосомы конденсированы и хорошо видны в клетке под микроскопом в виде интенсивно окрашенных палочковидных телец. В них очень плотно упакованы длинные нити ДНК с белком. В интерфазном ядре хромосомы под световым микроскопом не видны, а под электронным микроскопом в ядре выявляются многочисленные нити толщиной 30 нм, ко­торые представляют собой фрагменты деспирализованных хромосом.

Упаковка ДНК в хромосоме (рис. 2-11). Двойная спираль ДНК (2 нм толщиной) наматывается на глобулы белкагистона - нуклеосомы (по одному витку на каждой глобуле). В результате образуется нуклеосомная нить, имеющая вид нитки бус толщиной 11 нм. На втором уровне упаковки эта нить продольно скручивается с образованием хромосомной фибриллы толщиной 30 нм, которая складывается, сшивается негистоновыми белками, образуя петли и фибриллу толщиной 300 нм. Последняя опять образует складки и ещё более толстую и короткую структуру толщиной 700 нм – хроматиду, из пары которых и образуются хромосомы (толщиной 1400 нм) в делящейся клетке.

Подсчитано, что в каждой хромосоме (3-5 мкм длины) упакована нить ДНК длиной несколько сантиметров, а общая длина нитей ДНК в одной клетке человека более 170 см. Эта плотность упаковки сравнима с укладкой нити длиной 20 км в клубок диаметром 10 см.

Считывание генетической информации с ДНК (транскрипция, образование информационной РНК) может происходить только в деспирализованных, открытых для считывания информации хромосомах интерфазной клетки (эухроматин). В более спирализованных участках хромосом (гетеро­хроматин) транскрипция не происходит. Во время деления (митоза) происходит максимальная спирализация ДНК хромосом. В этот период генетическая информация с ДНК считываться не может и синтетические процессы в клетке резко заторможены.

Рис. 2-11. Схема организации хроматина и хромосом. (По Э. Г. Улумбекову и соавт.).

Морфология митотических хромосом. Хромосомы во время митоза представляют собой палочковидные структуры разной длины. В них выявляется первичная перетяжка (центромера, кинетохор) - сложная белковая структура к которой прикрепляются микротрубочки клеточного веретена, связанные с перемещением хромосом при делении клетки. Она делит хромосому на два плеча. Хромосомы с равными плечами называются метацентрическими, с плечами неодинаковой длины – субметацентрическими. Хромосомы с очень коротким вторым плечом называются акроцентрическими. Некоторые хромосомы, кроме того, имеют вблизи одного из концов вторичные перетяжки, отделяющие маленький участок хромосомы – спутник. Вторичные перетяжки называют также ядрышковыми организаторами, так как на этих участках в интерфазе происходит образование ядрышка.

Кариотип – совокупность хромосом данного вида животных (их число, размеры и особенности строения). Например, кариотип человека составляет 22 пары соматических хромосом +1 пара половых хромосом.

Хроматин – мелкие глыбки интенсивно окрашенного базофильного материала в фиксированном интерфазном ядре клетки. Чем сильнее спирализованы, конденсированы хромосомы, тем крупнее эти глыбки. В виде самой крупной глыбки хроматина выявляется вторая (плотно скрученная, не функционирующая) Х-хромосома в клетках женского организма. Её называют половым хроматином (тельце Барра). По его присутствию в образцах тканей можно идентифицировать пол погибшего, что используется в судебно-медицинской практике.

Ядрышки – плотные, интенсивно окрашенные округлые образования в ядре размером 1-2 мкм. Их может быть несколько. Ядрышки образуются в ядре в области ядрышковых организаторов, которые обычно располагаются в области вторичных перетяжек некоторых хромосом. Там находятся гены, кодирующие рибосомную РНК. Ядрышки состоят из гранулярного и фибрилярного компонентов. Гранулы ядрышек представляют собой субъединицы рибосом, а нити – молекулы образовавшейся рибосомной РНК. Последние связываются с белками, поступающими из цитоплазмы, с образованием субъединиц рибосом. Эти субъединицы через ядерные поры выходят в цитоплазму, где объединяются в рибосомы и связываются с информационной РНК для синтеза белка. Чем выше функциональная, синтетическая активность клетки, тем многочисленней и крупнее её ядрышки.

Кариоплазма (ядерный сок) – жидкий компонент ядра, истинный раствор биополимеров, в котором во взвешенном состоянии расположены хромосомы и ядрышко. По своим физико-химическим свойствам кариоплазма близка к гиалоплазме.

Кариоскелет – фибрилярная сеть ядра, которая уплотняется около ядерной оболочки с образованием лямины. Кариоскелет поддерживает определённую форму ядра и расположение в нём хромосом.

Ядерный матрикс – кариоплазма вместе с кариолеммой.

Основные проявления жизнедеятельности клеток - определённая структурная организация, постоянный обмен веществ и энергии с окружающей средой, раздражимость и возбудимость, движение, способность к самовоспроизведению.

Для нормальной жизнедеятельности клетки необходима определённая структурная организация, т. е. закономерное распределение в пространстве и во времени всех макромолекул, биополимеров, хромосом, мембран, органоидов и включений клетки. Это необходимое условие для нормального её существования и функционирования.

Синтетические процессы в клетке необходимы как для восстановления изношенных повреждённых структур клетки, так и для образования веществ, которые производятся и выделяются клеткой на экспорт, для нужд организма. Этот процесс называется секрецией.

Взаимодействие структурных компонентов клетки при синтезе белков и небелковых веществ.

Все описанные выше структурные компоненты клетки взаимосвязаны и взаимодействуют между собой в процессе жизнедеятельности клетки. Например, при биосинтезе белка на экспорт (секреторные белки) через цитолемму внутрь клетки поступают необходимые исходные вещества (аминокислоты). В ядре в результате транскрипции образуется информационная РНК, которая поступает в цитоплазму и несёт информацию о строении будущего белка, сюда же из ядрышек доставляются субъединицы рибосом и транспортные РНК. На рибосомах гранулярной цитоплазматической сети происходит биосинтез белка и образующиеся его молекулы поступают внутрь цистерн и каналов этой сети, где образуется их вторичная и третичная структура, происходит их связывание с олигосахаридами, сульфатными и фосфатными группами. Затем белки транспортируются к комплексу Гольджи. Там происходит дозревание (связывание белков с углеводами и липидами), накопление и упаковка секрета в мембраны, образование крупных вакуолей и гранул секрета, затем секреторные вакуоли и гранулы выделяются через цитолемму апикальной части клетки путём экзоцитоза. Энергию необходимую для синтетических процессов поставляют митохондрии. Микротрубочки и микрофиламенты цитоскелета обеспечивают перемещение в цитоплазме органелл и транспорт веществ. Изнашиваемые в ходе этих процессов органоиды разрушаются лизосомами, а вместо них образуются новые. Таким образом, большинство структурных компонентов клетки принимает участие и взаимодействуют между собой в процессе биосинтеза белка, а клетка функционирует как единое целое.

В синтезе небелковых веществ (углеводы, липиды) также участвуют ДНК ядра, информационная РНК, свободные рибосомы, на которых образуются ферменты биосинтеза небелковых веществ. Эти ферменты поступают в гладкую эндоплазматическую сеть, где участвуют в синтезе углеводов и липидов. Эти вещества затем направляются в комплекс Гольджи, где упаковываются в секреторные гранулы, а затем выводятся наружу путём экзоцитоза.

Секреция – это образование и выделение из клетки веществ, необходимых для других клеток, органов и всего организма. Все клетки могут продуцировать определенные вещества на экспорт, однако есть клетки, которые специализируются на этом – секреторные клетки. Если секрет выделяется клеткой во внутреннюю среду организма (кровь, лимфу, спинномозговую, межклеточную жидкость), то его называют инкретом (например, гормоны). Примером секреции является образование железистыми клетками желудка желудочного сока, слюнными и потовыми железами - слюны и пота. Если клетки выделяют во внешнюю среду вещества ненужные, вредные для организма, то этот процесс называется экскрецией.

studfiles.net

Классификация яйцеклеток

В зависимости от количества желтка в яйцеклетке они делятся на следующие группы:

1. Алецитальные - безжелтковые;

2. Олиголецитальные (маложелтковые)

а) первичные - у примитивных хордовых, которые очень быстро развиваются через стадию личинки;

б) вторичные - у млекопитающих (плацентарных) и человека;

3. Мезолецитальные - среднее количество желтка (амфибии);

4. Полилецитальные - большое количество желтка (птицы, рептилии, рыбы).

В зависимости от места и равномерности распределения желтка, яйцеклетки делятся на:

  1. Изолецитальные - равномерное распределение желтка по яйцеклетке. Это как правило олиголецитальные яйцеклетки.

  2. Центролецитальные - в центре;

  3. Телолецитальные - это полилецитальные яйцеклетки, в которых желток располагается на одном полюсе (вегетативном), а органеллы в другом (анимальном).

а) умеренно телолецитальные - у амфибий;

б) резко телолецитальные - у птиц;

Строение яйцеклетки.

Яйцеклетка плацентарных млекопитающих относительно небольших размеров 50-150 мкм, окружена прозрачной зоной (zona pellucida) и слоем фолликулярных клеток, принимающих участие в ее питании. Яйцеклетка имеет оболочки, цитоплазму и ядро.

¨Оболочки - все яйцеклетки имеют цитолемму (оволемму), или первичную оболочку, многие окружены вторичной - углеводно-белковой оболочкой, и некоторые яйцеклетки имеют третичную - скорлуповые, подскорлуповые.

¨Цитоплазма (ооплазма) содержит в том или ином количестве питательный материал - желток. Кроме этого цитоплазма накапливает также запасы разнообразных белков: гистонов, структурных белков рибосом, тубулина и др.

¨Среди органелл хорошо развита эндоплазматическая сеть, количество митохондрий умеренно. Комплекс Гольджи в зрелой яйцеклетке расположен на периферии цитоплазмы, здесь расположены небольшие кортикальные гранулы, содержащие гликозаминогликаны.

¨Желток - включение, располагается в виде гранул или более крупных шаров и пластинок, образованных фосфолипидами, протеинами и углеводами. Структурной единицей желтка является комплекс липовителина (липопротеида) и фосфолитина (фосфопротеида).

Яйцеклетка характеризуется полярностью, которая выражена тем сильнее, чем больше желтка. Та часть, где накапливается желток - вегетативный полюс, куда смещается ядро и органеллы - анимальный полюс.

¨Ядро - имеет гаплоидный набор хромосом. В период роста в ядре происходят интенсивные синтетические процессы (синтез РНК, ДНК).

Эмбриогенез

Эмбриогенез - период внутриутробного развития зародыша человека и животных который начинается с момента оплодотворения, сопровождается формированием и развитием всех тканей, органов, систем и плода в целом способного к самостоятельной жизнедеятельности, и заканчивается рождением ребенка.

Развитие зародыша происходит стадийно, с постепенным качественными и количественными изменениями. В процессе эмбриогенеза различают следующие стадии:

  1. оплодотворение;

  2. дробление и образование бластулы;

  3. гаструляция и дифференциация зародышевых листов;

  4. образование зачатков тканей (гистогенез);

  5. образование органов (органогенез);

  6. образование систем органов (системогенез) плода.

Оплодотворение - слияние мужской и женской гамет, вследствие чего восстанавливается диплоидный набор хромосом, характерный для каждого вида животных и образуется одноклеточный зародыш - зигота.

Оплодотворению предшествует осеменение - излитие семенной жидкости в половые пути при внутреннем оплодотворении, или в среду, где находиться яйцеклетка, при наружном оплодотворении.

Оплодотворение происходит в ампулярной части маточной трубы.

Способность сперматозоида к оплодотворения называется капацитацией и приобретается им она постепенно по мере его продвижения по репродуктивному тракту женщины.

·Капацитация это процесс активации спермиев, который происходит в яйцеводе под влиянием слизистого секрета его железистых клеток. В этом процессе большую роль играют гормональные факторы (прогестерон - гормон желтого тела). После капацитации следует акросомальная реакция в результате роторой происходит выделение из сперматозоида ферментов - гиалуронидазы и трипсина играющих важную роль в проникновении его в яйцеклетку.

· В процессе оплодотворения различают 3 фазы:

  1. Дистантное взаимодействие. Обеспечивается совокупностью неспецифических факторов, которые способствуют вероятности столкновения половых клеток. Химические соединения: гамоны - женские гиногамоны; мужские - андрогамоны; Гиногамоны I - низкомолекулярные соединения небелковой природы, которые активизируют движение сперматозоида. Гиногамоны II (фертилизины) видоспецифические белки, которые вызывают склеивание сперматозоидов при реакции их с комплементарным андрогамономII. Андрогомоны I - антагонисты гиногамонов I, вещества небелковой природы, угнетают движение сперматозоидов.

2. Контактное взаимодействие и проникновение сперматозоида в яйцеклетку, осуществляется при помощи акросомы. При этом выделяються из акросомы ферменты гиалуронидаза и трипсин, которые растворяют контакты между фолликулярными клетками зернистой зоны (акросомальная реакция). Это явление называется декудацией (оголение) овоцита. В следствии этого происходит полное расщепление блестящей (вторичной) оболочки яйцеклетки. Плазматические мембраны в месте контакта половых клеток сливаются и образуются плазмогония - объединение цитоплазмы обеих гамет. Ферменты, выделенные из акросом, разрушают лучистый венец, расщепляют гликозаминогликаны вторичной (блестящей) оболочки яйцеклетки. Отделяющиеся фолликулярные клетки склеиваются в конгломерат, который вслед за яйцеклеткой перемещается по трубе благодаря мерцанию ресничек эпителиальных клеток слизистой оболочки.

3. Пенетрация сперматозоида в яйцеклетку.

В ооплазму проникает головка и промежуточная часть хвостового отдела сперматозоида, что приводит к уплотнению периферической части ооплазмы и образование оболочки оплодотворения (кортикальная реакция). Кортикальная реакция является одним из механизмов, который препятствует другим сперматозоидам проникнуть в яйцеклетку. Головка сперматозоида после проникновения делает поворот на 180°, ядро набухает, округляется, хроматин разрыхляется и оно превращается в мужской пронуклеус. Ядро яйцеклетки превращается в женский нуклеус. Они сближаются и взаимодействуют, в результате чего происходит спирализация хромосом и образование метафазной пластинки с двух гаплоидных пронуклеусов. Объединение двух пронуклеусов называется синкарионом (sin - связь, karyon - ядро). В составе сперматозоида в яйцеклетку входит и центриоль, которая необходима для деления зиготы. Параллельно происходит перераспределение цитоплазматического материала зиготы с образованием зон повышенной концентрации желтковых и пигментных гранул. Это явление ооплазматической сегрегации. Во время дальнейшего развития каждый участок оплодотворенной яйцеклетки дает начало той или иной части организму. Эти участки цитоплазмы зиготы называются презумтпивными зонами. Таким образом образуется зигота, приобретая гены, унаследованные от обоих родителей.

Дробление (fissio) - последовательное митотическое дробление зиготы на клетки (бластомеры), в результате которых зигота превращается в многоклеточный организм - бластоцисту, при этом тормозится биосинтез белка и с каждым делением зиготы клетки уменьшаются до тех пор, пока не достигнут размеров соматических клеток, характерных для данного вида.

При этом отсутствует G1-период интерфазы, размеры зародыша в целом не превосходят размеры исходной клетки

Перечисленное позволяет назвать этот процесс дроблением, а клетки бластомерами (от греч.blastos - зародыш, meros- часть). Период 1-6 суток.

У разных животных дробление зародыша происходит по-разному и определяется количеством и характером распределения желтка в яйцеклетке.

Существует определенная последовательность и четкий порядок появления борозд дробления. Борозды и плоскости поочередно переменно проходят через апикальный и вегетативный полюс клетки (меридианное направление), поперечно (широтное направление) и параллельно поверхности клетки (тангенциальное направление).

Виды дробления

В зависимости от вида яйцеклетки различают несколько видов дробления

  1. Полное равномерное дробление характерно для первично

олиголецитальных, изолецитальных яйцеклеток (ланцетник).

  1. Полное и неравномерное дробление - характерно для мезолецитальных яйцеклеток, потому что деления вегетативной части, где сконцентрирован желток происходит не так быстро как на апикальном полюсе и не полно.

  1. Частичное (дискоидальное) или меробластическое - характерно для резко телолецитальных яйцеклеток. В этом случае дроблению подлежит только часть яйцеклетки у апикального полюса (птицы).

  1. Полное асинхронное неравномерное или голобластическое - характерно для вторично олиголецитальных, изолецитальных (яйцеклеток плацентарных млекопитающих и человека).

В результате дробления образуется многоклеточный зародыш в виде:

1. Морулы - компактное плотное скопление бластомеров в виде тутовой ягоды (16-32).

2. Бластула - в центральной части образуется полость, заполненная жидкостью - бластоцель и зародыш превращается в бластоцисту - зародышевый пузырек. Имеет стенку - бластодерму, построенную из трофобласта. Бластодерма имеет крышу, образованную дроблением анимального полюса и дно, образованное из вегетативного полюса, между ними располагается краевая зона.

studfiles.net


Смотрите также

Подпишитесь на бесплатный курс "Секреты воспитания"
и получите бесплатно
Секретную книгу.

Из данного курса Вы узнаете о тайнах народной педагогики, о секретах современных технологий воспитания и массу другой полезной информации для решения Ваших проблем.
Ваш e-mail: *
Ваше имя: *

12 простых формул для подготовки ребенка к детскому саду

Узнать

 


Адаптационные игры с песком

Узнать

 


Как быть счастливыми родителями

Узнать