Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

ЦИТОЛОГИЯ

 

Учебное пособие

 

 

Для студентов факультета:

 «Высшего сестринского образования» (очного и заочного)

 

Владивосток 2006

 

УДК 576.3

ББК 28.05

 

 

Авторы:

В.С. Каредина – д.м.н., профессор, зав.каф. биологии;

 доценты – к.б.н. Г.Г. Божко,

 к.б.н. Л.А. Масленникова,      

 к.б.н. Л.В. Веревкина

 

 

Рецензенты:

Н.П. Токмакова к.б.н., доцент каф. клеточной биологии АЭМББТ ДВГУ. 

Г.Г. Калинина к.б.н., проф. каф. водных биоресурсов и аквакультуры ДВ государственного технического рыбохозяйственного университета.

 

Методическая разработка утверждена:

1) на заседании кафедры биологии ВГМУ. Протокол № 5        от 3 марта 2006г.

2) на заседании ЦМК математических и естественно-научных дисциплин ВГМУ. Протокол № 5 от 25 марта 2006г.

3) на заседании УМС факультета ВСО протокол № 14 от 17 мая 2006г.

 

 

Учебное пособие по разделу «Цитология» подготовлено в соответствии с программой биологии для студентов высшего сестринского образования.

Пособие может быть использовано студентами других факультетов.

 

Оглавление

	Стр.
Введение	5
1. Сущность жизни. Формы жизни. Клеточная теория	5
2. Уровни организации живого	7
Глава 1. Биология эукариотической клетки.	8
1.1. Схема строения эукариотической клетки	8
1.2. Строение плазматической мембраны	8
1.3. Надмембранная структура	9
1.4. Субмембранные структуры	10
1.5. Функции плазмалеммы	10
1.6. Классификация органелл клетки	15
1.7. Строение и функции органелл клетки. включения	16
1.8. Строение и функции ядра	20
1.9. Строение и правила хромосом	22
1.10. Кодирование и реализация генетической информации в клетке. Кодовая система ДНК. Свойства кода	23
1.11. Этапы биосинтеза белка	26
Глава 2. Размножение клеток.	27
2.1. Подготовка клетки к делению	27
2.2. Митоз и его фазы	29
2.3. Амитоз	32
2.4. Эндомитоз и политения	32
2.5. Мейоз и его фазы	33
2.6. Схема гаметогенеза	36
2.7. Образование и строение половых клеток	38
2.8. Патология клетки	41
Глава 3. Формы размножения организмов.	43
3.1. Схема форм размножения	44
3.2. Бесполое размножение у одноклеточных	45
3.3. Бесполое размножение у многоклеточных	45
3.4. Половое размножение	46
Глава 4. Тестовые задачи по разделу «Цитология».	49
4.1. Тесты (ответы в конце раздела)	49
4.2. Тесты для самостоятельной работы	57
Глава 5. Задачи по разделу «Цитологии».	66
5.1. Задачи со схемами решения и обсуждениями	66
5.2. Задачи для самостоятельного решения	83
Список литературы	92

 

Введение

Уровни организации живой материи.

Системы	Уровни организации	Элементарная единица	Элементарное явление
Биологические микросистемы	Молекулярно-генетический	Молекула, ген (ДНК, РНК, белки, липиды, полисахариды).	Репликация и другие процессы матричного синтеза. На этом уровне начинаются процессы обмена веществ и энергии, передача наследственной информации
	Субклеточный	Органеллы или биомембраны	Обмен веществ и энергии (строение и функции), сборка и разборка биомембран.
	Клеточный	Клетка	Клеточный метаболизм, составляющий основу потока энергии, веществ и информации. Деление клеток.
Биологические мезосистемы	Тканевой	Ткань	Дифференцировка тканей и функций.
	Органный	Орган	Изменение органа в процессе развития, морфофизиология органа.
	Организменный (онтогенетический)	Особь	Онтогенез
Биологические макросистемы	Популяционно-видовой	Вид, популяция	Эволюционно-значимые изменения генофонда, видообразование.
	Биоценотический или экосистемный	Биогеоценоз	Переход биогеоценозов из одного состояния в другое.
	Биосферный	Биосфера и ее компоненты	Вещественно-энергетические круговороты.

 

 

Глава 1. Биология эукариотической клетки.

1.1. Схема строения эукариотической клетки.                   

Надмембранная структура.

 

Надмембранная структура образована слоем углеводов, который по строению отличается:

1. В животной клетке - это полисахаридный слой толщиной примерно 10-20 нм., покрывающий плазмалемму и называется гликокаликсом. Углеводы образуют длинные ветвящиеся цепочки полисахаридов, связанных с белками (гликопротеины) и в меньшей степени с липидами (гликолипиды), входящими в состав плазмалеммы. Многие из молекул гликокаликса функционируют в качестве специфических молекулярных рецепторов. Концевой свободный отдел рецептора, обладает уникальной пространственной конфигурацией. Поэтому с ним могут объединятся только те молекулы, находящиеся вне клетки, которые обладают такой же уникальной конфигурацией, но зеркально симметричной по отношению к рецептору. Благодаря специфичности рецептора на поверхности клетки могут закрепляться сигнальные молекулы, например, молекулы гормонов. Если в гликокаликсе нет специфических молекул, то клетка не реагирует на внешние вещества, т.е. гликокаликс вместе с плазмалеммой в этом случае обеспечивает барьерную функцию.

2. В растительной клетке - это слой полисахаридов (целлюлоза), который представляет собой длинные неразветвленные цепочки, состоящие из 3-10 тысяч остатков глюкозы, образующих плотную стенку. Компоненты клеточной стенки синтезируются самой клеткой, выделяются из цитоплазмы и собираются на мембране клетки, образуя сложный комплекс.

 

Клеточная стенка у растений выполняет: 1)защитную функцию; 2)образует внешний каркас; 3)обеспечивает тургорные свойства клетки, регулируя поступление воды.

 

Субмембранные структуры.

 

Под плазмалеммой расположен кортикальный (корковый) слой цитоплазмы с микрофиламентами и микротрубочками. Эти структуры обеспечивают механическую устойчивость плазмалеммы и связаны с процессами мембранного транспорта и рецепции.

Микротрубочки прочны и образуют опорные структуры цитоскелета. Часть микротрубочек располагается в соответствии с силами сжатия и натяжения, которые испытывает клетка. Особенно хорошо это заметно в клетках эпителиальных тканей, которые разграничивают разные среды организма.

Микрофиламенты – это белковые нити, образованные различными видами молекул актина. Актиновые филаменты могут группироваться в пучки, образующие собственно опорные структуры цитоскелета. Микрофиламенты соединенные с плазмалеммой способны менять ее конфигурацию. Этот механизм используется клеткой при образовании выростов ее поверхности, при поступлении веществ в клетку посредством пиноцитоза и фагоцитоза.

По функции

Общие

Митохондрии

Пластиды

Комплекс Гольджи

Эндоплазматическая сеть(ЭПС)

Лизосомы

Микротельца

Рибосомы

Клеточный центр или центриоли

Микротрубочки

Микрофиламенты

Специальные Реснички (эпителий трахеи и бронхов) Жгутики Ложноножки Микроворсинки (эпителиальные клетки кишечника) Нейрофибриллы Миофибриллы Тонофибриллы Синаптические пузырьки

По строению

Немембранные Рибосомы Клеточный центр Микротрубочки Микрофиламенты Реснички Жгутики Нейрофибриллы Миофибриллы Тонофибриллы

Мембранные

а) Одномембранные

Комплекс Гольджи

ЭПС

Лизосомы

Микротельца

Синаптические пузырьки

Вакуоль

б) Двумембранные

Митохондрии

Пластиды

     

Включения.

В цитоплазме клеток находятся непостоянные компоненты – включения, которые могут быть трофические, секреторные и специальные. Трофические или запасающие клеткой вещества, которые необходимы для питания. Например, капли жира, белковые гранулы, гликоген (который накапливается в клетках печени). Секреторные – это как правило различные секреты. Например, секреты молочных, потовых и жировых желез. Специальные – это пигменты. Например, гемоглобин в эритроцитах, липофусцин (пигмент старения), меланин в меланоцитах кожи.

Строение и функции ядра.

Впервые ядро было открыто и описано в 1833 году англичанином Р.Броуном.

Ядро в клетке выполняет основные функции:

1) хранение и воспроизведение наследственной информации,

2) регуляция обмена веществ в клетке.

Форма ядра может быть шаровидная, округлая, палочковидная и лопастная. Форма ядра зависит как от формы клетки, так и от функции, то есть чем активнее идут физиологические процессы в клетке, тем сложнее форма ядра. При увеличении объема ядра, увеличивается и объем цитоплазмы, и это соотношение называется ядерно-плазменным отношением и играет большую роль при делении клеток.

В состав ядра входят: ядерная оболочка (кариолемма), ядерный сок (кариоплазма), хроматин и ядрышки.

Ядерная оболочка – отделяет содержимое ядра от цитоплазмы. Ядерная оболочка состоит из двух мембран: наружной и внутренней, которые соединяются вместе в области пор. При повышении скорости обменных процессов между ядром и цитоплазмой количество пор увеличивается, т.е. можно судить об активности ядра по количеству пор. Из ядра через ядерные поры выходят: и-РНК, т-РНК, субъединицы рибосом. В ядро из цитоплазмы поступают ядерные и рибосомальные белки, нуклеотиды, жиры, углеводы, АТФ, вода и ионы. Наружная ядерная оболочка соединяется с гранулярной эндоплазматической сетью. Внутренняя ядерная оболочка контактирует с кариоплазмой (ядерным соком), лишена рибосом и в некоторых местах соединяется с хроматином.

Ядерный сок (кариоплазма) – это коллоидный раствор белков, нуклеиновых кислот, углеводов, ферментов и ионов, он более вязкий, чем гиалоплазма. Ядерный сок обеспечивает нормальное функционирование генетического материала. Во время деления ядерный сок смешивается с цитоплазмой.

Ядрышки – это округлые, сильно уплотненные, не ограниченные мембраной участки ядра. Форма их, размеры и количество зависит от функционального состояния ядра. В клетке, выполняющей функцию синтеза большого количества белка, в ядре будет несколько ядрышек или они будут крупные и рыхлые, т.е. функция ядрышка – это синтез р-РНК и сборка малой и большой субъединиц рибосом. В составе ядрышка находится: 80% белка, 10-15% РНК, небольшое количество ДНК и другие химические компоненты. В профазу деления клетки субъединицы рибосом через ядерные поры выходят в цитоплазму, ДНК ядрышка упаковывается на хромосомы, имеющие вторичную перетяжку или ядрышковый организатор, и соответственно, ядрышко как структура распадается и становится не видимой структурой, поэтому иногда говорят, что оно «растворяется».

Хроматин – это комплекс ДНК и белков, в основном гистоновых. Молекулы гистонов с ДНК образуют группы – нуклеосомы. Каждая нуклеосома состоит из 8 молекул гистонов(Н_2А; Н_2В; Н₃; Н₄) по две молекулы вокруг которых закручен участок ДНК. Молекула ДНК, соединенная с нуклеосомой, образует ДНП (дезоксирибонуклеопротеид)– это наименьшая единица хромосомы. В состав хроматина входят РНК, ионы Ca²⁺  и Mg ²⁺, а также фермент ДНК- полимераза, необходимый для репликации ДНК. Во время деления ядра хроматин спирализуется и становится видимым в световой микроскоп, т.е. начинают формироваться хромосомы (гр.chromo- цвет, soma- тело.) Если всю ДНК одной соматической клетки человека (46 хромосом) вытянуть в одну нить, то получится длина 164-174 см, т.е. хромосомы ядер представляют собой сильно спирализованную ДНП.

Перед делением клетки хроматин спирализуется, упаковывается и становится видимым.

При образовании хромосом существуют несколько упаковок хроматина.

Первая упаковка- это нуклеосомная организация в виде «бусин на нити». Размер нуклеосомы около 20 нм.

Вторая упаковка хроматина, когда нити ДНП сворачиваются вокруг себя засчет гистонового белка (Н₁)- это вторичная фибрилла диаметром около 20-30нм.

Третичный уровень упаковки - это хромонема (греч. chroma+nematos – окрашенная нить или струна), т.е. закрученные нити фибрилл уже толщиной 200-400 нм.

Четвертичная упаковка - это хроматида, т.е. пара скрученных хромонем диаметром около 1-2 мкм.

Хромосома это пара хроматид.

Материнская хроматида - это и есть дочерняя хромосома.

В хромосоме имеются эу- и гетерохроматиновые участки. Диффузный или деконденсированный хроматин – эухроматин – он генетически активен, т.к. с него может идти транскрипция. Конденсированные участки хроматина – гетерохроматин – это неактивные участки хромосом. Чередование эу- и гетерохроматиновых участков используют для идентификации хромосом.

Хромосома на стадии метафазы имеет вид нитей или палочек, максимально спирализованных и состоящих из двух хроматид, соединенных первичной перетяжкой или центромерой. В центральной части центромеры находятся кинетохоры, к которым во время митоза прикрепляются микротрубочки веретена деления. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку или ядрышковый организатор, контролирующий образование ядрышек.

 

ОТЛИЧИЯ ДНК от РНК.

 

1.11. Этапы биосинтеза белка.

Всю последовательность процессов, происходящих при синтезе белковых молекул, можно объединить в три этапа:

I . Транскрипция

II . Процессинг

III .Трансляция

 

I . Транскрипция ( лат. transcriptio -переписывание)- это переписывание информации по принципу комплементарности с ДНК на и-РНК.

Комплементарность (лат. Complementum – дополнение, средство пополнения) – взаимное соответствие в химическом строение взаимодействующих молекул. Комплементарные структуры подходят друг к другу как «ключ к замку». Например, аденин (А) комплементарен Тимину (Т) или урацилу (У), а гуанин (Г) – цитозину (Ц). между аденином и тимином возникают две водородные связи, между гуанином и цитозином – три.

ДНК - это матрица или основа для синтеза РНК. Под действием фермента РНК-полимеразы раскручивается двойная цепь ДНК и с одной из них переписывается информация. Та цепь ДНК с которой идет списывание называется кодогенной. Синтезированная РНК называется первичной или про -и-РНК она имеет информативные участки (экзоны) и неинформативные (интроны).

Экзоны – это участки и-РНК, которые несут информацию о структуре белка.

Интроны – это участки не несущие информации о структуре белка.

II . Процессинг ( лат. processing - обработка) – это созревание и-РНК. Одни ферменты скручивают и вырезают интроны. Другие ферменты сшивают экзоны и этот процесс называется сплайсинг. В результате процессинга образуется короткая зрелая и-РНК или еще ее называют матричная ( м-РНК).

Эти два этапа идут в ядре. Через ядерные поры зрелая короткая и-РНК выходит в цитоплазму.

 III . Трансляция ( лат. translatio – перевод ) - это синтез на рибосомах полипептидных цепей. На и-РНК может объединиться несколько рибосом и такая структура называется полирибосома или полисома. Аминокислоты, из которых синтезируются белки, доставляются к рибосомам с помощью т-РНК. К основанию т-РНК присоединяется аминокислота, которая кодируется антикодоном.

Трансляция состоит из трех фаз – инициации, элонгации и терминации.

Инициация – это сборка всех участвующих в синтезе комплексов, т.е. и-РНК объединяется с малой субъединицей рибосомы, а затем и с большой. Т-РНК соединяются со своими аминокислотами. Антикодон шифрует аминокислоту, которая крепится к акцепторному участку.

Элонгация – это удлинение полипептидной цепи. Первая т-РНК несущая аминокислоту метионин из аминоацильного центра, где происходит узнавание кодон-антикодон переходит в пептидильный центр, где формируются пептидные связи между аминокислотами. Метионин начинает синтез любой молекулы белка. В свободный аминоацильный центр поступает вторая т-РНК и присоединяется к своему кодону по принципу комплементарности. В пептидильном центре между метионином и второй аминокислотой образуется пептидная связь. Сборка аминокислот идет до тех пор пока в рибосому не попадет один из трех кодонов: УАА, УГА, УАГ, не кодирующих аминокислоты.

Терминация - завершение синтеза белковой молекулы. В клетке не существует т-РНК с антикодонами, комплементарными триплетам терминации: УАА, УГА, УАГ. Рибосома освобождается от первичной структуры белка и весь комплекс, участвующий в синтезе белка распадается.

Таким образом, синтезировалась первичная структура белка, которая представляет собой линейную последовательность аминокислот.

Специфичность белка определяется порядком, количеством и разнообразием аминокислот, входящих в его состав.

 

Подготовка клеток к делению.

 

Совокупность процессов, происходящих между образованием клетки и ее делением называют клеточным или митотическим циклом.

В митотическом цикле различают периоды: интерфаза и митоз.

Интерфаза – это период между двумя делениями клетки и включает три периода:

G ₁ – постмитотический или пресинтетический, следует сразу после деления – длится от 10 часов до нескольких суток.

Характеристика этого периода:

1. в ядре с ДНК в результате транскрипции синтезируются все виды РНК.

2. в ядрышке синтезируются р-РНК и вместе с белками собираются субъединицы рибосом.

3. в цитоплазме синтезируются ядерные и цитоплазматические белки.

4. строятся и удваивается количество органелл.

5. осуществляется рост клеток.

6. клетки дифференцируются и специализируются.

 

Набор хромосом в этот период составляет - 2п2с

 

S – синтетический период, длится от 6 до 12 часов.

Характеристика этого периода:

1. основной процесс этого периода – репликация ДНК, которая осуществляется под действием фермента ДНК-полимераза, на каждой из цепей из свободных нуклеотидов достраивается комплементарная цепь, т.е. строится вторая хроматида (по принципу комплементарности и полуконсервативности).

2. синтезируются белки – гистоны, необходимые для построения хроматид и они поступают через ядерные поры в ядро.

 

Набор хромосом в этот период составляет - 2п4с

 

G ₂ – постсинтетический или премитотический, длится от 3 до 6 часов.

Характеристика этого периода:

1. продолжается синтез всех видов белков (ядерных и цитоплазматических).

2. накапливается большое количество АТФ.

3. восстанавливается исходный объем клетки.

4. возрастает объем ядра.

 

Набор хромосом в этот период составляет - 2п4с

 

Разные клетки имеют различную продолжительность клеточного цикла, например:

Лейкоциты от 3 до 5 суток;

Эпителий кожи 20-25 суток;

Клетки костного мозга 8-12 часов.

 

Специализированные или дифференцированные клетки (нейтрофилы, базофилы, эозинофилы, нервные, мышечные) после образования (митоза) вступают в G₁ период, в их цитоплазме синтезируются вещества, которые тормозят способность клеток реплицировать ДНК, т.е. утрачивается способность перейти в S период и они весь жизненный цикл находятся в этом периоде.

В растущих тканях животных и растений есть клетки, которые не проходят регулярно интерфазу и митоз, а находятся в периоде покоя, т.е. в G₀ периоде, они перестают размножаться. В некоторых тканях клетки могут длительное время, находится G₀ – фазе, не изменяя своих морфологических свойств, т.е. они сохраняют способность к делению, это чаще всего дифференцированные клетки. Так, например, большинство клеток печени находятся в G₀ – периоде, они не участвуют в синтезе ДНК и не делятся. Однако, если произвести удаление части печени, то многие клетки начинают подготовку к митозу (G₁ – период), переходят к синтезу ДНК и смогут митотически делиться.

Кроме митотического цикла различают еще жизненный цикл клеток, он включает весь период существования клетки и таким образом включает митотический цикл, дифференцировку, выполнение ею определенных функций, старение и смерть клетки.

Стволовые или камбиальные клетки (эпителиальные, клетки кроветворных органов), дают начало всем другим клеткам, т.е. они постоянно делятся, поэтому у них митотический цикл равен жизненному.

В жизненном цикле различают 2 вида гибели клеток: некроз и апоптоз.

Некроз (греч. necros - мертвый)– это смерть клетки в результате тяжелых повреждений. Это могут быть: травмы, радиация, действие токсическеских веществ, гипоксия, нарушение обмена веществ, старение клеток. Под действием этих факторов разрушение клеток идет хаотично, продукты распада оказывают раздражающие действие на окружающие ткани, т.е. идет патологический процесс.

Апоптоз (от греч. Apoptosis - опадение) – это генетически запрограммированная гибель клетки, вызванная внутренними или внешними причинами. В различных типах клеток такая запрограммированная гибель клеток специфична. На стадиях эмбрионального развития при формировании частей органов, тканей (т.е. при формообразовании) идет запрограммированная гибель клеток. В иммунной системе, например интерлейкины индуцируют или ингибируют апоптоз иммуноцитов. Клетки опухолей имеют пониженную способность запускать механизм апоптоза. Некоторые вирусы (герпеса, гриппа, аденовирусы) наоборот, индуцируют апоптоз и направляют гибель клеток хозяина. Материал погибших клеток перерабатывается макрофагами и может быть использован другими клетками. Воспалительных процессов вокруг клеток, подвергшихся апоптозу, не возникает и жизнедеятельность ткани не нарушается.

Митоз и его фазы.

Митоз ( кариокинез ) – это непрямое деление клетки, в котором выделяют фазы: профаза, метафаза, анафаза и телофаза.

1. Профаза характеризуется:

1) хромонемы спирализуются, утолщаются и укорачиваются.

2) ядрышки исчезают, т.е. хромонема ядрышка упаковывается к хромосомам, имеющим вторичную перетяжку, которую называют ядрышковый организатор.

3) в цитоплазме образуется два клеточных центра (центриолей) и формируются нити веретена деления.

4) в конце профазы, распадается ядерная оболочка и хромосомы оказываются в цитоплазме.

Набор хромосом профазы составляет - 2п4с

 

2. Метафаза характеризуется:

1) к центромерам хромосом прикрепляются нити веретена деления и хромосомы начинают двигаться и выстраиваются на экваторе клетки.

2) метафазу называют «паспортом клетки», т.к. хорошо видно, что хромосома состоит из двух хроматид. Хромосомы максимально спирализованы, хроматиды начинают отталкиваться друг от друга, но еще соединены в области центромера. На этой стадии изучают кариотип клеток, т.к. четко видно число и форма хромосом. Фаза очень короткая.

Набор хромосом метафазы  составляет - 2п4с

 

3. Анафаза характеризуется:

1) центромеры хромосом делятся и сестринские хроматиды расходятся к полюсам клетки и становятся самостоятельными хроматидами, которые называют дочерними хромосомами. На каждом полюсе в клетке находится по диплоидному набору хромосом.

Набор хромосом анафазы  составляет - 4п4с

 

4. Телофаза характеризуется:

Однохроматидные хромосомы деспирализуются у полюсов клетки, образуются ядрышки, восстанавливается ядерная оболочка.

Набор хромосом телофазы  составляет - 2п2с

 

Телофаза заканчивается цитокинезом. Цитокинез – процесс разделения цитоплазмы между двумя дочерними клетками. Цитокинез происходит  по разному у растений и животных.

В животной клетке. На экваторе клетки появляется кольцевидная перетяжка, которая углубляется и полностью перешнуровывает тело клетки. В результате образуется две новые клетки вдвое меньше материнской клетки. В области перетяжки много актина, т.е. в движении играют роль микрофиламенты.

Цитокинез идет путем перетяжки.

В растительной клетке. На экваторе, в центре клетки в результате скопления пузырьков диктиосом комплекса Гольджи, образуется клеточная пластинка, которая разрастается от центра к периферии и приводит к разделению материнской клетки на две клетки. В дальнейшем перегородка утолщается, за счет отложения целлюлозы, образуя клеточную стенку.

Цитокинез идет путем перегородки.

 

Биологический смысл митоза.

В результате митоза образуется две дочерние  клетки с таким же набором хромосом, как и материнская клетка.

 

                         Схема митоза.

Значение митоза:

1. Генетическая стабильность, т.к. хроматиды образуются в результате репликации, т.е. наследственная информация их идентична материнской.

2. Рост организмов, т.к. в результате митоза число клеток увеличивается.

3. Бесполое размножение – многие виды растений и животных размножаются в результате митотического деления.

4. Регенерация и замещение клеток идет за счет митозов.

Нарушение митоза.

Под действием внешних факторов, таких как все виды ионизирующих лучей, химических веществ, некоторых ядов правильное течение митоза может быть нарушено:

1. Хромосома может смещается к одному полюсу клетки, т.е. одна дочерняя клетка получит лишнюю хроматиду, а в другой - не будет этой хроматиды.

2. Если хромосома без центромерного района окажется вблизи центральной части клетки, то вероятно,  что она не переместится ни к одному полюсу, т.е. может быть потерянной.

3. Есть химические вещества, которые предшествуют образованию нитей веретена деления, но не влияют на способность хромосом к разделению центромерных районов и переходу в интерфазное состояние. Эти вещества называют цитостатики, т.е. останавливают клеточное деление. Например, такие цитостатики как колхицин и винбластин. Без веретена деления хромосомы не могут разойтись к полюсам, поэтому образуется одно ядро с удвоенным набором хромосом т.е. полиплоидные. Такой метод получения полиплоидных клеток используется в селекции растений. Такие растения более крупные и у них высокая продуктивность.

 

Амитоз или прямое деление.

Это деление интерфазного ядра путем перетяжки, без образования веретена деления, и без спирализации хромосом.

Первоначально, путем простой перешнуровки делится ядрышко, затем перешнуровывается ядро, если за делением ядра не идет деление цитоплазмы, то образуется клетка с двумя или множеством ядер.

Если за делением ядра идет деление цитоплазмы, образуются несколько клеток, но разделение ДНК и всех компонентов идет произвольно. Следовательно виды амитоза могут быть: 1. равноядерный

2. неравноядерный

3. множественный или многоядерный.

Амитоз является самым экономичным способом деления клеток, т.к. затраты энергии при этом весьма незначительны.

После амитоза клетка не может делиться митозом.

Амитоз встречается у одноклеточных организмов, а также у специализированных клетках с низкой физиологической активностью, например, в ткани растущего клубня картофеля, эндосперме, стенках завязи пестика и паренхиме черешков листьев.

У человека амитозом делятся клетки печени, хрящевые клетки, клетки роговицы глаза, скелетная мускулатура, соединительная ткань, либо клетки заканчивающие свое развитие: отмирающие клетки эпителия, фолликулярные клетки яичников.

Встречается амитоз при патологических процессах: воспалении, злокачественном росте.

Эндомитоз и политения.  

Эндомитоз (греч. еndоn – внутри ) - это когда после репликации хромосом деления цитоплазмы не происходит и это приводит к увеличению числа хромосом, иногда в десятки раз по сравнению с диплоидным набором хромосом, т.е. возникают полиплоидные клетки. Эндомитоз встречается в интенсивно функционирующих клеток различных тканей, например, в клетках печени или костного мозга.

Политения (греч. poly - много) – в результате многократной репликации ДНК в хромосоме увеличивается количество хромонем (достигая 1000 и более), но при этом увеличения числа хромосом не происходит. Увеличивается количество ДНК. Хромосомы приобретают гигантские размеры. Политения наблюдается в некоторых специализированных клетках, например, в слюнных железах двукрылых. Политения приводит к образованию политенных хромосом. При окрашивании таких хромосом в световой микроскоп можно увидеть диски – сильного окрашивания – гетерохроматин, т.е. спирализованные участки политенных хромосом, это как правило, не активные участки. Междисковое пространство – это деспирализованные участки хромонем, т.е. активные, с этих участков может идти списывание информации. Пуфы хромосом – это вздутия, которые могут возникать в результате деспирализации участка хромосом, в этом месте идет активный синтез и-РНК. В эмбриональный период дрозофилы пуфы образуются в различных участках. Это позволяет понять, как при одном и том же наборе хромосом на разных стадиях онтогенеза меняется активность различных генов, что направляет процесс клеточной и тканевой дифференцировки.

 

Мейоз и его фазы.

Мейоз(греч. meiosis – уменьшение, убывание) или редукционное деление.

В результате мейоза происходит уменьшение числа хромосом, т.е. из диплоидного набора хромосом (2п) образуется гаплоидный (п).

Мейоз состоит из 2-х последовательных делений:

I деление называется редукционное или уменьшительное.

II деление называется эквационное или уравнительное, т.е. идет по типу митоза (значит число хромосом в материнской и дочерних клетках остается прежним).

Биологический смысл мейоза заключается в том, что из одной материнской клетки с диплоидным набором хромосом образуется четыре гаплоидные клетки, таким образом количество хромосом уменьшается в два раза, а количество ДНК в четыре раза. В результате такого деления образуются половые клетки (гаметы) у животных и споры у растений.

Фазы называются также как и в митозе, а перед началом мейоза клетка также проходит интерфазу.

 

Профаза I – самая продолжительная фаза и ее условно делят на 5 стадий:

1) Лептонема (лептотена)– или стадия тонких нитей. Идет спирализация хромосом, хромосома состоит из 2-х хроматид, на еще тонких нитях хроматид видны утолщения или сгустки хроматина, которые называются – хромомерами.

2) Зигонема (зиготена, греч. сливающиеся нити) - стадия парных нитей. На этой стадии попарно сближаются гомологичные хромосомы (одинаковые по форме величине), они притягиваются и прикладываются друг к другу по всей длине, т.е. коньюгируют в области хромомеров. Это похоже на замок «молния». Пару гомологичных хромосом называют биваленты. Число бивалентов равно гаплоидному набору хромосом.

3) Пахинема (пахитена, греч. толстая) – стадия толстых нитей. Идет дальнейшая спирализация хромосом. Затем каждая гомологичная хромосома расщепляется в продольном направлении и становится хорошо видно, что каждая хромосома состоит из двух хроматид такие структуры называют тетрадами, т.е. 4 хроматиды. В это время идет кроссинговер, т.е. обмен гомологичными участками хроматид.

4) Диплонема (диплотена)– стадия двойных нитей. Гомологичные хромосомы начинают отталкиваться, отходят друг от друга, но сохраняют взаимосвязь при помощи мостиков – хиазм, это места где произойдет кроссинговер. В каждом соединении хроматид (т.е. хиазме), осуществляется обмен участками хроматид. Хромосомы спирализуются и укорачиваются.

5) Диакинез – стадия обособленных двойных нитей. На этой стадии хромосомы полностью уплотнены и интенсивно окрашиваются. Ядерная оболочка и ядрышки разрушаются. Центриоли перемещаются к полюсам клетки и образуют нити веретена деления.

Хромосомный набор профазы I составляет - 2п4с

 

Таким образом, в профазу I происходит:

1. конъюгация гомологичных хромосом;

2. образование бивалентов или тетрад;

3. кроссинговер.

 

В зависимости от конъюгирования хроматид могут быть различные виды кроссинговера: 1 – правильный или неправильный; 2 – равный или неравный; 3 – цитологический или эффективный; 4 – единичный или множественный.

Метафаза I – спирализация хромосом достигает максимума. Биваленты выстраиваются вдоль экватора клетки, образуя метафазную пластинку. К центромерам гомологичных хромосом крепятся нити веретена деления. Биваленты оказываются соединенными с разными полюсами клетки.

Хромосомный набор метафазы I составляет - 2п4с

 

Анафаза I – центромеры хромосом не делятся, фаза начинается с деления хиазм. К полюсам клетки расходятся целые хромосомы, а не хроматиды. В дочерние клетки попадает только по одной из пары гомологичных хромосом, т.е. идет их случайное перераспределение. На каждом полюсе, оказывается, по набору хромосом - 1п2с, а в целом хромосомный набор анафазы I составляет - 2п4с

 

Телофаза I – по полюсам клетки находится целые хромосомы, состоящие из 2-х хроматид, но количество их стало в 2 раза меньше.

У животных и некоторых растений хроматиды деспирализуются. Вокруг них на каждом полюсе формируется ядерная мембрана.

Затем идет цитокинез.

Хромосомный набор образовавшихся после первого деления клеток составляет - п2с

Между I и II делениями нет S-периода и не идет репликация ДНК, т.к. хромосомы уже удвоены и состоят из сестринских хроматид, поэтому интерфазу II называют интеркинезом – т.е. происходит перемещение между двумя делениями.

 

Профаза II – очень короткая и идет без особых изменений, если в телофазу I не образуется ядерная оболочка, то сразу образуются нити веретена деления.

 

Метафаза II – хромосомы выстраиваются вдоль экватора. Нити веретена деления крепятся к центромерам хромосом.

Хромосомный набор метафазы II составляет - п2с.

 

Анафаза II – центромеры делятся и нити веретена деления разводят хроматиды к разным полюсам. Сестринские хроматиды называются дочерними хромосомами(или материнские хроматиды это и будут дочерние хромосомы).

Хромосомный набор анафазы II составляет - 2п2с.

 

Телофаза II – хромосомы деспирализуются, растягиваются и после этого плохо различимы. Образуются ядерные оболочки, ядрышки. Телофаза II завершается цитокинезом.

Хромосомный набор после телофазы II составляет – пс.

 

Значение мейоза.

1. Поддерживается постоянное число хромосом у видов, размножающихся половым способом, т.к. при слиянии гаплоидных клеток восстанавливается диплоидный набор хромосом.

2. Образуется большое количество различных комбинаций отцовских и материнских хромосом, за счет независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазу I. Число комбинаций пар хромосом определяется как 2ⁿ, где n – гаплоидный набор хромосом. У человека число комбинаций равно 2²³ = 8388608.

3. Происходит перекомбинация генетического материала, за счет кроссинговера, который идет в профазу I, на стадии пахинемы.

Схема мейотического деления

Схемы гаметогенеза.

Образование половых клеток.

Процесс формирования половых клеток (гамет) называется гаметогенез.          Образование женских половых клеток называется - овогенез, а мужских – сперматогенез.

              

 Овогенез.

В своем образовании клетки проходят периоды:

 I период- Размножения: На стадии эмбрионального развития из первичной диплоидной половой клетки в результате митоза образуются овогонии – это мелкие клетки с крупным ядром и небольшим количеством цитоплазмы (у человека количество овогоний равно 30000.)

II период- Роста: у млекопитающих и человека овогонии вступают в интерфазу и профазу I мейотического деления. В этот период идет репликация ДНК, упаковка хромосом, происходят все особенности профазы I деления ( на ст. пахинемы - кроссинговер). Клетки этого периода называются овоциты I порядка.В этот период можно выделить особую стадию – диктиотены, которая проходит между диплотеной и диакинезом. На этой стадии все сформировавшиеся овоциты I порядка заканчивают свой малый рост (как правило, у человека это между 3- им и 8-ым месяцами эмбрионального развития, а к моменту рождения и до 5 лет идет их полное формирование) и сохраняются без изменений долгие годы, например, у женщин этот период начинается с 12-13 лет и до 50-ти лет. С наступлением половой зрелости, один овоцит I порядка продолжает рост, т.е. объем клетки увеличивается, в ней накапливаются питательные вещества в виде: желточных и белковых гранул, жира и пигмента, а также, идут сложные морфологические и биохимические преобразования. Каждый овоцит окружается мелкими фолликулярными клетками, которые обеспечивают его питание. Периоды размножения и роста идут в фолликулах. Зрелый фолликул заполнен жидкостью, внутри него формируется овоцит. Во время овуляции стенка фолликула лопается, и овоцит попадает в брюшную полость, а затем в маточные трубы, где идет следующий период - созревания.

III период- Созревания. В этот период идет два последовательных деления мейозом. В результате первого деления образуется овоцит II порядка и одно направительное или редукционное тельце. Овоцит II порядка – это крупная клетка, а редукционное тельце- это мелкая клетка, состоящая преимущественно из ядра и минимального количества цитоплазмы. Это происходит за счет особенностей цитокинеза, т.е. неравномерного разделения цитоплазмы. После второго мейотического деления цитоплазма снова распределяется не равномерно и образуется крупная овотида и направительное тельце. Первое направительное тельце также делится. В конце этого периода образуется овотида и 3-и направительные тельца. Период созревания протекает в маточных трубах и здесь же идет оплодотворение.

Биологический смысл образования направительных теле:

1. происходит равномерное распределение хромосомного набора по четырем клеткам.

2. весь объем цитоплазмы, т.е. питательные вещества перемещаются в яйцеклетку, для осуществления питания зародыша на первых этапах развития.

Таким образом, из одной клетки - овогонии образуется одна овотида и три направительных тельца, которые впоследствии разрушаются. Если оплодотворение не произошло, то овоцит II порядка погибнет и будет выведен из организма.

Строение женской половой клетки.

Женские половые клетки неподвижные, шарообразной формы и покрытые оболочками. Яйцеклетки готовы к оплодотворению непосредственно после завершения мейоза.

Яйцеклетки значительно крупнее соматических клеток, т.к. содержат питательные вещества. У некоторых видов животных накапливается столько желтка, что яйцеклетки становятся видимыми невооруженным глазом (Например: икринки рыб и земноводных, яйца рептилий и  птиц).

Из современных животных наиболее крупные яйца у сельдевой акулы (диаметром 29 см), у страуса (диаметром 10,5 см), у курицы – диаметр 3,5 см. Яйцеклетки могут иметь дополнительные оболочки: белковые, кожистые, известковые. Оболочки выполняют функции защиты от внешних неблагоприятных факторов. Оболочки проницаемы для воздуха, но вирусы и бактерии не проходят, в особенностях через оболочки яиц птиц. У плацентарных млекопитающих оболочки яйцеклетки служат для внедрения зародыша в стенку матки и формирования плаценты.

 Яйцеклетки по количеству желтка могут быть:                            Алецитальные - практически не имеющие желтка.

Олиголецитальные - малое количество желтка.

Мезолецитальные - среднее количество желтка

Полилецитальные - большое количество желтка.

По распределению желтка различают яйцеклетки:

Изолецитальные - равномерное распределение желтка по клетке, такие яйцеклетки по количеству желтка чаще олиго- или алецитальные (например, яйца иглокожих, двустворчатых, низших хордовых, млекопитающих.)

Центролецитальные - желток сосредоточен вокруг ядра в центре клетки, а цитоплазма по периферии.(например: яйца членистоногих). По количеству желтка это олиго- или мезолецитальные яйцеклетки.

Телолецитальные – желток сосредоточен на вегетативном полюсе. По содержанию желтка –это поли- или мезолецитальные яйцеклетки (например, яйца моллюсков, рыб, земноводных, пресмыкающихся и птиц.).

Анимальный – это полюс не содержащий желтка, на нем находится ядро и цитоплазма.

 

Сперматогенез.

Мужские половые клетки образуются в семенниках.

Семенник млекопитающих представляет собой многочисленные канальца, состоящие из нескольких слоев клеток.

Наружный слой клеток – это зона Размножения. Округлые диплоидные клетки с большим ядром и значительным количеством цитоплазмы называются -  сперматогонии, которые образуются путем митоза в период эмбрионального развития, а также после рождения до полового созревания, за счет митозов увеличивается количество клеток и растет сам семенник. После полового созревания часть спермагониев перемещается в зону роста.

Зона Роста - клетки проходят интерфазу и профазу I. Величина клеток увеличивается незначительно, клетки называются - сперматоциты I порядка.

Зона или период Созревания – в этот период идет два последовательных деления мейозом, образуется вначале два сперматоцита II порядка, а затем четыре сперматиды, имеющие овальную форму и значительно меньшие размеры.

Период Формирования - продолжается несколько суток (у человека четыре недели.) В этот период происходят следующие процессы:

1)ядро уменьшается в размерах за счет плотной упаковки хромосом.

2)сокращается объем цитоплазмы и она приобретает жидкостно-кристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоидов к неблагоприятным условиям окружающей среды. Например, зрелые сперматозоиды в меньшей степени повреждаются ионизирующими лучами, чем незрелые половые клетки.

3) комплекс Гольджи перемещается к одному полюсу клетки и преобразуется в акросому - пузырек, содержащий ферменты, способные растворить оболочку яйцеклетки.

4) к противоположному полюсу от комплекса Гольджи перемещаются митохондрии, которые спирально укладываются, формируя шейку сперматозоида (это энергетический комплекс).

5) на этом же полюсе из центриолей формируется жгутик или хвостик, придающий подвижность клетки.

Образование сперматозоидов у человека идет 70 дней. Все сперматозоиды имеют отрицательный заряд, это не позволяет им склеиваться.

 

Отличия сперматогенеза от овогенеза:

1.Стадия размножения. Деление первичных половых клеток при сперматогенезе идет более интенсивно и продолжительно. Активное деление наступает при половой зрелости. Часть сперматогоний начинает смещаться к просвету семенного канальца (у человека) и проходит стадию роста, а часть клеток остается в периферической части канальца и делится митозом. Это происходит потому что смена стадий сперматогенеза идет непрерывно в течении всей жизни.

Количество овогоний на ст. размножения закладывается из первичных половых клеток на этапе эмбрионального развития и количество их не увеличивается (это примерно 2 млн.клеток)

2.Стадия роста. В сперматогенезе эта стадия выражена не очень ярко. При овогенезе ст. роста более продолжительная и образовавшиеся овоциты I порядка накапливают питательные вещества и могут появляться хромосомы типа «ламповых щеток». На ст. роста клетки проходят интерфазу и профазу I деления. В овогенезе в профазу I между ст. диплонемой и диакинезом есть ст. диктиотены, когда останавливаются мейотические преобразования на несколько лет.

3.В результате сперматогенеза – образуется четыре равноценные клетки, но отличающиеся по наследственной    информации, а в результате овогенеза образуется - одна овотида (будущая яйцеклетка) и три направительных или редукционных тельца.

4.В сперматогенезе есть стадия формирования, когда из неподвижных сперматид образуются подвижные сперматозоиды.

5.Все стадии сперматогенеза проходят в семенниках. При образовании женских половых клеток: ст. размножения и роста – в яичниках, а ст. созревания – в маточных трубах.

Патология клетки.

 

Под воздействием различных: физических, химических или биологических повреждающих факторов могут возникать изменения в строении молекул (например, ДНК, РНК, белка), структуре органелл (митохондрий, ЭПС и др.), метаболизме клетки, либо нарушения ее деления.

Первыми подвергаются изменению внутренние структуры клетки, а только потом ядро.

В 1858г. Р. Вирхов указывал, что: «всякое болезненное изменение связано с каким-то патологическим процессом в клетках, составляющих организм». Патологические процессы организма начинаются изменениями в клетках. В настоящее время эти процессы изучаются и клетка рассматривается в едином комплексе, где отдельные функции взаимосвязаны и сбалансированы друг с другом. Поэтому нарушение и выпадение отдельных этапов клеточного метаболизма должно приводить к активации запасных, обходных путей или к развертыванию событий уже патологических. Например. Сахарный диабет характеризуется гипергликемией – повышенным содержанием сахара в крови, что сопровождается рядом патологических изменений клеток печени, почек, клеток сосудистой системы. Первичным же является недостаточная функция β-клеток в островках Лангерганса поджелудочной железы, которые вырабатывают гормон – инсулин. В таких клетках наблюдается резкое падение числа секреторных β-гранул, содержащих этот гормон полипептидной природы. Следовательно, весь ход событий при этом заболевании начинается с нарушения синтеза и выведения специального клеточного белка (причины этого могут быть различны).

При наследственных формах миопатий в мышечных клетках, митохондрии превращаются в вакуоли, появляется большое количество лизосом, постепенно исчезают миофиламенты (сократительные элементы мышц), т.е. размер мышечных волокон уменьшается, идет атрофия.

Митохондрии могут служить индикатором повреждения клеток.

При ряде заболеваний митохондрии изменяют форму, размер, плотность матрикса, количество крист, могут набухать и превращаться в вакуоли, при этом идет не только нарушение энергообразования, но и повышенное высвобождения АТФ в цитоплазму. Например, в регенерирующих, опухолевых клетках – митохондрий меньше, либо они имеют вид пузырьков, соответственно ослаблен окислительный процесс.

Эндоплазматическая сеть способна образовывать вакуоли различной формы и размеров, следовательно, в клетке прекращаются процессы синтеза веществ, значит сложных органических веществ в клетке не будет. В мышечных клетках не будет накапливаться Са⁺⁺ для сокращений. Постепенно и пластинчатый комплекс перестает выполнять свои функции, т.к. эти органеллы функционально связаны, т.е. произойдет редукция его компонентов. С нарушением функции комплекса Гольджи не будут образовываться лизосомы, соответственно не произойдет расщепления отработанных структур или веществ, проникших в клетку.

Наоборот, при нарушении целостности мембраны лизосом гидролитические ферменты попадут в цитоплазму и приведут к аутолизису (греч. auto– сам, lisis - растворение) клетки. Утрата лизосомами какой-либо из ферментативных систем приводит к тяжелым заболеваниям – болезням накопления веществ. Эти болезни могут проявлятся в недостаточности развития скелета, ряда внутренних органов, центральной нервной системы и т.д. С дефицитом лизосомных ферментов связывают развитие атеросклероза, ожирения и других нарушений.

Плазмалемма может отреагировать увеличением или сглаживанием поверхности, т.е. исчезновении микроворсинок, нарушением контактов клеток, разрывом плазмалеммы.

В ядро может проникнуть вода, что приводит к отеку, либо наоборот, может наступить сжатие ядра с конденсацией хромосом по краям, в его складчатости. Изменится диаметр ядерных пор. Оно начинает подвергаться фрагментации и растворению.

Другой уровень клеточной патологии – изменение регуляторных процессов. Это могут быть нарушения регуляции обменных процессов, приводящие к отложению различных веществ. Нарушения обменных процессов могут приводить к накоплению продуктов обмена. Такие нарушения чаще всего связаны с недостаточностью выработки ферментов, необходимых для обменных процессов. Например, при наследственном заболевании – подагре, нарушается обмен нуклеотидов, образуется избыток мочевой кислоты, соли которой (ураты) выпадают в тканях (хрящах, суставах), вызывая некроз и из-за избытка лейкоцитов в этих очагах возникает воспаление.

Такие наследственные заболевания, как гликогенозы, связаны с нарушением обмена гликогена. Гликоген откладывается в печени, почках, сердце, скелетных мышцах и это приводит к нарушению нормального углеводного обмена.

Эти постепенные и не одновременные процессы в различных органоидах клетки приводят к необратимым нарушениям жизнедеятельности клеток, затем к их гибели.

Нерегулируемое деление клеток лежит в основе образования опухолей. Меланоциты – это клетки заполненные пигментом меланином. На губительное действие ультрафиолета первыми отвечают меланоциты родимых пятен. Безостановочно делясь, они дают начало росту злокачественной опухоли – меланоме. К несчастью, меланома быстро прогрессирует и, как правило, рано дает метастазы, поражая кожу, глаза, органы пищеварения.

Половое

Одноклеточные Многоклеточные Одноклеточные Многоклеточные Деление (Саркодовые, Жгутиковые, Инфузории) Вегетативное (Губки,Растения) Коньюгация (Бактерии, водоросли, Инфузории) Гермафродитизм (Плоские черви) Эндогонии (Токсоплазма) Почкование (Кишечнополост-ные,Кольчатые, Оболочники) Копуляция: А)изогамия (одноклеточные водоросли, Жгутиковые) Б)анизогамия (Хламидомонада) В) овогамия (Вольвокс и Многоклеточные) С оплодотворением: А) наружное (Рыбы, Земноводные) Б) внутреннее (Пресмыкающиеся, Птицы и Млекопитающие) Шизогонии                      (Малярийный плазмодий) Фрагментация (Плоские черви, Морские звезды)   Без оплодотворения (партеногенез): А) естественный: факультативный (тля,дафнии,пчелы) и облигантный (Кавказская скальная ящерица, порода индейки) Б) искусственный (напр.,тутовый шелкопряд). Почкование                       (Бактерии и дрожжи) Спорообразова ние (Папоротнико-образные, грибы)

Спорообразова ние               (Споровики)

Половое размножение.

 

Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. В результате повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды. Половой процесс заключается в слиянии двух клеток – гамет. Формированию гамет предшествует особая форма деления – мейоз, который приводит к уменьшению количества хромосом вдвое.

Половой диморфизм.

Это различия между самцами и самками в строении тела, окраске, инстинктах и ряде других признаков. Половой диморфизм проявляется уже на ранних ступенях эволюции.

Например, у круглых червей - самки крупнее, самец имеет загнутый конец тела, у членистоногих самки и самцы различаются по величине и окраске, у рыб – по величине окраске и особенностям строения тела. У тритонов – самцы в брачный период имеют яркую окраску брюшка и гребень на спине. У птиц – самцы в брачный период имеют яркую окраску.

У человека, женщины и мужчины отличаются такими признаками как: рост, массивность костей скелета, массивностью мускулатуры, величиной черепа (больше у мужчин) и соотношением лицевой и мозговой его частей, шириной таза и плеч, растительностью на лице, низким тембром голоса, выступающим вперед щитовидным хрящом гортани (кадык), развитием грудных желез, развитием подкожной жировой клетчатки.

Отличительные половые признаки

 

 

Первичные	Вторичные
1.Разное строение половых желез. 2.Разное строение половых клеток. 3.Различные половые гормоны, которые вырабатываются железами внутренней секреции.	1. Все остальные признаки, которые проявляются под действием половых гормонов. Например, строение скелета, мышечная и костная масса, и т.д.

 

 

Глава 4 Тестированный контроль по цитологии.

4.1. Тесты (ответы в конце раздела).

Выбрать правильные ответы:

1. Структурной единицей РНК является:

а) аминокислота;

б) ген;

в) нуклеотид.

2. В состав рибосом входит:

а ) р-РНК;

б) и-РНК;

в) белки;

г) углеводы;

д) холестерин.

 

3. Не зрелая или про - информационная РНК имеет:

а) интроны;

б) экзоны;

в) антикодон;

г) кодон.

4. Генетический код ДНК - универсален, потому что :

а) от бактерий до человека все организмы имеют одинаковые белки;

б) система кодирования у бактерий и у человека одинаковая;

в) все живое на Земле имеет одни и те же аминокислоты.

5. АТФ – это:

а) биополимер;

б) нуклеотид;

в) мономер;

г) нуклеиновая кислота.

6. У животных АТФ синтезируется в:

а) митохондриях;

б) ЭПС;

в) рибосомах.

7. АТФ расщепляется:

а) на наружной мембране митохондрий;

б) на кристах;

в) в цитоплазме.

8. Ионы натрия проникают через клеточную мембрану благодаря:

а) осмосу;

б) диффузии;

в) активному транспорту.

9. Органеллы, имеющие одномембранное строение:

а) рибосомы;

б) лизосомы;

в) клеточный центр;

г) ЭПС;

д) митохондрии;

е) пластиды;

ж) пластинчатый комплекс.

10. Органеллы, имеющие двумембранное строение

а) рибосомы;

б) лизосомы;

в) клеточный центр;

г) ЭПС;

д) митохондрии;

е) пластиды;

ж) пластинчатый комплекс.

 

11.Органеллы, связывающие всю клетку в единое целое:

а) ядро;

б) ЭПС;

в) комплекс Гольджи;

г) клеточная мембрана.

12.Классификация лизосом:

а) первичная – вторичная: аутофагосома и гетерофагосома;

б) первичная лизосома – вторичная – аутосома – гетеросома – остаточное тельце;

в) первичная – вторичная: аутофагосома и гетерофагосома – остаточное тельце (телолизосома).

13.В состав митохондрий входит:  

а) матрикс; 

б) кольцевая ДНК;

в) клеточный центр;

г) кристы;

д) рибосомы.

14. Кристы митохондрий выполняют функции:

а) синтез митохондриальной ДНК;

б) окисление органических веществ;

в) синтез митохондриальных белков.

15.Кислород окончательно усваивается в:

а) легких;

б) эритроцитах;

в) митохондриях.

16.Комплекс Гольджи образован:

а) пузырьками;

б) гранами;

в) диктиосомами;

г) кристами;

д) разветвленными канальцами;

е) плоскими цистернами.

17. Клеточный центр образован:

а) двумя центриолями;

б) четырьмя центриолями;

в) одной центриолью.

18. Все виды РНК клетки синтезируются в :  

а) ядре;

б) ядрышке;

в) цитоплазме;

г) нуклеоплазме.

 

 

19.При участии комплекса Гольджи образуются следующие вещества:  

а) грудное молоко;

б) желчь;

в) амилаза слюны;

г) белковые гормоны гипофиза;

д) холестерин;

е) муцин;

ж) фосфаты;

з) билирубин.

20. Хроматин – это:  

а) ДНК;

б) ядерные белки;

в) комплекс ДНК с гликопротеинами;

г) комплекс ДНК с белками;

д) комплекс ДНК с липопротеинами.

21. Самый короткий период митотического цикла: 

а) G_1;

б) G_2;

в)  S;

г) митоз.

22. Редукция хромосом наблюдается при делении:

а) митозом;

б) мейозом;

в) амитозом.

23. На какой стадии профазы I начинается кроссинговер:                                          

а) лептотена;

б) зиготена;

в) пахитена;

г) диплотена;

д) диакинез.

24.После стадии формирования в сперматозоиде появляются специальные органеллы:

а) плотное ядро;

б) акросома;

в) жгутик;

г) митохондрии.

25. В мышечных клетках хорошо развиты специальные органеллы:

а) митохондрии;

б) комплекс Гольджи;

в) миофибриллы;

г) ЭПС.

 

26. Клеточная поверхность выполняет следующие функции:

а) защитная;

б) транспортная;

в) рецепторная;

г) энергетическая;

д) депонирующая;

е) создание электрического потенциала.

27. В профазу митоза происходят следующие процессы:

а) спирализация хромосом;

б) исчезновение ядрышка;

в) ядерная оболочка распадается;

г) хромосомы расходятся по полюсам клетки;

д) кроссинговер;

е) образование бивалентов и тетрад.

28. Последовательно расставьте клеточные генерации при овогенезе:

а) овотида;

б)овогонии;

в) овоцит II порядка;

г) овоцит I порядка;

д) яйцеклетка.

29. Камбиальные или стволовые клетки – это клетки,которые находятся в:

а) митотическом цикле;

б) интерфазе;

в) митозе;

г) мейозе.

30. Термин сплайсинг означает :

а) вырезание интронов;

б) синтез белка;

в) сшивание экзонов;

г) созревание и-РНК.

31.В интерфазном ядре можно увидеть следующие структуры:

а) нуклеолемма;

б) нуклеоплазма;

в) ядрышко;

г) хроматин;

д) нуклеотид.

32. Ядрышковый организатор имеют:

а) все хромосомы;

б) хромосомы, имеющие вторичную перетяжку;

в) крупные хромосомы;

г) несколько хромосом.

33. Микротрубочки образованы:

а) липидами;

б) белками;

в) углеводами.

 

34.По химическому составу хромосома и хроматида:

а) не отличаются;

б) отличаются.

35.Субъединицы рибосом образуются в:

а) ядре;

б) ядрышке;

в) цитоплазме.

36. Хромосомы, имеющие одинаковые размеры и форму называются:

а) аналогичные;

б) гомологичные;

в) парные;

г) гетерохромосомы.

37.В строении всех хромосом различают:

а) плечи;

б) центромер ( первичную перетяжку);

в) вторичную перетяжку;

д) центриоль.

38. Значение первичной перетяжки хромосомы в том, что она является:

а) ядрышковым организатором;

б) местом прикрепления микротрубочек веретена деления;

в) центромерным районом.

39. Правило хромосом включает:

а) индивидуальность;

б) непрерывность;

в) постоянства;

г) идентичности

д) парности;

е) сложности строения.

40. Уровень организации живого зависит от:

а) количества хромосом;

б) формы и величины хромосом;

в) наследственной информации.

41.Структурной единицей хромосом является:

а) нуклеопротеид;

б) ДНК;

в) плечо.

42. При прекращении синтеза АТФ нарушается:

а) диффузия;

б) пиноцитоз и фагоцитоз;

в) активный транспорт.

43. Вода проникает в клетку путем……..транспорта:

а) активного;

б) пассивного.

 

44. С помощью белка-переносчика осуществляется:

а) фагоцитоз;

б) пиноцитоз;

в) облегченная диффузия;

г) активный транспорт.

45.При поступлении веществ внутрь клетки путем фагоцитоза, повышается активность:

а) эндоплазматической сети;

б) рибосом;

г) комплекса Гольджи;

д) митохондрий.

46. Активность каких органелл повышается в клетке при пиноцитозе: 

а) эндоплазматической сети;

б) рибосом;

г) комплекса Гольджи;

д) митохондрий

47. Транспорт веществ по градиенту концентраций – это:

а) активный;

б) пассивный;

в) диффузия;

г) пино- и фагоцитоз;

д) эндоцитоз.

48. Натрий – калиевый насос – это пример …….транспорта веществ:

а) активного;

б) пассивного.

49. Мембранные структуры, увеличивающие площадь и скорость проникновения веществ в клетку:

а) микроворсинки;

б) реснички;

в) жгутики;

г) ложноножки.

50. В клетках печени накапливаются углеводы в виде:

а) гликогена;

б) крахмала;

в) глюкозы.

51. В результате нарушения митоза могут образовываться…….клетки:

а) полиплоидные;

б) политенные;

в) диплоидные.

52. Хромосомы, имеющие большое количество хромонем и ДНК называются:

а) полиплоидные;

б) политенные;

в) гетерохромосомы.

 

53. Деконденсированный или диффузный хроматин – это:

а) гетерохроматин;

б) эухроматин.

54. Половой хроматин или “тельце Барра” – это:

а) спирализованная У-хромосома;

б) спирализованные Х- хромосомы;

в) спирализованная лишняя Х- хромосома.

55. Хромосомы человека, имеющие ядрышковый организатор:

а) группа A и B с 1 по пятую хромосомы;

б) группа C с 6 по 12 хромосомы;

в) группа D с 13 по 15 хромосомы;

г) группа E с 16 по 18 хромосомы;

д) группа F с 19 по 20 хромосомы;

е) группа G с 21 по 22 хромосомы.

56. Хромосомы изучают на стадии митоза:

а) интерфаза;

б) профаза;

в) метафаза;

г) анафаза;

д) телофаза.

57. Политенные хромосомы образуются в результате:

а) многократной репликации ДНК;

б) не расхождения нитей ДНК;

в) нарушения митоза;

г) увеличения плоидности клетки.

58. Виды кроссинговера: 

а) правильный;

б) равный;

в) цитологический;

г) эффективный;

д) единичный;

е) множественный;

ж) диплоидный;

з) универсальный.

59. Этапы биосинтеза белка:  

а) транскрипция;

б) трансляция;

в) процессинг;

г) сплайсинг;

д) терминация.

60. Этапы трансляции: а) инициация;

б) процессинг;

в) элонгация;

г) терминация;

д) рестриктация.

Ответы к тестам.

1-в ; 2- а,в; 3- а,б; 4- б; 5- б; 6- а; 7- а; 8- в; 9-б, г, ж; 10- д,е;

11- б,в; 12- в; 13- а,б,г,д; 14- б; 15- в; 16- а,в,е; 17- а; 18- а;

19- а,б,в,г,д,е; 20- г; 21- г; 22- б; 23- в; 24- б,в; 25- в; 26- а,б,в,е; 27- а,б,в; 28-б,г,в,а,д; 29- а; 30- в; 31- а,б,в,г; 32- б; 33- б; 34- а; 35- б; 36- б,в; 37-а,б; 38- б; 39- а,б,в,д; 40- в; 41- а; 42- в; 43- б; 44- в,г; 45- г; 46- г; 47- б; 48- а; 49- а; 50- а; 51- а,в; 52- б; 53- б; 54- в; 55- в,е; 56- в; 57- а,б; 58-а,б,в,г,д,е; 59- а,в,б; 60- а,в,г.

4.2. Тесты для самостоятельного решения.

Выбрать правильные ответы.

 

1. Укажите, какие из перечисленных функциональных назначений присуще микроворсинкам: 

а) увеличение прочности клеточных контактов;                          

б) увеличение поверхности клеток; 

в) ограничительная;  

г) синтез веществ.

2. Каким путем происходит образование половых клеток в период созревания:               

а) митоз;    

б) мейоз;    

в) амитоз.

3. Какие способы транспорта веществ через плазматическую мембрану не сопровождаются затратой энергии?:

а) диффузия; 

б) пиноцитоз;

в) фагоцитоз;

г) транспорт против градиента концентрации и зарядов.

4. Характеристика сперматогенеза:

а) стадия роста выражена в течение всего периода; 

б) стадия размножения длится весь репродуктивный период; 

в) стадия формирования отсутствует; 

г) присутствует стадия диктионемы; 

д) есть стадия формирования; 

е) все стадии протекают в семенниках; 

ж) не все стадии идут в семенниках.

5. Назовите не мембранные органеллы:   

а) рибосомы;     

б) лизосомы;                          

в) комплекс Гольджи;     

г) клеточный центр.

 

6. Количество хромосомных комплексов в периоде профазы митоза клетки: а) n;

б) 2n ;       

в) 3n ;       

г) 4n .

7. Митоз имеет важное биологическое значение, потому что:

а) лежит в основе образования гамет;  

б) обеспечивает сохранение исходного хромосомного набора;  

в) обеспечивает генетическую однородность дочерних клеток;   

г) обеспечивает редукцию хромосомного набора.

8. Назовите органоид, в результате преобразования которого образуется акросома:

а) рибосома;  

б) митохондрии;   

в) лизосома;   

г) пластинчатый комплекс.

9. В какой стадии мейоза (I и II) происходит расхождение хромосом, хроматид:      

а) профаза;    

б) метафаза;   

в) анафаза;   

г) телофаза.

10. Функция микротрубочек:  

а) скелет клетки;   

б) образует реснички;                  

в) образуют клеточные включения;   

г) осуществляют внутренний транспорт.

11. Выберите положения, относящиеся к “клеточной теории”:

а) клетка – основная структурная и функциональная единица живого;

б) рост и развитие организмов происходит благодаря делению клеток;                       

в) всякая клетка происходит из клетки;

г) клетки по строению делятся на про- и эукариотические;                                           

д) функции клетки определяются деятельностью органелл.

12. Назовите функции комплекса Гольджи:

а) внутриклеточный транспорт веществ;

б) построение и регенерация плазматической мембраны;   

в) синтез углеводов;          

г) формирование первичных лизосом;    

д) преобразование простых веществ в сложные.

13. Назовите места синтеза белка в клетке:  

а) митохондрии;  

б) гранулярная ЭПС;

в) рибосомы цитоплазмы;  

г) пластиды;    

д) полисомы цитоплазмы.

 

14. Какие периоды митотического цикла характеризуются процессом спирализации ДНК:  

а) метафаза;  

б) G₂-период интерфазы;  

в) профаза; 

г) телофаза;                   

д) G₁-период интерфазы.

15. Назовите особенности бесполого размножения:

а) обеспечивает генетическую идентичность организмов;     

б) происходит чаще в стабильных условиях среды;     

в) сохраняет адаптивность организмов;  

г) обеспечивает генетическое разнообразие организмов;   

д) происходит при изменении условий среды.

16. Назовите мембранные органеллы клетки:  

а) рибосомы;  

б) митохондрии;        

в) эндоплазматическая сеть;  

г) комплекс Гольджи;  

д) лизосомы;                              

е) микротрубочки и микрофиламенты;   

ж) пероксисомы.

17. На какой фазе гаметогенеза происходят мейотические преобразования:      

а) профазу I редукционного деления;  

б) метафазу II деления;  

в) анафазу II деления мейоза;  

г) телофазу I редукционного деления.

18. Составные компоненты ядра:  

а) нуклеолемма;  

б) нуклеотид;   

в) нуклеолюс;

г) зерна хроматина;  

д) кариолимфа; 

е) кариотип.

19. Перечислите, какие процессы происходят в профазу мейоза: 

а) спирализация хромосом;  

б) исчезновение ядрышка;  

в) растворение ядерной оболочки;               

г) раздвоение хромосом;      

д) расхождение хромосом;

е) кроссинговер;

ж) образование бивалентов и тетрад

 

 

20. Составные компоненты комплекса Гольджи:   

а) диктиосомы;    

б) кристы;      

в) цистерны;      

г) вакуоли.

21. Дайте определение транскрипции:   

а) перенос информации о структуре белка в рибосомы;     

б) реализация информации в виде синтеза белковой молекулы;          

в) переписывание информации о структуре белка с молекулы ДНК на и-РНК.

22. Характеристика прокариотической клетки:  

а) малые размеры; 

б) крупные размеры;  

в) отсутствие обособленного ядра;  

г) развитая система мембран;           

д) генетический аппарат представлен ДНК единственной кольцевой хромосомы;    

е) хромосома лишена гистонов;  

ж) отсутствует клеточный центр;    

з) клеточный центр хорошо выражен;     

и) быстрое образование дочерних клеток;                         

к) медленное образование дочерних клеток.

23. Функции ядрышка:   

а) опорная;   

б) образование внутренней среды ядра;         

в) образование рибосомальных РНК;   

г) созревание рибосомальных РНК.

24. Стволовые клетки – это клетки, которые находятся постоянно в состоянии:     

а) митотического цикла;    

б) интерфазы;    

в) митозе;    

г) мейозе.

25. В какую фазу мейотического цикла происходит кроссинговер:  

а) диплонема; 

б) лептонема;   

в) пахинема;   

г) зигонема;   

д) диакинез.

26. Укажите основные процессы в G₁ – периоде интерфазы:   

а) активный синтез белка;   

б) восстановление органелл клетки;    

в) интенсивный рост клетки;            

г) синтез АТФ;    

д) синтез ДНК.

27. Какие клетки характеризуются генетическим материалом 2n4c:   

а) ооцит II порядка;  

б) ооцит I порядка;   

в) сперматида;   

г) сперматоцит I порядка;            

д) сперматозоид.

28. Какие процессы характерны для анафазы I деления мейоза:  

а) разведение к полюсам дочерних хромосом;   

б) разведение к полюсам унивалентов;                      

в) кроссинговер;   

г) разделение бивалентов;   

д) разделение унивалентов.

29. В какой фазе митоза генетический материал клетки равен 4n4c:  

а) метафаза;   

б) анафаза;   

в) профаза;   

г) телофаза;      

д) интерфаза.

30. Назовите главный “феномен”, определяющий запуск механизма клеточного деления:  

а) наличие полюсов деления клетки;  

б) растворение ядерной оболочки;

в) ядерно-цитоплазматическое соотношение;   

г) спирализация ДНК;                  

д) удвоение ДНК.

31. Где синтезируются белки, которые будут выводиться из клетки :

а) лизосомах;  

б) митохондриях;   

в) шероховатой ЭПС;  

г) гладкой ЭПС;          

д) пластинчатый комплексе Гольджи;

32. Репликация ДНК осуществляется в… период митотического цикла :                  

а) пресинтетический (G₁);   

б)синтетический (S);   

в) постсинтетический (G₂);

33. Мономером ДНК является:

а) аминокислота;  

б) азотистое основание;  

в) нуклеотид;   

г) ген;

34. Рецепторная функция мембран связана с:

а) белками и липидами; 

б) белками и углеводами; 

в) липидами и углеводами;   

г) фибрилярными структурами;

35.  Количество ядрышек зависит от:

а) возраста клетки;

б) активности синтеза ДНК;

в) активности синтеза РНК;

36.  Фаза деления клетки, на которой изучается кариотип человека:

а) профаза;  

б) метафаза;  

в) анафаза;  

г) телофаза

37. Тетрады - это:

а) хроматиды бивалента;  

б) хроматиды хромосомы ;

в )пара гомологичных хромосом;

38.   Созревшая информационная РНК имеет:

а) интроны;   

б) экзоны;   

в) антикодон;  

г) кодон;

39.   Число бивалентов в сперматоците I порядка человека:

а) 23;   

б)  46;   

в) 92;

40.  Биологическое значение образования редукционных телец:

а) питание яйцеклетки;   

б) редукция наследственной информации;                      

в) увеличение объема яйцеклетки;

41.   Органеллы, играющие большую роль при митозе:

а) хромосомы;    

б) ядро;  

в) микротрубочки;  

г) центриоль; 

д) лизосомы

42.  Наименьшим структурным комплексом хромосомы является:

а) нуклеотид;   

б) ДНК;  

в) белок; 

г) нуклеопротеид;

43.  В основу теории иммунитета И.И.Мечникова, легло изучение:

а) диффузии;  

б) осмоса;  

в) К⁺-Na⁺-насоса;  

г) фагоцитоза; 

д) пиноцитоза.

 

 

44.  Секреторный белок синтезируют:

а) хлоропласты;    

б) митохондрии;     

в ) полисомы цитоплазмы;            

г) рибосомы цитоплазмы;    

д) пластинчатый комплекс Гольджи;     

е) лизосомы ;     

ж) гранулярная ЭПС.

45.  Веретено деления образуется в:

а) профазу;  

б) метафазу;  

в) анафазу;  

г) телофазу;  

д) интерфазу;

46. В секреторных клетках сальных желез хорошо развиты органелы:

а) лизосомы;  

б) пластинчатый комплекс Гольджи;   

в) гладкая ЭПС;

г) шероховатая ЭПС;

47.   Кодон-это:

а) участок рибосомальной РНК;

б) часть ДНК;

в) триплет и-РНК;      

г) триплет т-РНК;

48.  Лизосомы образуются на:

а) ЭПС;   

б) пластинчатом комплексе Гольджи;                                    

в) делением пополам;         

г) рибосомах

49. Соматические клетки образуются в результате … деления:

а) амитотического;      

б) митотического;    

в) мейотического;

50. Кто ввел в клеточную теорию положение:”Клетки появляются из ранее существовавших клеток путем деления”:

а) М.Шлейден;       

б) Т.Шванн;       

в) Р.Вирхов;

51.   Перечислите функции плазматической мембраны:

а) контактная;    

б) синтетическая;    

в) рецепторная;   

г) деления;               

д) транспортная;     

е) циклоза;

 

52.  У человека при половом размножении имеет место:

а) изогамная;      

б) анизогамная;     

в) овогамная;

г) конъюгация;

д) копуляция.

53.   В профазу I-мейоза происходит:

а) репликация ДНК;   

б) расхождение хромосом;   

в) конъюгация хромосом;   

г) кроссинговер;   

д) образование бивалентов;

54.  Функция микрофиламентов:

а) скелет клетки;  

б) образует кортикальный слой под плазмолеммой;  

в) образуют клеточные включения;  

г) осуществляют внутренний транспорт;

55. Белки для нужд клетки синтезируют:                                                                      

а) митохондрии;  

б) гранулярная ЭПС;   

в) рибосомы цитоплазмы;

г) пластиды;   

д) полисомы цитоплазмы;

56. Число хроматид в овоците I порядка человека:

а) 23;    

б) 46;   

в) 92;

57. Назовите последовательность образования клеточных форм при сперматогенезе:

а) сперматозоид;   

б )сперматида;   

в) сперматогонии;                          

г) сперматоцит II;       

д) сперматоцит I;             

е) сперматида I;

ж) сперматогонии II.

58. Поток информации в клетке представлен:

а) РНК;   

б) белки;   

в) ДНК;  

г) АТФ;   

д) липиды;

е) углеводы.

 

59. Биваленты хорошо видимы на экваторе клетки в:

а )профазу;   

б) метафазу;   

в) анафазу;   

г) телофазу;

д) интеркинез.

60. Биологические микросистемы – это:

а) гены;

б) органеллы;

в) ткани;

г) клетки;

д) ДНК;

е) популяции.

61. Цитоскелет представлен системой:

   а) микротрубочек и белковых волокон;

   б) микротрубочек и ЭПС;

 в) микрофиламентами и системой мембран.

Включения – это структуры -

 а) постоянные;

   б) строго специализированные;

   в) непостоянные;

г) являются продуктами жизнедеятельности клетки.

Дифференцировка - это

 а) ткани, у которых для большей части клеток характерно совпадение  жизненного цикла с митотическим;

 б) процесс специализации клетки на выполнение определенной функции, которая заключается в приобретении соответствующего строения.

64. Ядрышко – это:

   а) совокупность количественных признаков хромосомного набора;

б) скопление белков, р-РНК и субьединиц рибосом, в основе которого лежит участок хромосомы за вторичной перетяжкой;

       в) максимально спирализованный участок ДНК

Эухроматин – это

а) самостоятельная ядерная структура, имеющая плечи и центромеру, состоящая из двух хроматид;

б) генетически активные участки хромосом, полностью деспирализованные и незаметные в световой микроскоп;

в) глыбки, гранулы и сетчатые структуры ядра неделящейся клетки, представляющие собой в разной степени спирализованные участки хромосом.

Период

созревания                  4 хромосомы,               4 хромосомы, (редукц.дел.)

сперматоциты II п. 8 хроматид, 2с              8 хроматид, 2с

                                                                                        (эквационное)

сперматиды    4хр-м,         4 хр-м,      4 хр-м,           4 хр-м,

                      4 хр-ды,1с   4 хр-ды,1с 4 хр-ды,1с 4 хр-ды,1с              

Период

формирования  4хр-мы,      4хр-мы,      4хр-мы,         4 хр-мы,                                          

сперматозоиды 4хр-ды,          4 хр-ды,      4 хр-ды,        4 хр-ды,

                        1с                 1с          1с                 1с

Задача № 3. Во время нарушения мейоза, у человека одна пара гомологичных не разошлась к разным полюсам. Сколько хромосом будет иметь клетка, образовавшаяся в результате мейоза?

Решение:

                                                       46 хромосом, 2с

  46 хр-м, 92 хр-ды, 4с

                                            (редукционное деление)

             22 хр-мы,                                                  24 хр-мы,

             44 хр-ды ,2с                                             48 хр-д, 2с

                                       (эквационное деление)

22 хр-мы,       22 хр-мы,                      24 хр-мы,       24 хр-мы,

22 хр-ды,1с. 22хр-ды,1с                     24 хр-ды,1с     24 хр-ды,1с

Пары хромосом расходятся в редукционном делении, поэтому нарушение произошло в первом делении мейоза.

Задача № 4. Если самка, имеющая три пары хромосом, продуцирует 400 яйцеклеток, сколько сортов их будет и сколько яйцеклеток каждого сорта может быть образовано?

Решение:

Сортов гамет=2^п, где п – количество пар хромосом. Ответ: сортов гамет= 2³ = 8,

400 : 8= 50 яйцеклеток каждого сорта (примерно, так как хромосомы во время редукционного деления расходятся независимо).

Задача № 5. В культуре ткани мыши (2 n =  40 хр.) произошло нарушение митоза, и 19-ая акроцентрическая хромосома переместилась к одному полюсу клетки. Какое количество хромосом оказалось в дочерних клетках после митоза?

Решение:

                                                   40 хромосом, 2с

                                                   40 хромосом, 4с

                                                   80 хроматиды

             

                                          41 хр-ма,    39 х-м,

                                          41 х-да, 2с  39 х-д, 2с

 

В анафазу митоза расходятся хроматиды. Материнская хроматида будет являться дочерней хромосомой.

 

 

Задача № 6. Исходная клетка, имеющая 8 пар хромосом, вступает в митотическое деление. Сколько хромосом, хроматид и ДНК будут иметь дочерние клетки после митоза?

 

Решение:                             16 х-м, 16 х-д, 2С ДНК

                                                                   

 

           Интерфаза          16 х-м, 32 х-ды, 4С ДНК

          Митоз        16 х-м,                            16 х-м,

                              16 х-д, 2С ДНК             16 х-д, 2С ДНК

 

Задача № 7. Во время митоза в культуре ткани человека произошла элиминация (исчезновение) трех пар хромосом. Сколько хромосом, хроматид и ДНК будет в каждой образовавшейся клетке?

Решение:

                                                 46 хромосом, 2с

                                                   46 хромосом, 4с

                                                   92 хроматиды

             

40 хр-м,40 х-д, 2с    40 хр-м,40 х-д, 2с

 

Задача № 8.  Расписать стадии овогенеза клетки, имеющей 22 пары хромосом. Как называются клетки на каждой стадии и какой набор хромосом, хроматид и ДНК они будут иметь?

Решение:

                                                                  44хр-мы, 88 хр-д, 4с

Период                                                                                                      (митоз)

размножения                  44 хр-мы, 44 хр-ды, 2с     44 хр-мы, 44 хр-ды,2с

овогонии                                                                                  

                           

Период                                                                     (интерфаза, профазаI мейоза)

роста овоцит 1 порядка 44 хр-мы, 88 хр-д, 4с

                                                          

Период                         

созревания                  22 хр-мы,             22 хр-мы,     (редукц. деление)

овоцит II порядка 44 хр-ды, 2с  44 хр-ды, 2с редукц. тельце-1

                                                                                              (эквационное)

овотида     22 хр-мы, 22 хр-мы, 22 хр-мы, 22 хр-мы,

                      22х-ды,1с 22х-ды,1с 22х-ды,1с 22х-ды,1с

                                                    три редукционные тельца 2-го порядка

Задача № 9. В процессе сперматогенеза произошло не расхождение двух бивалентов, Сколько хромосом будут иметь в этом случае сперматозоиды человека.

 Решение:                              46 хр-м, 92 хр-ды, 4с

                                                                              (редукционное деление)

                       21 хр-ма,                    25 хр-м,

                       42 хр-ды ,2с,              50 хр-д, 2с,

                                                                                                  (эквационное)

      21 хр-ма, 1с 21хр-ма, 1с  25 хр-м, 1с   25 хр-м, 1с.

                                                                 

      21 хр-ма, 1с 21 хр-ма, 1с  25 хр-м, 1с   25 хр-м, 1с

                                        четыре сперматозоида

Слияние сперматозоида с 25 хромосомами с нормальной яйцеклетки приведет к проявлению у потомка трисомии по двум парам хромосом, а с 21 хр к появлению моносомии по двум парам хромосом.

Задача № 10. Соматические клетки кошки имеют 2n = 38 хромосом. Во время митоза произошло не расхождение хроматид в трех парах хромосом. Сколько хромосом и хроматид будут иметь клетки, образовавшиеся в результате деления?

 

Решение:                               38 хромосом, 2с

                                                   38 хр-м,

                                                   76 хр-д, 4с

                       32 хр-м, 32 х-ды,2с    44 хр-мы, 44 х-ды,2с

  При митозе в анафазе расходятся хромосомы на хроматиды.

 

Задача № 11. В клетке имеется две пары гомологичных хромосом с генами Аа, Вв. Какие хромосомы, и с какими генами получит клетка, образовавшаяся в результате митоза?

Решение:               А┼ ┼а В┼ ┼в   

                                                         (интерфаза)

                            А╫А а╫а В╫В в╫в    

                                                                       

    А┼ ┼а В┼ ┼в                          А┼ ┼а В┼ ┼в  

 

Хромосома ( ┼ ), состоящая из одной хроматиды, ╫ - хромосома, состоящая из двух хроматид.

 

Задача № 12. В клетке имеется две пары хромосом с генами Аа и Вв. Какие хромосомы и с какими генами получат клетки, образовавшиеся в результате мейоза?

 Решение:

                          А┼ ┼а В┼ ┼в 

 

                                                           (интерфаза)

                        А╫А а╫а В╫В в╫в     

                                                                               (редукционное)

        А╫А В╫В                             а╫а в╫в      

                                                                                            (эквацион.)

А┼ В┼       А┼ В┼           ┼а ┼в          ┼а ┼в  

 

У такого организма может быть четыре типов гамет: АВ, аВ, Ав, ав. Изображая схему расхождения хромосом, вы можете показать знание классификации хромосом по расположению центромера: метацентрические – равноплечие, субметацентрические – одно плечо немного больше другого, акроцентрические – одно плечо маленькое, телоцентрические – одно плечо отсутствует.

Задача № 13. Под действием химических ядов произошло не расхождение двух пар гомологичных хромосом у таракана (2 n = 48 хромосом), сколько хромосом и хроматид будут иметь его половые клетки?

Решение:                            48 хромосом, 2с

                                                     

                                  48 хр-м, 96 хр-ды, 4с

                                                                     (редукционное деление)

               22 хр-мы,                        26 хр-м,

               44 хр-ды, 2с,                 52 хр-ды, 2с,

                                                                              (эквационное дел.)

      22 хр-мы,     22 хр-мы,       26 хр-м,     26 хр-м,

      22 хр-ды,1С. 22 хр-ды,1С   26 хр-д,1С. 26хр-д,1С.

              

      22 хр-мы. 1с 22 хр-мы. 1с     26 хр-м. 1с 26 хр-м, 1с          

Если не разошлись пары хромосом, то нарушение в первом мейотическом делении.

 

 

Задача № 14. При нарушении мейоза произошло не расхождение двух хромосом на хроматиды, сколько хромосом, хроматид будет иметь яйцеклетка собаки, если соматические клетки имеют 39 пар хромосом? Расписать стадии овогенеза и написать название клеток на разных стадиях овогенеза.

 

Решение:

                                                    78 хромосом, 2с

Период                                                                                                         (митоз)

размножения                           78 хр-м, 156 хр-д, 4с            

овогонии                          

                                   78 хр-м, 2с             78 хр-м, 2с   

Период                                                                      (интерфаза, профаза мейоза)

роста овоцит 1 порядка 78 хр-м, 156 хр-д, 4с

                                                          

Период                         

созревания                   39 хр-м,         39 хр-м,         (редукц. деление)

 овоцит 2 порядка 78 хр-д, 2с        78 хр-д, 2с   редукц. тельце-1

                                                                                             (эквационное)

 яйцеклетка 39хр-м,    39 хр-м, 37 хр-м,  41 хр-ма,

                  39х-д,1с 39х-д,1с 37х-д,1с 41х-да,1с

                                                    три редукционные тельца 2-го порядка

   Хромосомы расходятся на хроматиды во втором делении мейоза, поэтому в этой задачи нарушение произошло в эквационном делении.

Задача № 15. Под действием наркотических веществ произошло нарушение в периоде роста в овоцитах I порядка. Как вы думаете, к каким последствиям это приведет?

Решение: Под действием наркотических веществ, в периоде роста овоцита I порядка могут быть нарушения: отсутствие расхождения одной или всех пар хромосом (привести схемы), а также изменения в трофическом росте. Это приведет к нарушению эмбрионального развития зародыша или к хромосомной болезни новорожденного.

 

Задача № 16. В мембране клетки активизируются ферменты – переносчики. Какой вид транспорта веществ наблюдается в этот момент?

Решение: В этот момент наблюдается активный транспорт веществ, который идет с затратами энергии которая  идет  на изменение конфигурации белков-переносчиков.

Задача № 17. В секреторной клетке хорошо развита гранулярная эндоплазматическая сеть. Какой природы синтезируется вещество (белковой, углеводной, липидной). Куда оно поступает и его дальнейшая судьба?

Решение: На рибосомах гранулярной ЭПС синтезируется вещество белковой природы. Белковая молекула далее поступает в комплекс Гольджи, где может участвовать в синтезе сложных веществ и упаковываться в мембраны для вывода из клетки как секрета.

Задача № 18. Под действием радиации у женщины в период созревания не прошла стадия анафазы I. Сколько яйцеклеток и с каким набором хромосом образовалась яйцеклетка? Какие можно ожидать последствия? Изобразить схематично

.

Решение:

                                                       46 хр-м, 2с

Период                                                                                                  (митоз)

размножения                           46 хр-м,92 х-ды,4с           

овогонии                          

                             46 хр-м, 46 х-д, 2с      46 хр-м, 46 х-д, 2с   

Период                                                                (интерфаза, профаза мейоза)

роста овоцит 1 порядка 46 хр-м, 92 хр-ды, 4с

                                                                    (редукционное деление)

Период

созревания                                46 хр-м,

овоцит II порядка          92 хр-ды, 4с

                                                                       (эквационное деление)

яйцеклетка 46хр-м,              46 хр-м,

                       2с                     2с     

                                               редукционное тельце

При оплодотворении яйцеклетки (п = 46 хромосом, 2с) с нормальным сперматозоидом (п = 23 хромосомы, 1с) образуется триплоид; такой организм нежизнеспособен на ранних стадиях эмбрионального развития.

Задача № 19.  Под действием радиации у женщины в период созревания была нарушена анафаза II деления. С каким набором хромосом образовалась яйцеклетка? К чему это может привести?

 

Решение:

 

                                                          46 хр-м, 2с

Период                                                                                            (митоз)

размножения                           46 хр-м, 92 хр-ды, 4с        

овогонии                          

                             46 хр-м,46 хр-д, 2с      46 хр-м,46 хр-д, 2с   

Период                                                                      (интерфаза, профаза мейоза)

роста овоцит 1 порядка 46 хр-м, 92 хр-ды, 4с

                                                

Период

созревания                  23 хр-мы,          23 хр-мы,           (редукц. деление)

 овоцит 2 порядка    46 хр-д, 2с        46 хр-д, 2с редукц. тельце-1

                                                                                     (эквационное)

      яйцеклетка 23хр-мы,          23 хр-мы,     

                       46 хр-д, 2с         46 хр-д,2с                   

                                                     редукционное тельце 2-го порядка

В результате нарушения анафазы 2 (эквационное деление) периода созревания яйцеклетка имеет 23 хромосомы 46 хроматид 2с. Из такой клетки нормальный организм развиваться не может.

болезни новорожденного.

 

Задача № 20. Сколько бивалентов образуется в профазе I мейотического деления, если набор хромосом у макаки – резус 21 пара. Сколько образуется типов сперматозоидов?

Решение:

Бивалент - это гомологичная пара хромосом, которая коньюгировала на зиготене профазы 1 мейотического деления. У макаки – резус 2п = 42 хромосомы, поэтому бивалентов – 21. Типов гамет = 2^п, где п – количество пар хромосом. Типов сперматозоидов у макаки – резус = 2²¹.

 

Задача № 21. В культуре ткани человека клетка поделилась митозом 3 раза. Определить: а) Сколько новых генераций клеток образовалось.

б) Какой набор хромосом, хроматид будут иметь дочерние клетки.

в) Какое количество хромосом во всех дочерних клетках.

г) В результате чего образовалось такое количество хромосом.

д) Провести схему 3-х кратного деления клеток.

 

Решение:

                                          46 хромосом, 92 хроматиды,4с

митоз                                               

                      46 хр-м, 46 хр-д,2с                46 хр-м, 46 хр-д, 2с

интерфаза                  

                     46 хр-м, 92 х-ды, 4с                     46 хр-м, 92 хр-ды,4с       

митоз

46 хр-м,46 хр-д,2с. 46 хр-м, 46 хр-д, 2с          46 ,46,2с.    46, 46, 2с. 

интерфаза

46 хр-м,92хр-ды,4с 46хр-м,92хр-ды,4с           46,92,4с        46,92,4с.

митоз

46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с 46,46,2с

 

В культуре ткани человека клетка поделилась митозом 3 раза и:

а) образовалось новых генераций клеток - 8,

б) каждая дочерняя клетка будет иметь 2п = 46 хромосом 2с.

в) во всех дочерних клетках количество хромосом будет равно 46 х 8 = 368 хр.

г) в синтетическом периоде интерфазы митотического цикла происходит репликация ДНК и в постсинтетическом периоде каждая хромосома состоит из двух хроматид; во время анафазы митоза расходятся хроматиды (каждой хромосомы), которые уже являются хромосомами. Действует правило постоянства хромосом.

 

Задача № 22. С помощью электронной гистохимии установлено, что в цитоплазме клеток печени (гепатоцитов) в процессе жизнедеятельности могут появляться и исчезать розеткообразные структуры, содержащие гликоген. Как называется такая структура?

Решение :Розеткообразные структуры гепатоцитов печени, содержащие гликоген, являются трофическими включениями. В зависимости от жизнедеятельности клетки они могут исчезать или появляться снова, так как включения это не постоянные структуры клетки.

 

Задача № 23. Человек попал в атмосферу, насыщенную парами яда, четыреххлористого углерода, произошло отравление организма. Одним из основных морфологических проявлений этого процесса явилось нарушение целостности мембран лизосом клеток печени. Каков будет результат влияния яда на клетку, если нарушена целостность большинства лизосом?

Решение: При нарушении целостности мембран лизосом, происходит аутолизис, и клетки печени погибают. Печень не справляется со своей функцией, в результате цирроза печени.

Задача № 24. При метаморфозе головастика в лягушку, некоторые органы исчезают, например: жабры, хвост. Какие органеллы играют в этом процессе существенную роль?

Решение: При метаморфозе лизосомы активно участвуют в аутолизисе клетки, что приводит к утрате ненужных частей тела в данный период развития.

 

Задача № 25. В условиях пищевого и кислородного голодания в клетках наблюдается автолиз. Какие органеллы играют ведущую роль в этом процессе?

Решение:

При автолизисе, в условиях пищевого и кислородного голодания в клетке, она погибает. В этом процессе ведущую роль играют лизосомы.

Задача № 26. С помощью микроманипулятора из клетки удалили комплекс Гольджи. Как это отразится на ее дальнейшей жизнедеятельности?

Решение: Основные функции комплекса Гольджи:

§ синтез сложных веществ;

§ концентрация и упаковка веществ в мембраны;

§ синтез мембран;

§ образование лизосом.

Поэтому в результате удаления комплекса Гольджи из клетки, перечисленные выше процессы в клетке нарушатся, и она через некоторое время погибнет.

Задача № 27. Какие наблюдаются различия в количестве и строении митохондрий в клетках грудной мышцы птиц активно летающих и утративших способность к полету (например, домашние куры).

Решение: На кристах митохондрий происходит образование АТФ. Для клеток грудной мышцы активно летающей птицы необходимо много энергии. Поэтому в ее митохондриях будет больше плотно упакованных крист, чем в таких же клетках птиц утративших способность к полету.

Задача № 28. В период формирования сперматозоида произошло разрушение митохондриального комплекса. Как это отразится на подвижности сперматозоидов? Почему?

Решение: Главная роль митохондриального комплекса сперматозоида – выработка энергии в форме АТФ для поступательного и вращательного движения сперматозоида в период оплодотворения. При нарушении этого комплекса сперматозоид теряет подвижность и способность к оплодотворению

Список литературы

Основной

1. Н.В. Чебышев, Г.Г. Гринев и др. Биология. М.:ВУНМЦ, 2001г.

2. В.Н. Ярыгин. Биология. М.:1984г.

3. А.П. Пехов. Биология и общая генетика. М.: изд-во РУНД,1993г.

4. А.А. Слюсарев, С.В.Жукова. Биология. Киев: ”Вища школа”, 1987г.

5. Н.В. Чебышев, А.Н. Демченко и др. Руководство к лабораторным занятиям по биологии; учебное пособие. М.: Медицина, 2001г.

Дополнительный

1. Ю.С. Ченцов Общая цитология. М.; изд. Московского университета, 1978г.

2. А.И. Опарин. Жизнь, ее природа, происхождение и развитие. М.,1968г.

3. Н.П. Бочков. Генетика человека. М.,1978г.

4. В.Г. Токин. Общая биология. М.,1977г.

5. Я.В. Яблоков, А.Г. Юсупов. Эволюционное учение. М.,1981г.

6. К. Вилли. Биология. М.: изд-во “Просвещение”, 1968г.

7. М . Грин, У. Стаут, Д. Тейлор. Биология. Под редакцией Р. Сопера, Б.Н. Медникова, А.А. Нейфаха. М.: изд-во “Мир”, 1990г.

ЦИТОЛОГИЯ

 

Учебное пособие

 

 

Для студентов факультета:

 «Высшего сестринского образования» (очного и заочного)

 

Владивосток 2006

 

УДК 576.3

ББК 28.05

 

 

Авторы:

В.С. Каредина – д.м.н., профессор, зав.каф. биологии;

 доценты – к.б.н. Г.Г. Божко,

 к.б.н. Л.А. Масленникова,      

 к.б.н. Л.В. Веревкина

 

 

Рецензенты:

Н.П. Токмакова к.б.н., доцент каф. клеточной биологии АЭМББТ ДВГУ. 

Г.Г. Калинина к.б.н., проф. каф. водных биоресурсов и аквакультуры ДВ государственного технического рыбохозяйственного университета.

 

Методическая разработка утверждена:

1) на заседании кафедры биологии ВГМУ. Протокол № 5        от 3 марта 2006г.

2) на заседании ЦМК математических и естественно-научных дисциплин ВГМУ. Протокол № 5 от 25 марта 2006г.

3) на заседании УМС факультета ВСО протокол № 14 от 17 мая 2006г.

 

 

Учебное пособие по разделу «Цитология» подготовлено в соответствии с программой биологии для студентов высшего сестринского образования.

Пособие может быть использовано студентами других факультетов.

 

Оглавление

	Стр.
Введение	5
1. Сущность жизни. Формы жизни. Клеточная теория	5
2. Уровни организации живого	7
Глава 1. Биология эукариотической клетки.	8
1.1. Схема строения эукариотической клетки	8
1.2. Строение плазматической мембраны	8
1.3. Надмембранная структура	9
1.4. Субмембранные структуры	10
1.5. Функции плазмалеммы	10
1.6. Классификация органелл клетки	15
1.7. Строение и функции органелл клетки. включения	16
1.8. Строение и функции ядра	20
1.9. Строение и правила хромосом	22
1.10. Кодирование и реализация генетической информации в клетке. Кодовая система ДНК. Свойства кода	23
1.11. Этапы биосинтеза белка	26
Глава 2. Размножение клеток.	27
2.1. Подготовка клетки к делению	27
2.2. Митоз и его фазы	29
2.3. Амитоз	32
2.4. Эндомитоз и политения	32
2.5. Мейоз и его фазы	33
2.6. Схема гаметогенеза	36
2.7. Образование и строение половых клеток	38
2.8. Патология клетки	41
Глава 3. Формы размножения организмов.	43
3.1. Схема форм размножения	44
3.2. Бесполое размножение у одноклеточных	45
3.3. Бесполое размножение у многоклеточных	45
3.4. Половое размножение	46
Глава 4. Тестовые задачи по разделу «Цитология».	49
4.1. Тесты (ответы в конце раздела)	49
4.2. Тесты для самостоятельной работы	57
Глава 5. Задачи по разделу «Цитологии».	66
5.1. Задачи со схемами решения и обсуждениями	66
5.2. Задачи для самостоятельного решения	83
Список литературы	92

 

Введение

Сущность жизни. Формы жизни.

 

Биология – наука о жизни (от греч. bios – жизнь, logos – наука) – изучает закономерности жизни и развития живых существ. Современное определение жизни дал в 1965году ученый- биолог М.В. Волькенштейн.

«Жизнь – способ существования открытых нуклеопротеидных систем, способных к самообновлению, саморегуляции и самовоспроизведению».

Нуклеопротеидные системы или биополимеры построены из белков и нуклеиновых систем, которые обеспечивают поток информации.

Открытые системы - это значит, что с окружающей средой идет постоянный обмен энергией и веществом. Самообновление, саморегуляция и самовоспроизведение – фундаментальные (основные) свойства живого.

Самообновление – это свойство живого связанное с образованием новых молекул и структур, взамен старых утративших свое строение и не способных выполнять свои функции, это достигается благодаря использованию биологической (генетической) информации. Самообновление связано с потоком вещества и энергии.

Саморегуляция – это способность организмов поддерживать постоянный состав внутренней среды, т.е. гомеостаз на основе обмена веществ, которое состоит из противоположных процессов: ассимиляции и диссимиляции.

Саморегуляция базируется на потоках веществ, энергии и информации.

Самовоспроизведение – это способность организмов создавать себе подобных по типу обмена веществ и главным чертам морфофизиологической организации,        за счет способности к размножению. Это свойство тесно связано с наследственностью и изменчивостью. Самовоспроизведение обеспечивает преемственность между поколениями клеток и организмов, связанное с потоком информации.

 

                

 

Клетка (лат. сellula, греч. сitos) – основная структурная, функциональная и генетическая единица живого. Открыта англ. ученым Р. Гуком в 1665г., им же предложен термин «клетка».

Изучение клеток растений и животных позволило обобщить все особенности их строения. В 1838г. М. Шлейден создал теорию цитогенеза (клеткообразования). Его основная заслуга – постановка вопроса о возникновении клеток в организме. В 1839г. Т. Шванн основываясь на работах М. Шлейдена создал клеточную теорию.

 

Основные положения клеточной теории (М. Шлейден и Т. Шванн):

1. все ткани состоят из клеток;

2. клетки растений и животных имеют общие принципы строения, т.к. возникают одинаковыми путями;

3. каждая отдельная клетка самостоятельно, а деятельность организма представляет собой сумму жизнедеятельности отдельных клеток.

Большое внимание на дальнейшее развитие клеточной теории оказал в 1858г. Р. Вирхов. Он не только свел воедино все многочисленные разрозненные факты, но и убедительно показал, что клетки являются постоянной структурой и возникают только путем размножения себеподобных - «Всякая клетка происходит из другой клетки в результате деления, точно также как от растения образуется растение, а от животных животные», т.е. открыл деление клеток.

Современные положения клеточной теории:

1. клетка – единица строения, функционирования, размножения и развития живых организмов.

2. клетки всех организмов сходны по строению и химическому составу.

3. размножение клеток происходит путем деления материнской клетки.

4. клетки многоклеточных организмов специализированы: они выполняют разные функции и образуют ткани.

В живой природе выделяют несколько уровней организации.

 

Все уровни организации живого тесно объединены между собой, что свидетельствует о целостности живой природы. Без биологических процессов, осуществляемых на этих уровнях, невозможны эволюция и существование жизни на Земле.