Краткий ответ: клетка — основная структурная и функциональная единица организма. В пунктах 5–7 нужно раскрыть клеточный цикл и деление клеток, развитие половых клеток, а также кариотип и строение хромосом.
Главное с фотографии
Клетка — основная единица строения и жизнедеятельности организма, а при размножении — связующее звено между поколениями. В многоклеточном организме клетки специализируются, объединяются в ткани, органы и функциональные системы.
Основные части животной клетки:
- клеточная мембрана — отделяет клетку от внешней среды, регулирует поступление веществ;
- цитоплазма — внутренняя среда клетки, где расположены органоиды;
- ядро — хранит наследственную информацию и управляет жизнедеятельностью клетки;
- хромосомы — носители наследственной информации;
- ядрышко — участвует в образовании рибосом;
- эндоплазматическая сеть — синтез и транспорт веществ;
- рибосомы — синтез белка;
- аппарат Гольджи — накопление, изменение и выведение веществ;
- митохондрии — образование энергии;
- лизосомы — внутриклеточное переваривание веществ;
- вакуоли — хранение и транспорт веществ;
- центросома — участвует в делении клетки и образовании веретена деления.
5. Основные типы деления клеток. Клеточный цикл
Клеточный цикл — период жизни клетки от одного деления до следующего.
Он включает:
- Интерфазу:
- G₁ — рост клетки, образование органоидов;
- S — удвоение ДНК;
- G₂ — подготовка к делению.
- Деление клетки — митоз или мейоз.
Основные типы деления
Амитоз — прямое деление клетки без образования веретена деления. Хромосомы могут распределяться неравномерно. Встречается в некоторых специализированных или патологически изменённых клетках.
Митоз — деление, при котором из одной клетки образуются две генетически почти одинаковые дочерние клетки с таким же набором хромосом.
Фазы митоза:
- профаза — хромосомы спирализуются, формируется веретено деления;
- метафаза — хромосомы располагаются в центре клетки;
- анафаза — сестринские хроматиды расходятся к полюсам;
- телофаза — образуются два ядра;
- цитокинез — делится цитоплазма.
Биологическое значение митоза: рост организма, восстановление тканей, замена старых клеток, бесполое размножение.
Мейоз — особый вид деления, состоящий из двух последовательных делений после одного удвоения ДНК. В результате образуются четыре гаплоидные клетки.
- В мейозе I расходятся гомологичные хромосомы, число хромосом уменьшается вдвое.
- В мейозе II расходятся сестринские хроматиды.
Значение мейоза:
- образование половых клеток;
- уменьшение числа хромосом вдвое;
- сохранение постоянного числа хромосом после оплодотворения;
- появление наследственной изменчивости благодаря кроссинговеру и независимому расхождению хромосом.
Атипичные митозы и мейозы могут приводить к неравномерному распределению хромосом, появлению лишних или недостающих хромосом, опухолям, бесплодию, выкидышам и наследственным заболеваниям.
6. Развитие сперматозоидов и яйцеклеток
Образование половых клеток называется гаметогенезом.
Сперматогенез
Происходит в семенниках и включает четыре периода:
- Размножение — сперматогонии делятся митозом.
- Рост — образуются первичные сперматоциты.
- Созревание — проходят два деления мейоза.
- Формирование — сперматиды превращаются в сперматозоиды.
Из одной исходной клетки образуются четыре сперматозоида. Сперматозоид состоит из головки, шейки, средней части и хвоста. В головке находится ядро и акросома, хвост обеспечивает движение.
Схема:
\[ 1 \text{ первичный сперматоцит} \rightarrow 4 \text{ сперматозоида} \]
Овогенез
Происходит в яичниках.
- Оогонии размножаются ещё до рождения девочки.
- Первичные ооциты начинают мейоз, но временно прекращают его.
- После наступления половой зрелости обычно один ооцит в каждом цикле продолжает созревание.
- После первого деления мейоза образуются вторичный ооцит и полярное тельце.
- Вторичное деление мейоза полностью завершается только после оплодотворения.
Из одной исходной клетки образуется одна полноценная яйцеклетка и два-три полярных тельца.
Главное различие: при сперматогенезе образуются четыре одинаково развитые клетки, а при овогенезе — одна крупная яйцеклетка с большим количеством цитоплазмы.
7. Кариотип и строение хромосом
Кариотип — совокупность хромосом, характерных для организма определённого вида.
У человека в соматических клетках:
\[ 46 \text{ хромосом} = 44 \text{ аутосомы} + 2 \text{ половые хромосомы} \]
- женский кариотип — 46, XX;
- мужской кариотип — 46, XY.
В половых клетках человека содержится 23 хромосомы.
Строение хромосомы
Хромосома состоит из ДНК и белков. После удвоения ДНК она содержит:
- две сестринские хроматиды;
- центромеру;
- короткое плечо \(p\);
- длинное плечо \(q\);
- теломеры, защищающие концы хромосомы.
По расположению центромеры хромосомы бывают:
- метацентрические — центромера расположена посередине;
- субметацентрические — плечи имеют разную длину;
- акроцентрические — центромера находится близко к концу;
- телоцентрические — центромера расположена на конце; у человека отсутствуют.
По назначению хромосомы делятся на:
- аутосомы — 22 пары неполовых хромосом;
- половые хромосомы — одна пара, определяющая пол.
Классификация хромосом человека
| Группа | Хромосомы |
|---|---|
| A | 1–3, самые крупные |
| B | 4–5 |
| C | 6–12 и X |
| D | 13–15 |
| E | 16–18 |
| F | 19–20 |
| G | 21–22 и Y |
Выделенные направления генетики сверху страницы
- Дородовая диагностика — методы, позволяющие выявить заболевания плода до рождения.
- Генотерапия — исправление генетических нарушений путём замены аномальных генов нормальными.
- Онкогенетика — изучает генетические механизмы опухолевого роста.
- Иммуногенетика — изучает генетические механизмы иммунного ответа.
- Генетика индивидуального развития — изучает генетический контроль раннего эмбрионального развития.
- Нейрогенетика — изучает наследование заболеваний нервной системы.
- Офтальмогенетика — изучает наследственные заболевания органов зрения.
- Психогенетика и другие направления.
Проверка
- После митоза: 2 клетки, набор хромосом сохраняется.
- После мейоза: 4 гаплоидные клетки, набор хромосом уменьшается вдвое.
- Из одной исходной клетки при сперматогенезе образуются 4 сперматозоида, при овогенезе — 1 яйцеклетка.
- Кариотип человека: 46 хромосом, а в половых клетках — 23.
