Гамети: поняття, формування, типи і процес запліднення. Гамети: поняття, формування, типи і процес запліднення гамети і запліднення

(Статеві клітини), які об'єднуються під час статевого розмноження, щоб сформувати нову клітку, звану зиготою. Чоловічі гамети - сперма, а жіночі гамети - яйцеклітини. У насіннєвих рослин, пилок є чоловічий спермою, що виробляє гаметофит. Жіночі гамети (яйцеклітини) містяться всередині зав'язі рослини. У тварин гамети виробляються в чоловічих і жіночих. Сперматозоїди рухливі і мають довгий хвостообразний виріст,. Однак яйцеклітини не рухомі і щодо великі в порівнянні з чоловічою гаметой.

Освіта гамет

Гамети утворюються за допомогою клітинного ділення, званого. Цей процес двоетапного поділу виробляє чотири, які є гаплоїдними. містять тільки один набір. Коли гаплоїдні чоловічі і жіночі гамети об'єднуються в процес, званому заплідненням, вони утворюють зиготу. Зигота і містить два набори хромосом.

типи гамет

Одні чоловічі і жіночі гамети мають однаковий розмір і форму, в той час як інші відрізняються за розміром і формою. У деяких видів водоростей і чоловічі і жіночі майже ідентичні, і зазвичай однаково рухливі. Об'єднання цих типів гамет відомо як. У деяких організмах гамети мають різні розміри і форму, і їх злиття називають або гетерогамії. вищі рослини, Тварини, а також деякі види водоростей і грибів виявляють особливий тип анізогамії, званої. При оогамии жіноча гамета не рухомий і набагато більше, ніж чоловіча гамета.

Гамети і запліднення

Відбувається, коли чоловічі та жіночі гамети зливаються. У тваринних організмів об'єднання сперми і яйцеклітини відбувається в фаллопієвих трубах жіночої репродуктивної тракту. Мільйони сперматозоїдів вивільняються під час статевого акту, які потрапляють з піхви в фаллопієві труби.

Сперма спеціально пристосована для запліднення яйцеклітини. Головний область має колпачковую покриття, зване акросом, яке містить ферменти, які допомагають клітині сперми проникати в статеву залозу (зовнішнє покриття мембрани яєчних клітин). Після досягнення яйцеклітини сперматозоідная головка зливається з яйцеклітиною. Проникнення крізь zona pellucida (оболонка навколо мембрани яйцеклітини) викликає викид речовин, які змінюють zona pellucida, і запобігає запліднення яйцеклітини іншими сперматозоїдами. Цей процес має вирішальне значення, оскільки запліднення декількома клітинами сперми або поліспермія викликає зиготу з додатковими хромосомами. Це явище смертельно для зиготи.

Після запліднення два гаплоїдних гамета стають однією диплоидной кліткою або зиготою. У людей це означає, що зигота матиме 23 пари в цілому 46 хромосом. Зигота продовжить розподіл за допомогою і в кінцевому підсумку дозрівати в повністю функціонуючий організм. успадкуванням статевих хромосом. Клітини сперми можуть мати один з двох типів статевих хромосом - X або Y. Яйцеклітина має тільки один тип статевих хромосом - Х. Якщо клітина сперми з Y-хромосомою запліднити яйцеклітину то, в результаті індивідуум буде чоловічої статі (XY). Якщо клітина сперми з X-хромосомою запліднити яйцеклітину то, в результаті індивідуум буде жіночої статі (XX).

23. Скільки типів гамет і які саме утворюють такі організми:

а) організм з генотипом АА?

б) організм з генотипом ААВВ?

в) організм з генотипом ааВВ?

г) організм рецесивний по генам а й b?

24. Скільки типів гамет і які саме утворюють такі організми:

а) моногібрід Аа?

б) дігібрід АаВb?

в) трігібрід АаВbСс?

25. Скільки типів гамет утворюють організми:

а) гетерозиготний по одній парі генів?

б) гетерозиготний по двох парах генів?

в) гетерозиготний по чотирьох парах генів?

г) гетерозиготний по n парам генів?

26. Скільки типів гамет і які саме утворюють такі організми:

а) організм з генотипом МмNnRrSS?

б) організм з генотипом ММnnRRss?

в) організм з генотипом DdeeFfНН?

27. У гороху жовтий колір насіння домінує над зеленим, а гладка поверхня насіння - над зморшкуватою.

а) Скільки і які типи гамет утворює гомозиготний жовтий гладкий горох?

б) Скільки і які типи гамет утворює гетерозиготний жовтий гладкий горох?

в) Скільки і які типи гамет утворює гетерозиготний жовтий зморшкуватий горох?

г) Скільки і які типи гамет утворює зелений горох, гетерозиготний по гладкій поверхні?

28. У дрозофіли сірий колір тіла (V) домінує над жовтим (v), червоний колір очей (S) - над кольором сепії (s) і нормальні крила (В) - над вигнутими (b).

а) Скільки і які типи гамет утворює муха з жовтим тілом, очима кольору сепії і вигнутими крилами?

б) Скільки і які типи гамет утворює дігібрід, що має сіре тіло, червоні очі і вигнуті крила?

в) Муха з тілом жовтого кольору гетерозиготна за кольором очей і формою крил. Які типи гамет вона утворює?

29. У людини блакитні очі (b) рецесивні по відношенню до карих (В), а короткозорість (М) домінує над нормальним зором (m).

а) Які типи яйцеклітин утворює блакитноока жінка з нормальним зором?

б) Які типи сперматозоїдів утворює кароокий короткозорий чоловік, гетерозиготний за обома генам?

30. У гороху жовтий колір насіння (А) домінує над зеленим (а), гладка поверхня насіння (В) - над зморшкуватою (b).

а) Гомозиготний жовтий гладкий горох схрещений з зеленим зморшкуватим горохом. Визначити генотип і фенотип потомства в першому і другому поколіннях.

б) Дігетерозіготний жовтий гладкий горох схрещений з зеленим зморшкуватим. Яке розщеплення за генотипом і фенотипом очікується в першому поколінні?

г) гетерозиготних жовтий зморшкуватий горох схрещений з зеленим гетерозиготних по гладкій формі насіння. Яке розщеплення за генотипом і фенотипом очікується в першому поколінні?

31. У мухи дрозофіли відсутність очей (ген - «e» - еуеlеss) успадковується як рецесивна ознака, а нормальну будову крил (V) домінує над зародковими крилами (ген «v» - vetstigial).

а) безока муха з нормальними крилами, гетерозиготна по аллелю vestigial, схрещена з мухою, що має нормальні очі, гетерозиготною за геном еуеless і з зародковими крилами. Визначити генотип і фенотип їх потомства.

б) Схрещені мухи, гетерозиготні за обома генам. Визначити розщеплення за фенотипом їх потомства.

в) При схрещуванні мухи з нормальними очима і крилами з безока мухою, що має нормальні крила, отримано потомство: 3/8 з нормальними очима і крилами, 3/8 безокі з нормальними крилами, 1/8 з нормальними очима і зародковими крилами і 1 / 8 безокі з зародковими крилами. Визначити генотип батьків.

32. У людини короткозорість (М) домінує над нормальним зором, а карі очі (В) - над блакитними.

а) Єдина дитина короткозорих карооких батьків має блакитні очі і нормальний зір. Встановити генотипи всіх трьох членів цієї родини.

б) У блакитноокою короткозорою жінки від шлюбу з карооким чоловіком з нормальним зором народився кароокий короткозорий дитина. Чи можна встановити генотип батьків?

в) Блакитноокий короткозорий чоловік, мати якого мала нормальний зір, одружився на кароокою жінці з нормальним зором. Перша дитина від цього шлюбу - кароокий короткозорий. Другий - блакитноокий короткозорий. Встановити генотипи батьків і дітей.

33. У людини наявність в еритроцитах антигену «резус-фактор» - фенотип Rh +, обумовлено домінантним геном - D. Його аллель-d детермінує відсутність цього антигену (фенотип Rh-). Ген першої (0) групи крові (I0) рецессивен щодо гена II групи (IA) і третьої групи (IB). Два останні алелі Кодомінантність, їх поєднання (IAIB) обумовлює IV групу крові.

а) Генотип чоловіка ddIAI0, дружини - DdIBIB. Яка ймовірність народження резус-позитивної дитини IV групи?

б) Резус-позитивна жінка II групи, батько якої мав резус-негативну кров I групи, вийшла заміж за резус-негативного чоловіка I групи. Яка ймовірність того, що дитина успадкує обидві ознаки батька?

в) Чоловік, який має резус-негативну кров IV групи, одружився з жінкою, яка має резус-позитивну кров III групи. Батько дружини мав резус-негативну кров I групи. У сім'ї народилися двоє дітей. Перший має резус-негативну кров III групи, другий - резус-позитивну кров I групи. Судово-медична експертиза встановила, що один з цих дітей позашлюбний. З якої з двох пар алелей виключається батьківство?

34. У людини антигени системи АВО детерміновані множинної аллеломорфой I 0, I А і I В; резус-антиген еритроцитів (Rh + і Rh- -відповідно алелями D і d); система груп крові MN - Кодомінантність алелями LM і LN.

а) Скільки різних фенотипів за трьома системам груп крові існує у людей, якщо враховувати всі можливі поєднання антигенів АВО, резус та МN?

б) Генотип матері - I А I 0 DdLMLM, батька - I А I В ddLMLM. Скільки і які поєднання антигенів можливі у їхніх дітей?

в) Генотип матері I 0 I 0 DdLNLN, а батька - I А I В ddLMLM. Скільки різних фенотипів і які фенотипи можливі у їхніх дітей?

г) Жінка, яка має фенотип АRh-МN, батько якої мав I групу крові, вийшла заміж за чоловіка, кров якого містить антигени АВRh + N. Мати чоловіка була резус-негативної. Встановити, ймовірність того, що дитина буде мати таке ж поєднання антигенів, як у батька.

д) Фенотип матері-АВМRh-, батька-ОМRh +. Один з батьків батька був резус-негативним. Скільки і які поєднання антигенів крові можливі у їхніх дітей? Скільки поєднань із загального числа можливих із трьох систем груп крові (АВО, МN, Rh +, Rh-) виключено?

е) Перед судово-медичним експертом поставлено завдання, з'ясувати, чи є хлопчик, який є в родині подружжя Р, рідним або прийомним сином цього подружжя.

Дослідження крові всіх трьох членів сім'ї дало наступні результати. Жінка має резус-позитивну кров IV групи з антигеном М. У її чоловіка резус-негативна кров I групи з антигеном N. Кров дитини резус-позитивна I групи з антигеном М. Яке висновок повинен дати експерт і чим воно буде обгрунтовано?

генотип- це сукупність генів, отриманих організмом від батьків.

фенотип - це сукупність всіх властивостей і ознак організму, які розвиваються на основі генотипу в певних умовах середовища.

Окремий ознака називається феном(Колір очей, форма носа, обсяг шлунка, кількість еритроцитів і ін.).

Основні закономірності спадкування були вивчені Г. Менделем. Вони притаманні всім живим організмам.

Для пояснення встановлених Менделем закономірностей успадкування запропонована гіпотеза чистоти гамет (Бетсон, 1902 г.): у гібридного організму гени НЕ гібрідізіруют (не змішуються) і знаходяться в чистому аллельном стані; при мейозі гомологічні хромосоми розходяться і в гамет потрапляє лише один ген з пари алельних генів.

Глава 1. Закономірності освіти гамет основні теоретичні положення

Гамети (статеві клітини) - містять гаплоїдний набір хромосом і утворюються в статевих залозах (яйцеклітини - в яєчниках, сперматозоїди - в сім'яниках) в процесі мейозу.

При виписуванні гамет необхідно знати, що:

при мейозі з кожної пари гомологічних хромосом в майбутню гамет потрапляє одна хромосома, отже, з кожної пари алельних генів - один ген;

якщо організм гомозиготен (наприклад, АА), То все гамети, скільки б їх не утворилося, будуть містити тільки один ген ( А), Т. Е. Все вони будуть однотипні і, отже, гомозиготний організм утворює один тип гамет;

якщо організм гетерозиготний ( Аа), То в процесі мейозу одна хромосома з геном Апотрапить в одну гамету, а друга гомологичная хромосома з геном апотрапить в іншу гамету, отже, гетерозиготний організм по одній парі генів буде утворювати два типи гамет;

формула для виписування гамет N = 2 n , де N - це число типів гамет, а n - це кількість ознак, за якими даний організм гетерозиготен.

Рішення типових Завдань

Завдання 1.Ядро соматичної (нестатевий) клітини людини містить 23 пари хромосом. Яке можливе різноманітність гамет однієї особини, якщо не враховувати кроссинговер?

Рішення . З кожної гомологічною пари хромосом в гамет потрапляє одна. Вибір хромосоми з першої пари дає дві можливості; приєднання хромосоми з другої пари збільшує число варіантів вдвічі, з третьої пари - ще вдвічі і т. д. Всього маємо 222 ......... 2 = 2 23 = 8  10 6 варіантів гамет.

Завдання 2.Випишіть типи гамет, які утворюються у особин, що мають генотипи:

а) АА;

г) Аавb.

Рішення . За формулою N = 2 n визначаємо число типів гамет у особин наступних генотипів: у особини АА - 1 тип гамет (2 0 = 1), у особини Rr- 2 типу (2 +1 = 2), у особини з генотипом ss- 1 тип (2 0 = 1), у особини з генотипом Аавb- 4 типи гамет (2 + 2 = 4):

а) один тип гамет

б) два типи гамет

в) один тип гамет

г) чотири типи гамет

Завдання 3.Чоловіча особина має генотип Nn.

Які типи сперматозоїдів утворюються у цій особини?

Яке чисельне співвідношення сперматозоїдів різних типів, Що утворюються у особини з генотипом Nn?

Який біологічний процес регулює це співвідношення?

Рішення . Два типи сперматозоїдів з генами Nі nв співвідношенні 1: 1 (по 50%). В основі цього співвідношення лежить рівно можливих механізм розбіжності хромосом і хроматид в анафазу мейозу 1 і анафазу мейозу 2.

Завдання для самоконтролю

Завдання 1.Скільки типів гамет утворюють:

а) гомозиготна особина з одним домінантним ознакою;

б) гетерозиготна особина за однією ознакою;

в) особина з одним рецесивним ознакою?

завдання 2. Якщо у жіночого організму з генотипом Mmген Mпри мейозі потрапив в яйцеклітину, куди потрапить ген m?

Завдання 3.У людини коричневий колір очей домінує над блакитним:

1. Скільки типів яйцеклітин, що розрізняються по даній парі генів, утворюється у гетерозиготною кароокою жінки?

2. Скільки типів сперматозоїдів утворюється у блакитноокого чоловіка?

завдання 4. Скільки типів гамет і які саме утворюють організми, що мають генотипи: а) АА; б) ААВВ; в) ааВВ;г) аавв?

Завдання 5.Скільки типів гамет і які саме утворюють такі організми:

а) моногібрід по гену А;

б) дігібрід по генам Аі В;

в) трігібрід по генам А, B, З?

Завдання 6.Скільки типів гамет утворює організм:

а) гетерозиготний по одній парі генів;

б) гетерозиготний по двох парах генів;

в) гетерозиготний по чотирьох парах генів;

г) гетерозиготний по nпарам генів?

Завдання 7.Скільки типів гамет і які саме утворюють організми з генотипами:

а) MmNnSsRr;б) MMnnssRR;в) DdeeFfHH?

Завдання 8. У людини коричневий колір очей домінує над блакитним, а короткозорість - над нормальним зором. Скільки типів гамет і які саме утворює дігетерозіготная кароока короткозора жінка?

Глава 2. моногібрідномсхрещуванні

Основні теоретичні положення

Схрещування, при якому організми аналізуються за одним альтернативним (якісному) ознакою, називається моногібрідним.

первийзакон Менделя -закон одноманітності гібридів першого покоління. Формулювання закону:при схрещуванні гомозиготних особин, які аналізуються за одним альтернативним (якісному) ознакою, спостерігається одноманітність гібридів першого покоління за фенотипом і генотипом.

F 1 .	Аа - 100%

Для цього закону немає умов, що обмежують його дію (завжди при схрещуванні гомозигот потомство одноманітно).

Другий закон Менделя (закон розщеплення ) Формулюється так: при схрещуванні гетерозиготних організмів, аналізованих по одному альтернативному (якісному) ознакою, в першому поколінні спостерігається розщеплення в співвідношенні 3: 1 за фенотипом і 1: 2: 1 за генотипом.

F 1 .	АА; Аа; Аа; аа.

Для цього закону є умови, що обмежують його дію:

всі різновиди внутріаллельного взаємодії генів, крім повного домінування;

летальні і напівлетальні гени;

нерівна ймовірність утворення гамет і зигот різних типів;

пенетрантность гена менше 100%;

Плейотропна дію генів.

Для з'ясування генотипу особини з домінантною ознакою (при повному домінуванні гомозигота ААі гетерозигота Аафенотипически відрізняються) застосовують аналізує схрещування , При якому організм з домінантною ознакою схрещують з організмом, що має рецесивний ознака.

Можливі два варіанти результатів схрещування.

F 1 .					F 1 .	Аа; аа

Якщо в результаті схрещування отримано однаковість гібридів першого покоління, то аналізований організм є гомозиготною, а якщо в F 1 відбудеться розщеплення 1: 1, то особина - гетерозиготна.