334-774-407
Конъюгация - это форма полового процесса, при котором сливается содержимое двух внешне сходных клеток. Конъюгация наблюдается у некоторых водорослей, низших грибов, у инфузорий и бактерий.
На препарате наблюдается процесс конъюгации в виде образования цитоплазматических мостиков между отдельными клетками двух нитчатых структур, принадлежащих разным особям. По таким цитоплазматическим мостикам генетический материал в составе ядра может переходить из одной клетки в другую. Обычно конъюгации предшествует мейоз, и передача наследственной информации происходит в виде гаплоидного ядра. По завершении конъюгации гаплоидные ядра двух разных особей объединяются с образованием диплоидного гетерокариона, ядра, сформированного из разных организмов.
Биологическое значение процесса конъюгации не в размножении, а в обмене генетической информацией между разными особями одного вида. Вероятно, процесс конъюгации являлся начальным этапом эволюции в становлении форм полового процесса, в котором должны участвовать мужские и женские гаметы. Конъюгация наблюдается у организмов в тех случаях, когда морфологические отличия половых клеток не выражены.
Митоз - это обычная форма клеточного деления, с помощью которого происходит рост многоклеточных организмов.
У растений лучше всего наблюдать митоз в зоне размножения в кончике корня. Делящиеся клетки ориентируются вертикальными столбиками от кончика корня к его более широкой части. Обычно в одном столбике можно найти все фазы митоза. На данном препарате представлен продольный срез зоны размножения корня. Срез проходит вдоль клеток.
В неделящихся клетках видны ядра, структура которых представлена мелкими крупинками или точками. Так выявляется хроматин. Такие ядра находятся в интерфазе.
В профазе митоза из хроматина начинают образовываться хромосомы, ядра утрачивают оболочку. На препарате профаза выявляется по наличию нитчатых структур в ядре, это хромосомы. Место, занимаемое хромосомами, по площади больше, чем ядро, так как хромосомы оттесняют органеллы к периферии клетки.
В метафазе хромосомы располагаются на экваторе клетки, морфологическая картина выяв-ляется очень четко. Органеллы еще больше оттеснены к периферии клетки. Центральная часть клетки более светлая, в ней находятся хромосомы, состоящие из двух хроматид, и веретено деления.
В анафазе каждая хромосома распадается на две хроматиды, и хроматиды каждой хромосомы расходятся к разным полюсам клетки. Момент расхождения хромосом к разным полюсам клетки на препарате выявляется четко.
В телофазе в делящейся клетке выявляется два ядра. Они расположены на полюсах клетки. Формирование ядер может быть не закончено. В центральной части клетки возможно образование клеточной стенки, которая делит цитоплазму материнской клетки па две части. Две новообразованные клетки по размеру в сумме соответствуют материнской.
На основе экспериментов с плодовой мушкой дрозофилой, американский ученый Томас Морган со своими учениками в конце 20-х годов XX века сформулировал хромосомную теорию наследственности.
Дрозофилу выращивают в лабораторных условиях. У нее непродолжительный цикл развития - 20 суток при 25 0С от момента откладывания яиц до вылета взрослой особи.
У дрозофилы много хорошо различимых признаков. Это важно для изучения закономерности наследования признаков. Для скрещивания подбирают самца и самку, различающихся по одному или нескольким признакам, и анализируют потомство P1 и Р2 этих особей. Одна пара особей в среднем дает около 100 потомков. Такая плодовитость дает возможность проводить генетический анализ на большом количестве материала, что является необходимым условием для магматической обработки результатов.
Самца и самку можно различить невооруженным глазом. Самки крупнее, самцы мельче. Под микроскопом видно, что конец брюшка самца округлый, а самки заостренный, так как у нее на конце брюшка имеется яйцеклад.
Разных особей дрозофилы можно различать по следующим признакам:
Ученые различают и другие фототипические признаки дрозофилы: форму глаз, количество и форму щетинок на теле, рисунок жилкования на крыльях и т.д.
Дрозофила - излюбленный объект генетиков, так как ее легко разводить в лабораторных условиях, у нее короткий цикл развития, и особи отличаются большим разнообразием признаков.
Дрозофилу разводят в лабораторных условиях в пробирках. На дно пробирок наливают густую манную кашу с изюмом и другими компонентами и дают ей застыть. Пробирки закрывают ватным тампоном и помещают туда пару особей - самца и самку, подобранных с соответствующими признаками для скрещивания и последующего генетического анализа. Самка откладывает яйца на поверхность каши. Обычно мух держат в пробирке 3 - 5 суток, чтобы они отложили яйца, после чего выбрасывают. Из яиц развивается следующее поколение мух. Развитие яйца происходит в течение суток. Затем из яйца выходит личинка. Развитие личинки происходит в течение 4 - 5 суток, при этом она 3 раза линяет и растет. Личинки питаются кашей, пробуравливая ходы в корме.
На препарате видна большая личинка дрозофилы последней стадии развития. Хорошо выявляется головной конец с ротовым аппаратом.
Дрозофила является насекомым с полным циклом превращений. Личинки на 4 - 5 день развития выползают на поверхность корма, заползают на стеклянную стенку пробирки, прикрепляются к ней и окукливаются. Развитие куколки происходит в течение 4-х суток.
На данном препарате хорошо выявляется головной конец особи с двумя усиками, зачатками глаз и ротового аппарата. На брюшном конце куколки имеется непарный выступ.
Из куколки вылетают взрослые особи. Их усыпляют эфиром, высыпают на белую бумагу и подсчитывают, сколько особей с определенными фенотипическими признаками получилось в конкретном скрещивании. При необходимости отбирают самцов и самок, помещают в новую пробирку с кормом. Мухи просыпаются и начинают размножаться.
Оплодотворенная яйцеклетка начинает делиться митозом. При делении образуются клетки, которые называются бластомерами. Сначала образуется 2 бластомера, затем 4, 8, 16 и так далее. По мере увеличения числа клеток деление их становится неодновременным. Бластомеры все дальше и дальше отходят от центра зародыша, образуя полость. При делении бластомеров размеры их не увеличиваются. Такой способ деления называется дроблением. В конце дробления зародыш принимает форму пузырька со стенкой, образованной одним слоем клеток, тесно прилегающих друг к другу. Внутренняя полость зародыша становится полностью изолированной. По завершении дробления образуется однослойный многоклеточный зародыш - бластула.
В яйцеклетки лягушки много желтка. Он сосредоточен у вегетативного полюса. Это отражается на особенностях дробления. Деление цитоплазмы клеток происходит неравномерно. Сначала образуется 4 одинаковые по размерам бластомеры. На стадии 8 бластомеров 4 клетки крупные, они находятся на вегетативном полюсе, 4 клетки имеют меньшие размеры, они расположены на анимальном полюсе, в них меньше желтка. В дальнейшем мелкие клетки делятся чаще и имеют меньшие размеры. На вегетативном полюсе находятся более крупные клетки, и их количество меньше. Все бластомеры имеют диплоидный набор хромосом.
Общий размер образовавшейся бластулы не превышает начального объема яйцеклетки. Бластула - это стадия развития зародыша, характерная для всех животных.
На препарате хорошо видно очертания бластулы, границы бластомеров. Бластомеры заполнены гранулами желтка. Желтка так много, что в клетках не видно ядер.
Хромосомы - это клеточные органеллы, главная функция которых перенос генетической информации - наследственного материала при делении клеток из материнской клетки в две дочерние.
Хромосомы видны в клетках только тогда, когда они делятся митозом или мейозом. По завершении деления клеток хромосомы претерпевают изменения. Они раскручиваются и превращаются в длинные нитевидные структуры - хроматин. Нити хроматина состоят из ДНК и белка. ДНК - молекулы носительницы генетической информации. Они очень длинные, их длина может достигать нескольких сантиметров, а размер ядра, где ДНК находится, измеряется микрометрами. Поэтому с помощью белков ДНК упакована, суперскручена в хроматине. Когда клетки готовятся к делению, ДНК удваивается и еще более сильно спирализуется, в результате чего нити хроматина особым образом укладываются и становятся хромосомами. Процесс суперскручивания хроматина до состояния хромосом длительный. Он проходит несколько этапов и заканчивается образованием плотных телец с определенной морфологией: двумя плечами и перетяжкой.
Бактерии относятся к прокариотам. Это просто организованные клетки, не имеющие ядра. В процессе эволюции они образовались на ранних этапах ее развития, около 4 миллиардов лет тому назад.
Бактериальные клетки очень мелкие. В среднем они имеют размер 1 - 2 микрометра, что в несколько раз меньше самых мелких клеток эукариот (мелкая клетка - эритроцит человека имеет размер 6 - 7 микрометров). В бактериальной клетке различают цитоплазму, в которой находится кольцевая молекула ДНК, и рибосомы. Других органелл в бактериях нет. Цитоплазма окружена полупроницаемой плазматической мембраной. На поверхности клетки имеется очень толстая защитная белково-полисахаридная оболочка, которую часто называют капсулой. Именно капсула окрашивается у бактерий при подготовке препарата бактериальных клеток.
Под световым микроскопом никаких структур в бактериальной клетке не видно. При таком увеличении можно определить лишь форму бактериальных клеток. Бактерии могут быть округлой формы, они называются кокки. Форма может быть палочковидной. Несколько бактериальных клеток могут соединяться вместе, образуя цепочку или группу.
Плазмодесмы - это особый тип межклеточных контактов, который встречается только между клетками растений. Биологическое значение плазмодесм в том, что они объединяют клетки между собой, обеспечивая передачу раздражения и передвижение веществ из клетки в клетку.
Морфологически плазмодесмы представляют тонкие выросты цитоплазмы контактирующих клеток, покрытые снаружи плазмолеммой (плазматической мембраной).
Растительные клетки имеют толстые и прочные клеточные стенки, расположенные на поверхности плазматической мембраны. Плазмодесмы проходят в специальных каналах, пронизывающих клеточную стенку. Такие каналы образуются, когда клетки делятся, и их клеточные оболочки остаются рыхлыми, пока новообразованные клетки не достигнут определенного размера.
Диаметр плазмодесм 20 - 70 нанометров, это меньше разрешающей способности светового микроскопа. Поэтому под световым микроскопом их нужно рассматривать при самом большом увеличении/ При хорошем освещении они видны в виде тонких линейных отрезков, расположенных перпендикулярно клеточной стенке, соединяющих клетки между собой.
Для изучения структуры и функций клеточных органелл используют разные методы. Один из них называется дифференциальное центрифугирование. Суть метода в том, что клетки разрушают механическим способом так, что в суспензии находятся уцелевшие клеточные органеллы: ядра, митохондрии, лизосомы, рибосомы и мелкие пузырьки, образованные за счет разрушения эндоплазматической сети, аппарата Гольджи и плазматической мембраны. Затем суспензию клеточных органелл последовательно подвергают центрифугированию на специальных центрифугах с высокой скоростью.
Под действием центробежной силы органеллы опускаются на дно пробирки, образуя осадок. Ядра осаждаются при центрифугировании со скоростью 2000 оборотов в минуту, митохондрии - при 15000 - 20000 оборотов в минуту. При более высоких скоростях центрифугирования можно получить фракцию микросом. Она состоит из множества пузырьков, образованных фрагментами ЭПС, аппарата Гольджи и плазматической мембраны. Эту фракцию используют для изучения свойств клеточных мембран.
В микросомах содержатся ферменты углеводного обмена и ферменты синтеза липидов являющихся основными компонентами мембран.
