Основи біології

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство охорони здоров'я України

Міністерство освіти і науки України

Сумський державний університет

Курс лекцій з основ біології

Рекомендовано вченою радою

Сумського державного університету

як навчальний посібник

Обухова О.А.

Суми

Навчальний посібник містить тексти лекцій з основ біології. Висвітлені основні питання загальної біології, загальні закономірності життя, вчення про клітину, спадковість, основи генетики людини, питання загальної екології, вчення про біосферу, основи загальної паразитології.

Для студентів фізико-технічного факультету спеціальності фізична та біомедична електроніка вищих навчальних закладів III-IV рівнів акредитації.

хромосомний паразитизм генетичний мінливість

Вступ

Загальна біологія - наука про життя, закономірності існування живого, механізми розвитку і життєдіяльності організмів. Здоров'я людей значною мірою залежить від стану навколишнього середовища. Знання біологічних закономірностей і методів досліджень є основою підготовки фахівців зі спеціальності «фізична та біомедична електроніка», і біологія, що є базисною дисципліною, має велике значення при вивченні людини як біологічного і соціального об'єкта, а також у відношенні практики охорони здоров'я.

Вивчення біології як теоретичної природничо-наукової дисципліни має і більш загальне завдання - сприяти формуванню наукового світогляду.

Метою даної дисципліни є формування в студентів-інженерів цілісного уявлення про загальні закономірності розвитку живої природи, суть життя, його форми, структуру й функціонування екологічних систем, формування системного підходу до вивчення закономірностей життєдіяльності організму людини, механізмів регуляції вегетативних реакцій, взаємодії організму з навколишнім світом та особливостей росту й розвитку.

Лекція 1 Рівні організації живого. Методи біологічних досліджень

Біологія (від грец. bios - життя, logos - наука) - наука про життя, про загальні закономірності існування і розвиток живих істот: життєві процеси, що в них відбуваються, хід їх життєвих циклів, взаємозв'язок з оточуючим середовищем, походження, історичний та індивідуальний розвиток живих організмів. Вивчення світу живих істот почалось одночасно з появою людства.

Термін «біологія» був уперше вжитий у 1797 р. німецьким професором анатомії Теодором Рузом (1776 - 1847), пізніше в 1800 р. термін застосував професор Дерпського університету К. Бурдах (176 - 1847), а в 1802 р. - Ж.-Б. Ламарк (1744 - 1829) і Л. Тревіранус (1779 - 1864). Біологія як наука виникла при пізнанні людиною оточуючої природи, у зв'язку з матеріальними умовами життя суспільства, розвитком виробничих відносин, медицини, практичних потреб людини.

Вірусологія Анатомія

(віруси) (макроскопічна

будова)

Бактеріологія

(бактерії) Гістологія

(будова тканин)

Мікологія БІОЛОГІЯ

(гриби) Фізіологія

(функції організму)

Ботаніка

(рослини) Біохімія і

молекулярна біологія

Зоологія (клітинні функції)

(тварини)

Поряд з фізикою, хімією, математикою біологія належить до природничих наук, предметом вивчення яких є природа. У процесі поступового розвитку й у міру збагачення новими фактами біологія перетворилася в комплекс наук, що досліджує закономірності, властиві живим істотам з різних сторін. Деякі з цих наук представлені самостійними дисциплінами - анатомією, фізіологією, гістологією, біохімією, мікробіологією та ін.

Сучасна біологія - це складний високодиференційований комплекс фундаментальних і прикладних досліджень живої природи, яка складається з багатьох біологічних дисциплін, що спеціалізуються на вивченні структурно-функціональних особливостей певних організмів.

Теоретичний фундамент біології був закладений еволюційним вченням Дарвіна, клітинною теорією Шванна і целюлярною патологією Вірхова.

Форми життя

Життя як біологічна форма руху матерії - найбільш складна форма Всесвіту. Воно існує на космічному тілі - планеті Земля - впродовж тривалого історичного періоду. За різними оцінками, вік Землі близько 4,5 млрд років. Життя на Землі триває близько 4 млрд років. Таким чином, становлення нашої планети і виникнення на ній життя в космічних вимірах часу відбувалося майже одночасно. Вочевидь, подальша еволюція систем проходила за їх тісної взаємодії і мала взаємозумовлений характер. Біолог і геохімік В. І. Вернадський глибоко усвідомив це явище. Він створив нову галузь знань - науку про Землю. Ця наука поєднує геологію, геохімію і гідрохімію, ґрунтознавство, географію і, звичайно, біологію. Принципово новий підхід полягав у тому, що вчений об'єднав біоту - живу речовину, і сферу її існування - косну речовину, в єдине ціле - біосферу, живу оболонку Землі.

Жива речовина становить всю сукупність живих організмів планети, що існують у даний момент, незалежно від систематики. Вона біохімічно надзвичайно активна і пов'язана з неживою природою неперервними біогенними потоками атомів і молекул під час реалізації своїх головних функцій - живлення, дихання, виділення, розмноження. Жива речовина набула і вдосконалила унікальну здатність сприймати, акумулювати і трансформувати космічну енергію сонця. Таким чином, впродовж еволюції Землі виник потужний фактор, що визначив хід наступних глобальних перебудов її поверхні.

У всьому розмаїті органічного світу можна виділити дві форми - неклітинну і клітинну.

Неклітинні форми органічного світу. До неклітинних належать віруси, які утворюють групу Віра (Vira). Віруси проявляють життєздатність тільки у стадії внутрішньоклітинного паразитизму. Існування вірусів було доведено у 1892 р. російським ботаніком Д. І. Івановським (1864-1920), але побачили їх багато пізніше. Більшість вірусів має субмікроскопічні розміри, тому для вивчення їх будови користуються електронним мікроскопом.

Зрілі частинки вірусів - віріони, або віроспори складаються з білкової оболонки і нуклеокапсиду, в якому зосереджений генетичний матеріал - нуклеїнова кислота. Одні віруси містять дезоксирибонуклеїнову кислоту (ДНК), інші - рибонуклеїнову (РНК). Описано сотні вірусів, які викликають захворювання у рослин, тварин і людини. До вірусних хвороб людини належать сказ, віспа, тайговий енцефаліт, грип, епідемічний паротит, кір, СНІД та ін.

Походження вірусів не з'ясоване. Одні вважають їх первинно примітивними організмами, які є основою життя. Інші схиляються до думки, що віруси походять від організмів, які мали більш високий ступінь організації, але дуже спростилися в результаті паразитичного способу життя. Існує і третя точка зору: віруси - група генів або фрагментів інших клітинних структур, які набули автономності.

Клітинні форми життя. Основну масу живих істот складають організми, які мають клітинну будову. У процесі еволюції органічного світу клітина набула властивостей елементарної системи, в якій можливий прояв усіх закономірностей, що характеризують життя.

Клітинні організми поділяють на дві категорії: ті, що не мають типового ядра - доядерні, або прокаріоти (Procaryota) та ті, які мають ядро - ядерні, або еукаріоти (Eucaryota). До прокаріотів належать бактерії та синьо-зелені водорості, до еукаріотів - більшість рослин, гриби і тварини. Різниця між одноклітинними прокаріотами та еукаріотами більш суттєва, ніж між одноклітинними еукаріотами та вищими рослинами і тваринами.

Прокаріоти - доядерні організми, які не мають типового ядра, оточеного ядерною оболонкою. Генетичний матеріал представлений генофором - ниткою ДНК, яка утворює кільце. Ця нитка не набула складної будови, що характерна для еукаріотичних хромосом, вона не пов'язана з білками-гістонами. Поділ клітини простий, але йому передує процес реплікації. У клітині прокаріотів відсутні мітохондрії, центріолі, пластиди, але може бути розвинена система мембран.

Бактерії та синьо-зелені водорості об'єднані в підцарство Дроб'янки. Клітина типових дроб'янок вкрита оболонкою із целюлози. Дроб'янки відіграють суттєву роль у кругообігу речовин у природі: синьо-зелені водорості - як синтетики органічної речовини, бактерії - як мінералізатори її. Багато бактерій мають медичне і ветеринарне значення як збудники хвороб.

Еукаріоти - ядерні організми, які мають ядро, оточене ядерною мембраною. Генетичний матеріал зосереджений переважно у хромосомах, які складаються з ниток ДНК та білкових молекул. Діляться ці клітини мітотично. Є центріолі, мітохондрії, пластиди. Серед еукаріотів є як одноклітинні, так і багатоклітинні організми.

Жива клітина - це упорядкована система, для якої є характерним отримувати ззовні, перетворювати і частково виділяти різні хімічні сполуки. У цілому це забезпечує фундаментальну властивість життя - історичну неперервність біологічних процесів.

Рівні організації клітини

У середині ХХ ст. у біології склалося уявлення про рівні організації як конкретне вираження впорядкованості, що є одиницею з основних властивостей живого.

Життя на нашій планеті існує у вигляді дискретних одиниць - організмів, особин. Кожний організм, з одного боку, складається з одиниць підпорядкованих йому рівнів організації (органів, тканин, клітин, молекул), з другого - сам є одиницею, яка входить до складу біологічних макросистем над організмом (популяцій, біоценозів, біосфери і у цілому).

Рівні організації органічного світу:

§ Біологічні мікроструктури включають рівні:

- молекулярний (молекулярно-генетичний);

- субклітинний;

- клітинний;

§ Біологічні мезосистеми:

- тканинний;

- органний;

- організмений, або онтогенетичний;

§ Біологічні макросистеми:

- популяційно-видовий;

- біоценотичний;

- глобальний (біосфера в цілому).

Життя на нашій планеті існує у вигляді дискретних одиниць - організмів, особин. Кожний організм, з одного боку, складається з одиниць підпорядкованих йому рівнів організації (органів, тканин, клітин, молекул), з другого - сам є одиницею, яка входить до складу біологічних макросистем над організмом (популяційний, біоценотичний, біосферний).

Існування життя на всіх рівнях забезпечується і визначається структурою нижчого рівня. Характер клітинного рівня організації визначається молекулярним і субклітинним рівнями; організму - клітинним, тканинним, на рівні органів; видовий (популяційний) - на рівні організму тощо.

Молекулярний рівень - дискретні системи дуже одноманітні. Базовий життєвий субстрат для всіх живих істот створюють лише 20 амінокислот, з яких синтезується білок, і 5 азотистих основ, що входять до складу молекул нуклеїнових кислот. Близький склад мають білки і вуглеводи. У всіх організмів біологічна енергія запасається у вигляді багатих на енергію адинозинфосфорних кислот (АТФ, АДФ, АМФ). Спадкова інформація у них закладена у молекулі ДНК, що здатна до саморепродукції (виняток становлять лише РНК-вмісні віруси). Реалізація спадкової інформації здійснюються за участю молекул РНК, що синтезуються на матричних молекулах ДНК.

Клітинний рівень також характеризується однотипністю всіх живих організмів: клітина в них є основною елементарною біологічною одиницею. У всіх організмів тільки на клітинному рівні можливі біосинтез і реалізація спадкової інформації. Клітинний рівень у одноклітинних організмів збігається з рівнем організму (одноклітинні організми: амеба, інфузорія).

Тканинний рівень виник разом з появою багатоклітинних тварин і рослин, які мали диференційовані тканини. У багатоклітинних організмів він розвивається у період онтогенезу. Велика подібність між всіма організмами зберігається на тканинному рівні. Спільно функціонуючи, клітини різних тканин утворюють органи. Лише 4 основних типи тканин входять до складу органів всіх багатоклітинних тварин, і 5 основних тканин утворюють органи рослин.

Рівень організму (онтогенетичний). На цьому рівні спостерігається найбільша різноманітність форм життя. На Землі існує понад мільйон видів тварин та близько півмільйона видів рослин. Кожний вид складається з окремих особин. Особина - це елементарна одиниця життя. Поза особинами у природі життя не існує. На рівні організму відбуваються процеси онтогенезу, тому цей рівень ще називають онтогенетичним.

Популяційно-видовий рівень. Сукупність особин одного виду, що населяють певну територію та ізольовані від особин інших сукупностей, утворює популяцію. Між особинами у популяції відбувається вільне схрещування. Популяція - це елементарна одиниця еволюційного процесу, в ній розпочинаються процеси видоутворення. Популяція входить до складу біогеоценозів.

Біоценотичний і біосферний рівні. Біогеоценози - історично сформовані стійкі угрупування популяцій різних видів, що зв'язані між собою і з навколишньою неживою природою обміном речовин, енергії та інформації. Це елементарні системи, в яких здійснюється зумовлений життєдіяльністю організмів кругообіг речовин і енергії. Біоценози утворюють біосферу і зумовлюють всі процеси, що відбуваються в ній.

Тільки при комплексному вивченні явищ життя на всіх рівнях можна скласти цілісне уявлення про особливу (біологічну) форму існування матерії.

Сучасні методи цитологічних досліджень

У живих і мертвих біологічних об'єктах без спеціальної обробки не можна розглянути деталі мікроскопічної будови, оскільки вони прозорі і не мають видимих оптичних меж, тому перші мікроскопісти мали досить бідне уявлення про внутрішню структуру клітини і могли описати тільки клітинні оболонки у тканинах рослин.

Необхідність пізнати тонку структуру клітини спричинила розвиток мікроскопічної техніки. Для вивчення мікроскопічної будови клітин почали використовувати фіксатори, тобто розчини, які швидко вбивають тканини, але не викликають в них значних структурних змін. Із фіксованих тканин робили тонкі зрізи і фарбували різними барвниками. Були знайдені такі барвники, які вибірково фарбують окремі частини клітин. Пізніше почали застосовувати прижиттєве фарбування, завдяки чому вдалося побачити деталі будови живих клітин.

На початку ХХ ст. був розроблений спосіб культивування тканин, а потім і окремих клітин. Цей метод дозволив спостерігати розмноження клітин, їхній ріст, диференціації, вплив середовища на процеси життєдіяльності.

Останнім часом виявлені нові можливості світлового мікроскопа: метод фазового контрасту дав можливість вивчати деталі будови живої клітини. Цей метод використовується для вивчення дії хімічних речовин і фізичних факторів на живу клітину.

У цитології використовується люмінесцентна і ультрафіолетова мікроскопія, яка дозволяє побачити більш тонкі структури клітини, ніж при звичайному світловому мікроскопі.

Застосування повільного фотографування на кіноплівку дало змогу наочно уявити багато процесів життєдіяльності, зокрема, поділ клітини.

Спираючись на досягнення фізики, хімії, математики та інших точних наук, крім світлової мікроскопії, у вивченні структури та функціонування клітини застосовують новітні методи дослідження. До них належать: електронна мікроскопія, центрифугування, рентгеноструктурний аналіз, методи мічених атомів та ауторадіографії, полімеразної ланцюгової реакції та ін.

Електронна мікроскопія. Дрібні клітинні структури або окремі молекули вивчають за допомогою електронного мікроскопа, який дозволяє спостерігати об'єкти розміром 1 нм. Їх розглядають на екрані і фотографують.

Цитохімічні і цитоспектрофотометричні методи дослідження. Для визначення розташування і кількісного вмісту в клітині хімічних речовин застосовують метод цитофотометрії. Дослідження проводять у видимій і ультрафіолетовій ділянках спектра. Попередньо додають спектральні барвники - флуорохроми, які сприймаються клітинними структурами. Останні набувають яскравого забарвлення. Так визначають нуклеїнові кислоти, їх кількість, місце розташування білків, вітамінів, металів тощо.

Швидкісне центрифугування. Для виділення і вивчення часток, що входять до складу цитоплазми, за допомогою ультрацентрифуг застосовують метод швидкісного ультрацентрифугування (15-40 тис. обертів за 1 хв). Цим методом осаджують спочатку клітинні ядра, потім міто-хондрії, рибосоми, полісоми та ін.

Метод рентгеноструктурного аналізу. Використовуючи рентгенівські промені, вивчають молекулярну структуру речовин, які входять до складу клітин, розміри і просторове розміщення молекул і атомів. Цим методом була досліджена структура молекули ДНК.

Метод мічених атомів. У організм вводять ізотопи з б-, в- або г-випромінюванням, які включаються у певні структури клітин. Так простежують місце розташування та переміщення їх у клітинах і тканинах. Цим методом досліджують біохімічні процеси як у клітині, так і в окремих її частинах.

Метод полімеразної ланцюгової реакції. Дозволяє виявити наявність або відсутність певних послідовностей ДНК.

Лекція 2 Будова клітини. Клітинна теорія. Цитологічні основи спадковості

Передача спадкової інформації здійснюється завдяки

здатності клітини до ділення і характерна для всіх живих істот.

Який об`єкт вважають живим? За сучасними уявленнями для живого організму характерними є такі ознаки:

1) репродукція - здатність до відтворення, самовідтворення, розмноження;

2) використання та трансформація енергії (перетворення одного виду енергії до іншого);

3) метаболізм (обмін речовин);

4) чутливість, тобто сприйняття зовнішніх дій (подразнень) та подразливість - здатність реагувати на подразнення зміною свого стану (скорочення органів та окремих структур) або специфічною діяльністю (у формі різних рухів, наприклад, таксисів та тропізмів);

5) мінливість - здатність змінювати свої ознаки.

Кожна властивість окремо одна від одної може бути характерною і для неживого об'єкта (наприклад, якщо вдарити по каменю, він розіб`ється - характерна чутливість). Але лише разом взяті ці ознаки характеризують об'єкт в якості живого, і вся сукупність цих ознак з'являється вже на клітинному рівні. Найменшою одиницею живого є клітина.

Клітинна теорія

Будову клітини вивчає наука цитологія. Тіла всіх живих організмів складаються з клітин, які вперше спостерігав у 1665 р. англійський фізик Роберт Гук. Значний внесок у вивчення клітини внесли Мальпігі, Левенгук, Браун.

Базуючись на роботах ботаніка М. Шлейдена, німецький зоолог Т. Шванн у 1838-39 рр. сформулював гіпотезу, що клітина є структурною та функціональною основою життя, що рослинна та тваринна клітини схожі між собою (гомологічні), розвиваються за однаковим принципом - зароджуються в глибині клітин з деякої “зернистої маси” (теорія цитобластеми), а ріст тканин зумовлений утворенням нових клітин. Однак Шванн вважав, що багатоклітинний організм - це лише сума окремих клітин. Певні недоліки цих поглядів були в роботах Р. Вірхова.

У 1858 р. німецький патолог Р. Віхров завершив створення клітинної теорії. Він не був прибічником ідеї самозародження життя та сформулював висновок про те, що клітини утворюються лише у результаті ділення попередніх (материнських) клітин - «кожна клітина з клітини». Погляди Шванна на функціонування багатоклітинного організму були розширені Вірховим і отримали назву теорії «клітинної держави», згідно з якою організм є сума клітин, упорядкованих подібно до держави. Незважаючи на те, що клітини тісно пов'язані одна з одною в тканинах, залежні, вони достатньо самостійні, діють самі, хоча й отримують стимули від інших клітин (головних). Такі погляди на організм були помилкові, бо той не сприймався як єдине ціле, в якому немає головного органа або головних клітин. У дійсності клітини об'єднані в тканини та органи, у функціональні системи, взаємозв'язані одна з одною у межах органу (тканини), і в той самий час їх діяльність регулюється міжклітинними, гуморальними та нервовими факторами.

Шлейден, Шванн та Віхров є засновниками клітинної теорії, яка пізніше була розвинена іншими дослідниками.

Основні положення сучасної клітинної теорії:

1 Клітина - основна структурна, функціональна та генетична одиниця живого. Поза клітиною життя не існує. Клітина - відкрита біологічна система, що обмінюється з навколишнім середовищем речовинами та енергією.

2 Клітини різних організмів гомологічні (схожі за будовою та походженням).

3 Клітина утворюється з попередньої клітини (материнської) в результаті ділення. Самозародження клітини з неживої матерії неможливе.

4 Клітина - структурно-функціональна одиниця багатоклітинного організму, який володіє новими властивостями та ознаками, не характерними клітинам. Організм - цілісна система тканин та органів, пов'язаних між собою складними формами регуляції.

Будова клітини

Клітина - це обмежена активною (напівпроникною) мембраною впорядкована система біополімерів (білків, нуклеїнових кислот, вуглеводів, ліпідів), яка знаходиться у стані рівноваги (гомеостазу). Всі клітини, незалежно від деталей будови, мають однакові властивості: а) зберігання біологічної інформації; б) реплікація (подвоєння) спадкового матеріалу (ДНК) і передача його нащадкам; в) використання інформації для функціонування клітини; г) зберігання та перенос енергії в роботу; д) регуляція обміну речовин.



Рисунок 1 - Будова тваринної клітини

Складові частини клітини - плазматична мембрана, цитоплазма та ядро - виконують різні фізіологічні та біохімічні функції (рис.1).

1 Плазматична мембрана обмежовує цитоплазму, відділяючи її від зовнішнього середовища, зберігає форму клітини. Вибірково пропускаючи іони та різні органічні молекули, вона зумовлює та регулює активний транспорт речовин; бере участь у піноцитозі та фагоцитозі; сприяє з'єднанню клітин в тканини; забезпечує утворення (у бактерій, рослин, грибів) клітинної стінки (оболонки). Мембрани відділяють одні частини клітини від інших - ділять її на окремі частини - органели (компартментація), в яких одночасно відбуваються різні хімічні реакції та фізіологічні процеси. Мембрани містять більшість ферментів (наприклад, окислювального фосфорилювання). Мембрана складається з двох мономолекулярних шарів білку та бімолекулярного шару ліпідів між ними (рис.2).



Рисунок 2 - Будова плазматичної мембрани

2 Цитоплазма - це весь внутрішній вміст клітини за виключенням ядра. Вона містить гіалоплазму, мембранні і не мембранні компоненти.

Гіалоплазма - складна колоїдна система, яка містить у воднево-соляному середовищі біополімери: білки, нуклеїнові кислоти, полісахариди, ліпіди. Вона забезпечує хімічну взаємодію клітинних структур, перенесення іонів, молекул, особливо АТФ; в гіалоплазмі відкладаються запасні продукти - глікоген, жирові краплі.

Мембранні компоненти клітини поділяють на одномембранні і двомембранні. До одномембранних органел належать:

· ендоплазматичний ретикулум - система каналів, об'єднаних в єдине ціле із зовнішньою мембраною ядерної оболонки та зовнішньою клітинною мембраною, що забезпечує транспорт речовин. Гранулярний ЕПР (грЕПР) несе рибосоми, бере участь у синтезі білків і глікопротеїдів, здійснює їх транспорт в інші частини клітини; агранулярний ЕПР (або гладкий) - місце синтезу й транспорту ліпідів і полісахаридів, стероїдів, виконує детоксикаційну функцію.

· апарат Гольджі - органоїд, що складається з купки плоских цистерн, від країв яких відходять трубочки, що відділяють дрібні пухирці; здійснює дозрівання, накопичення й екзоцитоз (секрецію) синтезованих макромолекул, утворення лізосом, синтез полісахаридів, бере участь у формуванні плазматичної мембрани.

· лізосоми - округлі органели, які здійснюють перетравлення їжі, що потрапила в тваринну клітину при фагоцитозі, розщеплення білків, нуклеїнових кислот, полісахаридів і ліпідів, накопичення неперетравлених продуктів (відкладень), виконують захисну функцію. Їх кількість залежить від життєдіяльності та фізіологічного стану клітини.

· пероксисоми - їх функція - метаболізм перекису водню, перетворення жирів у вуглеводи.

· вакуолі - у рослин - крупні порожнини, які заповнені клітинним соком, слугують для підтримання тургорного тиску клітини, відкладення запасаючих речовин; у тварин є травні та скоротливі вакуолі, зазвичай дрібні.

Подвійну мембрану мають:

· мітохондрії - на складках їх внутрішньої мембрани (кристах) знаходяться ферменти, які в процесі окислення органічних речовин (глюкози, жирних кислот, амінокислот) синтезують молекули АТФ, багаті на енергію.

· пластиди - органоїди рослинних клітин, серед яких виділяють: лейкопласти - округлі безбарвні органоїди, в яких накопичується крохмаль, є попередниками хлоропластів і хромопластів; хлоропласти - чечевицеподібні зелені органоїди, які утворюються на світлі з лейкопластів, їх внутрішня мембрана утворює систему двошарових пластин - ламелл, в яких знаходиться пігмент хлорофіл, де й здійснюється фотосинтез (синтез цукрів і виділення кисню); різноманітної форми жовті, помаранчеві та червоні хромопласти, які утворюються з хлоропластів і рідше з лейкопластів, у яких накопичуються каротиноїди.

Мітохондрії та хлоропласти є напівавтономні органоїди, оскільки здатні розмножуватися. Вони мають свою специфічну ДНК, що забезпечує цитологічне успадкування, РНК і рибосоми, в них відбувається синтез власного білку, причому цей процес дещо відрізняється від цитоплазматичного. Ряд ознак організмів, а також деякі хвороби людини пов'язані зі змінами генів, що знаходяться в мітохондріальній ДНК.

До немембранних компонентів належать:

· рибосоми - округлої або грибоподібної форми, що складаються з двох субодиниць (великої та малої). Субодиниці утворюються з рРНК і білку в ядрі, через пори в ядерній оболонці виходять в цитоплазму, де об'єднуються в рибосоми. Знаходяться в цитоплазмі, а також у мітохондріях і хлоропластах, здійснюють синтез білку на молекулі мРНК (на ній вони можуть утворювати ланцюжки - полірибосоми).

· центріолі - особливі циліндричні структури у всіх тваринних і деяких рослинних клітин, які складаються з мікротрубочок. Вони беруть участь в утворенні ниток веретена поділу клітини, є також базальним тілом війок та джгутиків.

· мікротрубочки - беруть участь у розходженні хромосом до полюсів клітини, формуванні внутрішньоклітинного скелету (наприклад, підтримують форму еритроцита);

· міофібрили здійснюють переміщення органоїдів стосовно подразників (світла, тепла, хімічної речовини), скорочення клітини, що є здатністю її до руху;

· мікрофібрили і мікрофіламенти - забезпечують кар-кас і рух цитоплазми.

3 Ядро

Ядро було відкрите шотландським ботаніком Р. Брауном у 1833 р. Воно регулює всі життєві процеси в клітині, у ньому синтезуються ДНК і РНК. У еукаріотичних клітинах генетичний матеріал зосереджений у ядрі (лат. nucleus - ядро). При штучному видаленні ядра клітина невдовзі гине від відсутності синтезу РНК і білків. Еритроцити ссавців не мають ядер, тому термін їх життя недовгий (кілька місяців).

Ядро має округлу форму, але може бути й іншим: паличкоподібним, серпоподібним, лопатевим. Форма ядра залежить від форми самої клітини і від функцій, які вони виконують. Наприклад, сегментоядерні лейкоцити мають багатолопатеві ядра. Звичайно у клітинах є одне ядро, рідше - кілька. Розміри ядра здебільшого залежать від розміру клітини і коливаються від 2 до 600 мкм. Здебільшого об'єм ядра займає біля 10-15% об'єму клітини. Ядро складається з декількох компонентів, що виконують різні функції: ядерної оболонки, каріоплазми, хроматину, ядерця.

Ядерна оболонка. Ядро відокремлене від цитоплазми подвійною ядерною мембраною, причому зовнішня мембрана переходить у мембрани ЕПР. Обидві мембрани пронизані численними порами, які можуть розширюватися, звужуватися або навіть закриватися.

Основні функції ядерної оболонки:

1) створення компартмента клітини, де сконцентрований генетичний матеріал і умови його збереження і подвоєння;

2) відокремлення від цитоплазми;

3) підтримання форми та об'єму ядра або їх змін;

4) регуляція потоків речовин всередину і назовні ядра.

Каріоплазма. Речовина, що наповнює простір ядра, ядерний сік, називається каріоплазмою, або каріолімфою. Це колоїдний розчин нуклеїнових кислот, білків, вуглеводів, мінеральних солей і має кислу реакцію, бере участь в транспорті речовин і ядерних структур, а при поділі клітини змішується з цитоплазмою.

Ядерця - непостійні структури: вони зникають на початку поділу клітини і знову з'являються в кінці його. Утворення їх пов'язане з хромосомами, які мають ділянку з ядерцевим організатором. Ядерця містять білки і РНК. Основні функції ядерець: 1) синтез рибосомальної РНК; 2) утворення субодиниць рибосом; 3) синтез ядерних білків (гістонів).

Найважливіша структура ядра - хроматин, що знаходиться в каріоплазмі. Це ниткоподібний комплекс ДНК та білків, які виділяються в інтерфазному ядрі барвниками, специфічними для ДНК. Під час поділу клітини хроматин зменшується в розмірах за рахунок спіралізації, утворює хромосоми, які добре помітні під час мітозу.

Функції хроматину:

1) збереження генетичної спадкової інформації у вигляді чіткої послідовності нуклеотидів ДНК, стабілізованої білками і спеціальним упакуванням;

2) передача спадкової інформації від батьків до нащадків за допомогою формування хромосом;

3) забезпечення росту клітин, підтримка їх будови та функцій шляхом керування синтезом структурних білків;

4) контроль метаболізму шляхом регуляції утворення необхідних ферментів;

5) формування ядерець, де утворюються рибосоми.

Типи хроматину. Залежно від ступеня конденсації (спіралізації) хроматин поділяють на гетерохроматин і еухроматин.

Гетерохроматин - дуже ущільнений і генетично неактивний. До 90% хроматину знаходиться саме в такій формі. На електронно-мікроскопічних фотографіях гетерохроматин виглядає як сильно забарвлені темні ділянки ядра.

Еухроматин - мало конденсований, деспіралізований. Під електронним мікроскопом він виявляється у вигляді світлих ділянок ядра. Із цих ділянок хроматину зчитується інформація і утворюється РНК.

Статевий хроматин - генетично інактивована Х-хромосома, яка знаходиться в гетерохроматиновому стані і міститься в ядрах клітин жіночої статі багатьох тварин і у людини.

Організація спадкового матеріалу. Каріотип

Хромосома (від грец. чсюмЬ - колір, уюмЬ - тіло) - це ниткоподібні щільні тільця, видимі у світловий мікроскоп тільки впродовж поділу клітини. Вони утворюються в результаті ущільнення і спіралізації хроматину. Довжина хромосом залежить від кількості ДНК і білків, а також від ступеня скручування хроматину.

Структура метафазної хромосоми. Всі хромосоми під час метафази складаються із двох хроматид, що утворені з максимально спаралізованого хроматину. У хромосомах розрізняють первинну перетяжку - центромеру, що поділяє хромосому на два плеча. Деякі хромосоми мають вторинні перетяжки (супутники), які містять гени рРНК.

Сукупність хромосом клітини, яка характеризується їх певним числом, розмірами і формою, називається каріотипом. Кожний вид живих організмів має певну і постійну кількість хромосом, тобто кількість хромосом і характерні особливості їхньої будови - видова ознака. Приклади кількості хромосом у ядрах клітин деяких видів тварин подані у таблиці 1.

Таблиця 1 - Кількість хромосом у деяких видів тварин

Вид	Кількість хромосом
Малярійний плазмодій	2
Гідра	32
Тарган	48
Голуб	80
Миша хатня	40
Пацюк	26
Кролик	44
Шимпанзе	48
Людина	46

Як видно з таблиці, кількість хромосом не залежить від рівня організації і не завжди свідчить про філогенетичну спорідненість: одна й та сама кількість може зустрічатися у дуже далеких одна від одної форм і різнитися у близьких видів. Проте важливо, що у всіх організмів одного виду кількість хромосом у ядрах всіх клітин, як правило, постійна. Кількість хромосом в каріотипі завжди парна. Хромосоми, які належать до однієї пари, називаються гомологічними. Гомологічні хромосоми однакові за розмірами і формою, у них співпадає розташування центромер тощо. В ядрах клітин тіла (соматичних клітинах) міститься подвійний набір хромосом (диплоїдний) і позначається 2n. У ядрах статевих клітин, на відміну від соматичних, присутній гаплоїдний набір хромосом (n). При заплідненні відбувається злиття статевих клітин, кожна з яких вносить у зиготу гаплоїдний набір, і тоді відновлюється диплоїдний набір n+n= 2n. У каріотипі соматичних клітин чоловічих і жіночих особин, які належать до одного виду, є відміна в одній парі хромосом, що мають назву статевих, або гетерохромосом. Решта пар хромосом однакова у обох статей, їх називають аутосомами. Нормальний каріотип людини містить 46 хромосом, або 23 пари; з них 22 пари аутосом і одна пара статевих хромосом (гетеросом). Для вивчення людського каріотипу використовують клітини кісткового мозку і культури фібробластів або лейкоцитів периферичної крові, оскільки ці клітини найлегше отримати. Перед виготовленням препаратів хромосом до культури клітин додають колхіцин, який зупиняє поділ клітин на стадії метафази. Після чого клітини фіксують і фарбують. Завдяки такій обробці хромосоми відділені одна від одної, кожна чітко окреслена і видима у світловому мікроскопі.

Для того, щоб легше розібратися у складному комплексі хромосом, які утворюють каріотип, їх розташовують у вигляді каріограми (від грец. кЬсйпх - ядро, гсЬммЬ - запис).

Властивості хромосом:

1 Специфічність набору хромосом для кожного виду. Рослини і тварини мають сталий набір хромосом у кожній соматичній клітини.

2 Парність хромосом. Кожна пара хромосом, яка має однаковий розмір, форму і склад генів, що контролюють альтернативні ознаки, називаються гомологічними.

3 Індивідуальність окремих пар хромосом. Кожна пара гомологічних хромосом індивідуума відрізняється від іншої пари за розміром, формою і генетичним складом.

4 Безперервність хромосом. Кожна дочірня хромосома походить від материнської хромосоми.

У послідовних генераціях клітин зберігається постійне число хромосом та їх індивідуальність внаслідок здатності хромосом до точної репродукції при поділі клітини. Отже, не тільки «кожна клітина від клітини», але і «кожна хромосома від хромосоми».

Лекція 3 Життєвий цикл клітини. Мітоз. Розмноження. Мейоз

У житті клітини розрізняють життєвий цикл і клітинний цикл.

Життєвий цикл значно довший - це період від утворення клітини внаслідок поділу материнської клітини і до наступного поділу або до загибелі клітини. Впродовж життя клітини ростуть, диференціюються, виконують специфічні функції.

Клітинний цикл значно коротший. Це власне процес підготовки до поділу (інтерфаза) і сам поділ. Тому цей цикл називають ще мітотичним.

Періодизація на життєвий і мітотичний цикли досить умовна, оскільки життя клітини - безперервний, неподільний процес.

Клітинний цикл складається з інтерфази, мітозу і цитокінезу (рис.3). Тривалість клітинного циклу в різних організмах різна.

Інтерфаза - це підготовка клітини до поділу, на її частку припадає 90% усього клітинного циклу. На цій стадії відбуваються найбільш активні метаболічні процеси. Ядро має відповідну форму, що оточена двошаровою ядерною мембраною з порами.

Рисунок 3 - Життєвий цикл клітини

У інтерфазному ядрі проходить підготовка до поділу. Інтерфаза поділяється на періоди: G1, S, G2.

G1 - пресинтетичний період, період росту клітини, який передує реплікації ДНК. Тут відбуваються такі біохімічні процеси: синтез РНК, білків, зростає кількість рибосом і мітохондрій, відбувається накопичення енергетичного матеріалу для здійснення структурних перебудов і складних рухів під час поділу. Клітина інтенсивно росте і може виконувати свою функцію. Набір генетичного матеріалу буде 2n2c (n - кількість хромосом, с - кількість хроматид) .

S - синтетичний період, під час якого подвоюється ДНК, кожна хромосома внаслідок реплікації створює собі подібну структуру. Відбувається синтез РНК і білків, мітотичного апарату і подвоєння центріоль. Набір генетичного матеріалу становить 2n4c.

G2 - постсинтетичний період, під час якого клітина запасається енергією. Синтезуються білки ахроматинового веретена, йде підготовка до мітотичного поділу. Генетичний матеріал становить 2n4c.

Після досягнення клітиною певного стану (накопичення білків, подвоєння кількості ДНК та ін.), вона готова до поділу.

Існує два основних способи поділу ядер соматичних клітин: мітоз і амітоз.

Мітоз - (від грец. мЯфпт - нитка) - непрямий поділ ядра, при якому відбувається точний розподіл спадкового матеріалу. Внаслідок мітозу кожна дочірня клітина отримує повний набір хромосом і за складом ідентична материнській клітині. Мітотичний поділ є переважаючим типом поділу еукаріотичних соматичних клітин і характерний для всіх багатоклітинних організмів. Мітоз настає після інтерфази і умовно поділяється на такі фази: профазу, метафазу, анафазу і телофазу.

Профаза - (від грец. рсЬ - до, і цЬуйт - поява) - початкова стадія мітозу. У цій фазі ядро збільшується в розмірах, хроматинові нитки в результаті спіралізації наприкінці профази стають короткими, товстими, мають вигляд видимого клубка. Хромосоми складаються з двох половинок - хроматид, утримуються за допомогою центромери. Профаза завершується зникненням ядерця, центріолі розходяться до полюсів з утворенням веретена поділу. Ядерна мембрана розчиняється і хромосоми розміщуються в цитоплазмі. До центромер прикріплюються нитки веретена з обох полюсів.

Метафаза - (від грец. мефЬ - між, після) розпочинається рухом хромосом у напрямку до екватора, які утворюють метафазну пластинку. У цій фазі можна підрахувати число хромосом у клітині. Набір генетичного матеріалу становить 2n4c. Метафазну пластинку використовують у цитогенетичних дослідженнях для визначення числа і форми хромосом. За часом це найкоротша фаза поділу.

У анафазі (від грец. ЬнЬ - вверх) сестринські хроматини відходять одна від одної, розділяється з'єднуюча їх центромерна ділянка. Всі центромери діляться одночасно. Кожна хроматида з окремою центромерою стає дочірньою хромосомою і по нитках веретена починає рухатися до одного з полюсів. Набір генетичного матеріалу клітини становить 4n4c.

Телофаза - (від грец. фЭлпт - кінець) - кінцева стадія мітозу. Хромосоми, які досягли полюсів, складаються з однієї нитки, стають тонкими, довгими і невидимими у світловий мікроскоп. Формується ядерна оболонка, з'являється ядерце. У цей час зникає мітотичний апарат. Набір генетичного матеріалу становить 2n2c.

Потім відбувається цитокінез - розділення цитоплазми з утворенням двох дочірніх клітин.

Біологічне значення мітозу. Мітоз - найбільш поширений спосіб відтворення клітин тварин, рослин, найпростіших. Це основа росту і вегетативного розмноження всіх еукаріотів - організмів, які мають ядро. Основна роль його полягає у точному відтворенні клітин, забезпеченні рівномірного розподілу спадкового матеріалу материнської клітини між двома дочірніми і підтриманні сталості числа і форми хромосом у всіх клітинах тварин і рослин.

Амітоз - (від грец. Ь - заперечення і мЯфпт - нитка) - це прямий поділ ядра клітини без утворення веретена поділу та спіралізації хромосом, шляхом перетяжки простою перетинкою. Ядро може ділитися на дві чи декілька частин. При амітозі розподіл спадкового матеріалу між дочірніми клітинами може бути рівномірним або нерівномірним. Внаслідок цього утворюються однакові або неоднакові за розміром ядра. Тому дочірні клітини спадково неповноцінні. Зустрічається у деяких найпростіших, клітинах ряду спеціалізованих тканин, ракових пухлин.

Тривалість життя клітин обмежена. Багато клітин зазнає поділу, щоб замінити «зношені клітини», а також ті, які безперервно злущуються з поверхні тіла з різною швидкістю. Утворення нових клітин необхідне для заживлення ран, відновлення пошкоджених клітин. Надмірне утворення клітин утворюється за аномальних умов при пухлинному рості. Поряд з цим є високоспеціалізовані клітини (наприклад, нервові клітини), які втрачають здатність до розмноження.

Алкалоїд колхіцин призупиняє процес поділу на стадії метафази. Після ін'єкції колхіцину в різні терміни забирають кусочки тканини і підраховують кількість хромосом, вивчають каріотип клітин організмів.

Порушення, які виникають у мітозі, призводять до утворення клітин з різними каріотипами. Такий мітоз отримав назву патологічного. Із патологічними поділами ядра пов'язано багато захворювань (рак, променева хвороба, вірусна інфекція, хромосомні хвороби, викликані втратою або появою зайвих хромосом). Клітини з аномальним числом хромосом переважають у людей літнього і старечого віку.

Розмноження

Розмноження, або репродукція - це самовідтворення, здатність організмів утворювати собі подібних, збільшення числа клітин чи організмів. Це найважливіша властивість живого, необхідна умова існування виду і наступності послідовних генерацій в середині виду.

У основу класифікації форм розмноження покладено поділ клітин: безстатевий (мітотичний) і статевий (мейотичний). Форми розмноження можна надати у вигляді такої схеми:

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Безстатеве розмноження одноклітинних організмів.

У одноклітинних рослин і тварин розрізняються такі форми безстатевого розмноження: бінарний поділ, ендогонія, множинний поділ (шизогонія) і пупкування.

Бінарний поділ характерний для одноклітинних (саркодові, джгутикові, інфузорії). Спочатку відбувається мітотичний поділ ядра, а потім у цитоплазмі виникає перетяжка, яка зрештою і ділить клітини на дві. При цьому дочірні клітини отримують рівну кількість інформації. Органоїди звичайно розподіляються рівномірно.

Шизогонія, або множинний поділ, - форма розмноження, яка зустрічається у одноклітинних організмів, наприклад, у збудника малярії - малярійного плазмодія. При шизогонії відбувається багаторазовий поділ ядра без цитокінезу, а потім вся цитоплазма розподіляється на частинки, зосереджуючись навколо ядер. З однієї материнської клітини утворюється відразу багато дочірніх.

Пупкування полягає в тому, що на материнській клітині спочатку утворюється маленький горбик (пупок), який містить нуклеоїд. Пупок росте, досягає розмірів материнської особи і потім відокремлюється від неї. Ця форма розмноження спостерігається у дріжджів, а серед одноклітинних тварин - у сисних інфузорій.

Спороутворення зустрічається у деяких одноклітинних тварин і бактерій. Спора як одна із стадій життєвого циклу складається з клітин з оболонкою, яка захищає від несприятливих умов зовнішнього середовища. Спори у рослин є одним із способів безстатевого розмноження.

Безстатеве розмноження багатоклітинних організмів

При вегетативному розмноженні у багатоклітинних тварин новий організм утворюється з групи клітин, які відділяються від материнського організму. Вегетативне розмноження зустрічається лише у найбільш примітивних багатоклітинних тварин: губок, деяких кишковопорожнинних, плоских і кільчастих черв'яків.

Особою формою вегетативного розмноження необхідно визнати поліембріонію, при якій ембріон ділиться на кілька частин, кожна з яких розвивається у самостійний організм. Поліембріонія поширена у ос (їздці), які ведуть паразитичний спосіб життя у личинковій стадії, серед ссавців - у броненосця. До цієї категорії явищ належить утворення монозиготних близнят у людини та інших ссавців.

Спороутворення відоме у багатьох еукаріотів (гриби, водорості, папороті, плауни, хвощі). У рослин і грибів спори утворюються в спеціалізованих органах - спорангіях. Спори рослин і грибів, на відміну від спор бактерій, слугують не тільки для переживання несприятливого періоду та розповсюдження, але й для розмноження.

Статеве розмноження характеризується наявністю статевого процесу - злиття двох статевих клітин, гамет. Формуванню гамет у багатоклітинних передує особлива форма поділу клітин - мейоз. У результаті мейозу утворюються гамети, які мають не диплоїдний, а гаплоїдний набір хромосом. Тому у життєвому циклі організмів, які розмножуються статевим шляхом, є дві фази - гаплоїдна і диплоїдна. Тривалість цих фаз у різних груп організмів неоднакова: у грибів, мохів та деяких найпростіших переважає гаплоїдна, у вищих рослин і багатоклітинних тварин - диплоїдна. Біологічне значення мейозу подано нижче.

Різноманітні форми статевого процесу у одноклітинних організмів можна поєднати у дві групи: кон'югацію, при якій спеціальні статеві клітини (статеві особини) не утворюються, і гаметичну копуляцію, коли формуються статеві елементи і відбувається їх попарне злиття.

Кон'югація - своєрідна форма статевого процесу, яка властива інфузоріям - тваринам типу Рrotozoa. Характерна риса їх - наявність двох ядер: великого - макронуклеуса і малого - мікронуклеуса. Інфузорії звичайно розмножуються поділом навпіл, при цьому мікронуклеус ділиться мітотично. При статевому процесі - кон'югації - інфузорії зближаються попарно, між ними утворюється цитоплазматичний місток. У ядерному апараті кожного з партнерів макронуклеус розчиняється, а із мікронуклеуса в результаті мейозу утворюються чотири гаплоїдних ядра, одне з яких ділиться мітозом (три інші руйнуються), при цьому формуються стаціонарне і мігруюче ядра. Кожне з них містить гаплоїдний набір хромосом. Мігруюче ядро переходить у цитоплазму партнера. У кожному з них стаціонарне і мігруюче ядра зливаються, утворюючи так званий синкаріон (гр. syn - разом, karyon - ядро), який містить диплоїдний набір хромосом. Після ряду складних перебудов із синкаріона формуються звичайні макронуклеус і мікронуклеус.

Після кон'югації інфузорії розходяться, кожна з них зберігає самостійність, але завдяки обміну каріоплазмою спадкова інформація кожної особини змінюється, що, як і у інших випадках статевого процесу, може привести до появи нових комбінацій властивостей і ознак.

Копуляцією називається статевий процес у одноклітинних організмах: дві особини набувають властивостей гамет і зливаються, утворюючи зиготу. Коли зливаються дві однакові за будовою статеві клітини, цей процес називається ізогамією (деякі водорості, найпростіші тощо). Частіше трапляється злиття чоловічої і жіночої гамет, які відрізняються за формою, розмірами та особливостями будови (анізогамія). Якщо жіноча статева клітина (яйцеклітина) велика, нерухома, а чоловіча (сперматозоїд, спермій) значно дрібніша, то така форма анізогамії має назву оогамії (багатоклітинні тварини, рослини, деякі гриби).

Будова статевих клітин (гамет). Гамети являють собою високодиференційовані клітини. У процесі еволюції вони пристосувалися для виконання специфічних функцій. Ядра як чоловічих, так і жіночих гамет містять однакову спадкову інформацію, яка необхідна для розвитку організму. Проте інші функції яйцеклітини і сперматозоїда різні, тому за будовою вони дуже відрізняються.

Рисунок 4 - Будова яйцеклітини виду тварин, чим забезпечуються видові (а часто і індивідуальні) особливості розвитку

Яйцеклітини нерухомі, мають кулясту або дещо видовжену форму. Вони містять всі типові клітинні органоїди, але за будовою відрізняються від інших клітин, оскільки пристосовані для реалізації можливості розвитку цілого організму. Яйцеклітини значно більші, ніж соматичні клітини. Внутрішньоклітинна структура цитоплазми у них специфічна для кожного

В яйцеклітинах міститься ряд речовин, які необхідні для розвитку зародка. До них належить поживний матеріал (жовток). У деяких видів тварин нагромаджується у яйцеклітинах стільки жовтка, що їх можна побачити неозброєним оком (ікринки риб і земноводних, яйця плазунів і птахів). Із сучасних тварин найбільші яйця у оселедцевої акули (29 см у діаметрі). У птахів яйцем вважають те, що у побуті називається “жовтком”; діаметр яйця страуса 10,5 см, курки - близько 3,5 см. У тварин, зародок яких живиться за рахунок організму, яйцеклітини мають невеликі розміри.

Наприклад, діаметр яйцеклітини миші - 60 мкм, корови - 100 мкм. Яйцеклітина людини має у поперечнику 130-200 мкм. Яйцеклітини вкриті оболонками, які виконують захисну функцію, забезпечують необхідний тип обміну речовин, у плацентарних ссавців служать для сполучення зародка із стінкою матки, а також виконують інші функції.

Рисунок 5 - Будова має не колоїдний, а рідинно-кристасперматозоїдалічний стан.

Сперматозоїди (сперматозоон) мають здатність рухатися, що у певній мірі забезпечує можливість зустрічі гамет. За зовнішньою морфологією і малою кількістю цитоплазми сперматозоїди дуже відрізняються від інших клітин, але всі основні органоїди у них є. Типовий сперматозоїд має голівку, шийку і хвіст (рис.5). На передньому кінці голівки розташована акросома, яка складається з видозміненого комплексу Гольджі. Основну масу голівки займає ядро. У шийці знаходяться центріоля і утворена мітохондріями спіральна нитка.

При дослідженні сперматозоїдів під електронним мікроскопом виявлено, що цитоплазма голівки

Цим досягається стійкість сперматозоїдів до несприятливих умов зовнішнього середовища. Наприклад, вони у меншою мірою пошкоджуються іонізуючим випромінюванням у порівнянні з незрілими статевими клітинами.

Розміри сперматозоїдів завжди мікроскопічні. Найбільші вони у тритона - близько 500 мкм, у свійських тварин (собака, бик, кінь, баран) - від 40 до 75 мкм. Довжина сперматозоїдів людини коливається у межах 52-70 мкм. Всі сперматозоїди мають однойменний (негативний) електричний заряд, що перешкоджає їх склеюванню. У тварин дуже багато сперматозоїдів. Наприклад, при статевому акті собака виділяє їх близько 60 млн, баран - до 2 млрд, жеребець - до 10 млрд, людина - близько 200млн.

Таким чином, статеві клітини суттєво відрізняються від соматичних клітин:

1) у статевих клітинах гаплоїдний набір хромосом, у соматичних - диплоїдний;

2) у статевих клітинах ядерно-цитоплазматичне співвідношення різне: у сперматозоїдах воно високе, в яйцеклітині - низьке;

3) форма і розміри статевих клітин інші, ніж у соматичних;

4) статеві клітини відрізняються низьким рівнем обмінних процесів;

5) для яйцеклітин характерна цитоплазматична сегрегація (закономірний перерозподіл цитоплазми після запліднення).

Гаметогенез. Процес формування статевих клітин (гамет) відомий під загальною назвою гаметогенезу. Він характеризується низкою важливих біологічних процесів і відбувається з деякими відмінностями при дозріванні сперматозоонів (сперматогенез) і яйцеклітин (овогенез).