Содержание

Жизненный цикл клетки

Вирусы и бактериофаги

Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов

Образование половых клеток у животных

Оплодотворение и развитие животных

Жизненный цикл клетки

Период жизнедеятельности клетки, в котором происходят все обменные процессы и деление, называется жизненным циклом клетки. Это время жизни клетки от одного деления до другого. Клеточный цикл состоит из интерфазы и деления.

Интерфаза - фаза в жизненном цикле между двумя делениями клетки. Она характеризуется активными процессами обмена веществ, синтезом белка, РНК, накоплением питательных веществ клеткой, ростом и увеличением объема. В середине интерфазы происходит удвоение ДНК (репликация). В результате каждая хромосома содержит 2 молекулы ДНК и состоит из двух сестринских хроматид, которые сцеплены центромерой и образуют одну хромосому. Клетка подготавливается к делению, удваиваются все ее органоиды. Продолжительность интерфазы зависит от типа клеток и в среднем составляет 4/5 от общего времени жизненного цикла клетки.

Деление клетки. Рост организма осуществляется за счет деления его клеток. Способность к делению - важнейшее свойство клеточной жизнедеятельности. Делясь, клетка удваивает все свои структурные компоненты, и в результате возникают две новые клетки. Наиболее распространенным способом деления клетки является митоз - непрямое деление клетки.

Митоз - процесс образования двух дочерних клеток, идентичных исходной материнской клетке. Он обеспечивает возобновление клеток в процессе их старения. Митоз состоит из четырех последовательных фаз, обеспечивающих равномерное распределение генетической информации и органоидов между двумя дочерними клетками.

В профазе ядерная мембрана исчезает, хромосомы максимально спирализуются, становятся хорошо заметными. Каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид. Центриоли клеточного центра расходятся к полюсам, образуя веретено деления.

В метафазе хромосомы располагаются в экваториальной зоне, нити веретена деления соединены с центромерами хромосом.

Анафаза характеризуется расхождением сестринских хроматид хромосом к полюсам клетки. У каждого полюса оказывается такое же количество хромосом, какое было в исходной клетке.

В телофазе происходит деление цитоплазмы и органоидов, хромосомы деспирализуются, появляются ядро и ядрышко. В центре клетки образуется перегородка из клеточной мембраны, и возникают две новые дочерние клетки, идентичные исходной материнской.

Процесс деления ядра называется кариокинезом, а деления содержимого клетки - цитокинезом. Весь процесс деления делится от нескольких минут до 3 часов, в зависимости от типа клеток. Стадия деления клетки в несколько раз по времени короче ее интерфазы.

Биологический смысл митоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом и наследственной информации, полной идентичности вновь возникающих клеток исходным.

Иногда встречается и другой вид деления клетки - амитоз. Амитоз - прямое деление ядра, без образования хромосом и веретена деления. При этом наследственная информация распределяется неравномерно. Амитоз встречается у некоторых простейших, в клетках специализированных тканей (хрящи), в раковых клетках.

Вирусы и бактериофаги

Кроме организмов, имеющих клеточное строение, существуют и неклеточные формы жизни - вирусы и бактериофаги. Эти формы жизни представляют собой как бы переходную группу между живой и неживой природой.

Вирусы были открыты в 1892 г. русским ученым Д.И. Ивановским. В переводе на русский язык "вирус" означает "яд". Вирусы состоят из молекул ДНК или РНК, покрытых белковой оболочкой, а иногда дополнительно липидной мембраной. Вирусы могут существовать в виде кристаллов. В таком состоянии они не размножаются, не проявляют никаких признаков живого и могут сохраняться длительное время. Но при внедрении в живую клетку вирус начинает размножаться, подавляя и разрушая все структуры клетки-хозяина. Проникая в клетку, вирус встраивает свою ДНК в ДНК клетки, и начинается синтез вирусных белков, репликация вирусной ДНК, тогда как синтез белков и ДНК клетки-хозяина подавляется. Если генетическим аппаратом вируса является РНК, то вначале идет процесс обратной транскрипции по схеме РНК - > ДНК - > РНК - > белок. Поэтому РНК-зависимые вирусы называются ретровирусами

Вне живой клетки вирусы не способны к размножению, синтезу белка. Вирусы вызывают различные заболевания растений, животных, человека. К ним относятся вирусы табачной мозаики, гриппа, кори, оспы, полиомиелита, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), вызывающий СПИД.

Вирус ВИЧ относится к ретровирусам, его генетический материал представлен в виде двух молекул РНК и фермента обратной транскриптазы. Этот фермент катализирует реакцию обратной транскрипции в клетках лимфоцитов. По матрице вирусной РНК синтезируется вирусная ДНК, которая и встраивается в ДНК клеток человека. В таком состоянии она может сохраняться долго, не проявляя себя, поэтому антитела в крови у инфицированного человека не образуются сразу и обнаружить заболевание на этой стадии сложно. В процессе деления клеток крови ДНК вируса передается соответственно в дочерние клетки. При каких-либо условиях вирус активизируется и начинается синтез вирусных белков, а в крови появляются антитела. В первую очередь вирус поражает Т-лимфоциты, ответственные за выработку иммунитета. В результате организм перестает бороться с любой инфекцией, раковыми клетками и погибает.

Бактериофаги - это вирусы, поражающие клетки бактерий (пожиратели бактерий). Тело бактериофага состоит из белковой головки, в центре которой находится вирусная ДНК, и хвостика. На конце хвоста располагаются хвостовые отростки, служащие для закрепления на поверхности клетки бактерии, и фермент, разрушающий бактериальную стенку. По каналу в хвостике вирус вспрыскивает ДНК в клетку бактерии и подавляет синтез бактериальных белков, вместо которых синтезируются ДНК и белки вируса. В клетке происходит сборка новых вирусов, которые покидают погибшую бактерию и внедряются в новые. Бактериофаги могут использоваться как лекарства против возбудителей инфекционных заболеваний (холеры, брюшного тифа).

Размножение и развитие организмов. Формы размножения организмов

Преемственность поколений в природе осуществляется за счет размножения организмов. Размножение - способность организма воспроизводить себе подобное. В природе существуют два типа размножения организмов: бесполое и половое.

Бесполое размножение - образование нового организма из одной или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько форм бесполого размножения.

Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние, каждая из которых становится новым организмом.