Что такое гаметы какой набор хромосом они содержатся
Вообще, ученые с этим пока не совсем разобрались. Уже где-то к 70-м годам накопились данные о том, что количество ДНК в ядре не очень-то отражает эволюционное положение вида. Это так называемый С-парадокс (С — количество ДНК в гаплоидном ядре, то есть одинарный набор хромосом). Он заключается в следующем, если упростить:
Количество хромосом весьма условно связано с систематическим положением организма.
«Много хромосом ≠ эволюционно продвинутый вид», вопреки распространенному представлению.
Дело в том, что ДНК, из которой хромосомы сделаны, это не сплошь структурные гены, кодирующие белки. До 80-90% ДНК может состоять из некодирующей части, раньше она называлась мусорной. Она представляет собой коротенькие «бессмысленные» последовательности, которые расположены блоками и повторены сотни тысяч раз (в последнее время понемножку становится понятнее, зачем они нужны, но сейчас не об этом). Количество этой странной информации сильно влияет на общее число пар нуклеотидов.
Помимо этого, хромосомы неодинаковы по массе. У разных видов в хромосомы «расфасован» разный объем ДНК, соответственно, при одинаковом числе пар нуклеотидов число хромосом может отличаться.
В определенной степени количество ДНК все же соответствует сложности организмов. Например, у вирусов геном варьирует в пределах 1,3–20*10^3, у бактерий 9*10^5–10^6 пар нуклеотидов. В эволюции позвоночных тоже прослеживается тенденция наращивания количества ДНК: у оболочников и ланцетников размер генома составляет соответственно 6 и 17% от размера генома плацентарных млекопитающих. При этом у некоторых рыб и хвостатых земноводных в 25 раз больше ДНК, чем у любого из видов млекопитающих. В общем, всё довольно запутанно.
Отдельно стоит сказать о растениях.
Животное справляется со многими проблемами, меняя условия среды. Жарко – лёг в тень, голодно – перешел на новый источник пищи и всё такое. У растений нет возможности встать и уйти, поэтому большинство задач решается на химическом уровне. Жарко – синтезируешь воск на поверхности листьев, чтобы вода не испарялась. Голодно – договариваешься с азотфиксирующими бактериями, чтобы поделились азотом. В таком духе (это метафора, на самом деле на подобные адаптации уходят тысячи тысяч поколений и заранее неизвестно, что получится). Естественно, чем больше разнообразных циклов и синтезов «умеет» осуществлять растение, тем больше нужно ферментов для работы этих метаболических путей. У растений относительно много структурных генов, в них записаны все эти необходимые белки. Метаболизм животных устроен проще.
А еще для растений характерна такая интересная вещь, как полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом. То есть жил-был геном, а потом однажды взял – и умножился на 2, 3, 10 и так далее. И всё нормально, бывает что даже очень хорошо – удваиваются (утраиваются, удесятеряются) элементы цветка, размер плодов, общая биомасса растения. Процесс может запуститься случайно, но селекционеры давно приспособились его провоцировать для получения культурных сортов.
Для большинства животных такая ситуация очень неполезна, у нас любые резкие отступления от стандартного набора хромосом ведут к уродствам. Суть в том, что число хромосом у растений может в разы отличаться даже внутри семейства. Конечно, всё имеет свою цену – чем больше хромосом, тем больше вероятность что какие-то из них при делении неправильно разойдутся. И меньше вероятность, что найдется другой такой же полиплоид в качестве партнера для размножения. Из-за этого полиплоиды временами оказываются бесплодны. Эволюционный процесс отбраковывает такие, а мы их размножаем вегетативно у себя на клумбах. Но иногда бывает, что всё складывается очень удачно, и образуется целый новый вид. Яркий пример — семейство Ужовниковые (это папоротники). В среднем у разных видов ужовников по 120 пар хромосом, но абсолютный рекордсмен — маленький Ophioglossum reticulatum с диплоидным набором в 631 пару хромосом на клетку (по другим данным, 720). Зачем ему столько и как он весь этот ворох ДНК организует, не ясно. Но раз он всё еще существует как вид, значит, это сработало.
Резюмируя: не завидуйте картошке. Не стоит упрекать её в том, что ей досталось на две хромосомы больше. Это не хорошо и не плохо, не много и не мало, не прогрессивно и не убого. В этом вопросе больше не значит лучше. Просто так сложились обстоятельства.
Вообще, ученые с этим пока не совсем разобрались. Уже где-то к 70-м годам накопились данные о том, что количество ДНК в ядре не очень-то отражает эволюционное положение вида. Это так называемый С-парадокс (С — количество ДНК в гаплоидном ядре, то есть одинарный набор хромосом). Он заключается в следующем, если упростить:
Количество хромосом весьма условно связано с систематическим положением организма.
«Много хромосом ≠ эволюционно продвинутый вид», вопреки распространенному представлению.
Дело в том, что ДНК, из которой хромосомы сделаны, это не сплошь структурные гены, кодирующие белки. До 80-90% ДНК может состоять из некодирующей части, раньше она называлась мусорной. Она представляет собой коротенькие «бессмысленные» последовательности, которые расположены блоками и повторены сотни тысяч раз (в последнее время понемножку становится понятнее, зачем они нужны, но сейчас не об этом). Количество этой странной информации сильно влияет на общее число пар нуклеотидов.
Помимо этого, хромосомы неодинаковы по массе. У разных видов в хромосомы «расфасован» разный объем ДНК, соответственно, при одинаковом числе пар нуклеотидов число хромосом может отличаться.
В определенной степени количество ДНК все же соответствует сложности организмов. Например, у вирусов геном варьирует в пределах 1,3–20*10^3, у бактерий 9*10^5–10^6 пар нуклеотидов. В эволюции позвоночных тоже прослеживается тенденция наращивания количества ДНК: у оболочников и ланцетников размер генома составляет соответственно 6 и 17% от размера генома плацентарных млекопитающих. При этом у некоторых рыб и хвостатых земноводных в 25 раз больше ДНК, чем у любого из видов млекопитающих. В общем, всё довольно запутанно.
Отдельно стоит сказать о растениях.
Животное справляется со многими проблемами, меняя условия среды. Жарко – лёг в тень, голодно – перешел на новый источник пищи и всё такое. У растений нет возможности встать и уйти, поэтому большинство задач решается на химическом уровне. Жарко – синтезируешь воск на поверхности листьев, чтобы вода не испарялась. Голодно – договариваешься с азотфиксирующими бактериями, чтобы поделились азотом. В таком духе (это метафора, на самом деле на подобные адаптации уходят тысячи тысяч поколений и заранее неизвестно, что получится). Естественно, чем больше разнообразных циклов и синтезов «умеет» осуществлять растение, тем больше нужно ферментов для работы этих метаболических путей. У растений относительно много структурных генов, в них записаны все эти необходимые белки. Метаболизм животных устроен проще.
А еще для растений характерна такая интересная вещь, как полиплоидия – кратное увеличение числа хромосом. То есть жил-был геном, а потом однажды взял – и умножился на 2, 3, 10 и так далее. И всё нормально, бывает что даже очень хорошо – удваиваются (утраиваются, удесятеряются) элементы цветка, размер плодов, общая биомасса растения. Процесс может запуститься случайно, но селекционеры давно приспособились его провоцировать для получения культурных сортов.
Для большинства животных такая ситуация очень неполезна, у нас любые резкие отступления от стандартного набора хромосом ведут к уродствам. Суть в том, что число хромосом у растений может в разы отличаться даже внутри семейства. Конечно, всё имеет свою цену – чем больше хромосом, тем больше вероятность что какие-то из них при делении неправильно разойдутся. И меньше вероятность, что найдется другой такой же полиплоид в качестве партнера для размножения. Из-за этого полиплоиды временами оказываются бесплодны. Эволюционный процесс отбраковывает такие, а мы их размножаем вегетативно у себя на клумбах. Но иногда бывает, что всё складывается очень удачно, и образуется целый новый вид. Яркий пример — семейство Ужовниковые (это папоротники). В среднем у разных видов ужовников по 120 пар хромосом, но абсолютный рекордсмен — маленький Ophioglossum reticulatum с диплоидным набором в 631 пару хромосом на клетку (по другим данным, 720). Зачем ему столько и как он весь этот ворох ДНК организует, не ясно. Но раз он всё еще существует как вид, значит, это сработало.
Резюмируя: не завидуйте картошке. Не стоит упрекать её в том, что ей досталось на две хромосомы больше. Это не хорошо и не плохо, не много и не мало, не прогрессивно и не убого. В этом вопросе больше не значит лучше. Просто так сложились обстоятельства.
Что такое гаметы?
Гаметы — это репродуктивные клетки (половые клетки), которые объединяются во время полового размножения, чтобы сформировать новую клетку, называемую зиготой. Мужские гаметы — сперма, а женские гаметы — яйцеклетки. У семенных растений, пыльца является мужской спермой, производящей гаметофит. Женские гаметы (яйцеклетки) содержатся внутри завязи растения. У животных гаметы производятся в мужских и женских гонадах. Сперматозоиды подвижны и имеют длинный хвостообразный вырост, называемый жгутиком. Однако яйцеклетки не подвижны и относительно велики по сравнению с мужской гаметой.
Образование гамет
Гаметы образуются посредством клеточного деления, называемого мейозом. Этот процесс двухэтапного деления производит четыре дочерние клетки, которые являются гаплоидными. Гаплоидные клетки содержат только один набор хромосом. Когда гаплоидные мужские и женские гаметы объединяются в процесс, называемом оплодотворением, они образуют зиготу. Зигота диплоидна и содержит два набора хромосом.
Типы гамет
Одни мужские и женские гаметы имеют одинаковый размер и форму, в то время как другие отличаются по размеру и форме. У некоторых видов водорослей и грибов мужские и женские половые клетки почти идентичны, и обычно одинаково подвижны. Объединение этих типов гамет известно как изогамия. В некоторых организмах гаметы имеют разные размеры и форму, и их слияние называют анизогамией или гетерогамией. Высшие растения, животные, а также некоторые виды водорослей и грибов проявляют особый тип анизогамии, называемой оогамия. При оогамии женская гамета не подвижна и намного больше, чем мужская гамета.
Гаметы и оплодотворения
Оплодотворение происходит, когда мужские и женские гаметы сливаются. У животных организмов объединение спермы и яйцеклетки происходит в фаллопиевых трубах женского репродуктивного тракта. Миллионы сперматозоидов высвобождаются во время полового акта, которые попадают из влагалища в фаллопиевы трубы.
Сперма специально приспособлена для оплодотворения яйцеклетки. Головная область имеет колпачковое покрытие, называемое акросом, которое содержит ферменты, помогающие клетке спермы проникать в половую железу (наружное покрытие мембраны яичных клеток). По достижении клеточной мембраны яйцеклетки сперматозоидная головка сливается с яйцеклеткой. Проникновение сквозь zona pellucida (оболочка вокруг мембраны яйцеклетки) вызывает выброс веществ, которые изменяют zona pellucida, и предотвращает оплодотворение яйцеклетки другими сперматозоидами. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку оплодотворение несколькими клетками спермы или полиспермия вызывает зиготу с дополнительными хромосомами. Это явление смертельно для зиготы.
После оплодотворения два гаплоидных гамета становятся одной диплоидной клеткой или зиготой. У людей это означает, что зигота будет иметь 23 пары гомологичных хромосом в общей сложности 46 хромосом. Зигота продолжит деление посредством митоза и в конечном итоге созревать в полностью функционирующий организм. Пол будущего ребенка, определяется наследованием половых хромосом. Клетки спермы могут иметь один из двух типов половых хромосом — X или Y. Яйцеклетка имеет только один тип половых хромосом — Х. Если клетка спермы с Y-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет мужского пола (XY). Если клетка спермы с X-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет женского пола (XX).
Не нашли, то что искали? Используйте форму поиска по сайту
1526. У одноклеточной зеленой водоросли хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите хромосомный набор гамет хламидомонады и ее спор. Из
каких исходных клеток и в результате какого деления образуются споры хламидомонады? Из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются гаметы хламидомонады при половом размножении? Ответ поясните.
1) Споры образуются путем деления мейозом диплоидной зиготы (2n)
2) Хромосомный набор споры у хламидомонады — n (гаплоидный)
3) Хромосомный набор гамет — n (гаплоидный)
4) Гаметы образуются из исходных клеток (n) взрослого организма (гаметофита) путем митоза
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1526.
1582. Хромосомный набор соматических клеток ячменя равен 14. Определите хромосомный
набор и число молекул ДНК в ядрах (клетках) семязачатка в анафазе мейоза I и в конце телофазы мейоза I. Объясните все полученные результаты.
1) Анафаза мейоза I — 2n4c — число хромосом ячменя — 14, число молекул ДНК — 28
2) В анафазе мейоза I к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы (образовавшиеся после распада бивалентов), но число хромосом и ДНК при этом не изменяется
3) В телофазе мейоза I — n2c — число хромосом — 7, число молекул ДНК — 14
4) Первое деление мейоза (мейоз I) называют редукционным делением, так как (вследствие распада бивалентов в анафазе и расхождении дочерних хромосом в две клетки в телофазе) уменьшается число хромосом в 2 раза: образуются две клетки с гаплоидным набором хромосом, каждая хромосома которых состоит из двух хроматид (двух молекул ДНК)
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1582.
1610. Хромосомный набор соматической клетки растения равен 24. Определите хромосомный набор и количество молекул ДНК в клетках семязачатка в метафазе мейоза I и в метафазе мейоза II. Полученные результаты объясните.
1) Перед началом мейоза набор клетки 2n4c — количество хромосом равно 24, количество молекул ДНК — 48, так как в синтетическом периоде интерфазы происходит удвоение ДНК (к началу мейоза каждая хромосома состоит из двух хроматид — дочерних хромосом)
2) В метафазе мейоза I число хромосом и молекул ДНК не меняется и равно 2n4c — 24 хромосомы, 48 молекул ДНК
3) В метафазе мейоза II, после редукционного деления (мейоз I), которое сопровождается уменьшением числа хромосом в два раза, набор клетки — n2c — 12 хромосом 24 молекулы ДНК
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1610.
1694. Какой хромосомный набор характерен для спор и гамет растения кукушкин лен? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
1) Споры и гаметы мха кукушкиного льна имеют гаплоидный набор хромосом — n
2) Гаметы мха (n) развиваются на взрослом растении-гаметофите (n). Путем митоза в архегониях образуются женские половые клетки — яйцеклетки (n), а в антеридиях путем митоза образуются мужские половые клетки — сперматозоиды (n)
3) Споры мха (n) образуются на бесполом поколении мха — спорофите. Из диплоидных клеток-предшественников (2n) путем мейоза образуются гаплоидные споры (n). Споры мха — гаплоидные клетки, специализированные для бесполого размножения.
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1694.
1750. Какой хромосомный набор характерен для клеток заростка и клеток листьев папоротника орляка? Объясните, из каких исходных клеток и в результате каких делений образуются эти клетки.
1) Заросток папоротника орляка является гаметофитом, для которого характерен гаплоидный набор хромосом — n
2) Заросток образуется из гаплоидной споры — n — путем митоза
3) Листья — вегетативный орган — образуются на взрослом растении папоротника орляка, являющегося спорофитом, для которого характерен диплоидный набор хромосом — 2n
4) Как и все органы спорофита, листья образуются при делении митозом зиготы, имеющей диплоидный набор хромосом — 2n
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1750.
1918. Какое количество хромосом (n) содержится в половых клетках и гладких мышечных клетках человека? Из каких клеток и в результате какого деления образуются эти клетки?
1) Для половых клеток характерен гаплоидный набор хромосом (n), для гладких мышечных клеток (соматических) — диплоидный набор хромосом (2n)
2) Половые клетки (n) образуются в результате мейоза из диплоидных (2n) специализированных клеток-предшественников в гонадах (половых железах)
3) Гладкие мышечные клетки (2n) образуются путем митоза из диплоидных стволовых клеток (2n)
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1918.
1946. Какое количество хромосом (n) содержится в половых клетках и спорах мха
сфагнума? Из каких клеток и в результате какого деления образуются эти
клетки?
1) Для половых клеток и спор мха характерен гаплоидный набор хромосом (n)
2) Половые клетки (n) образуются путем митотического деления гаплоидных клеток (n) гаметофита
3) Споры (n) образуются путем мейозом из диплоидных клеток (2n) спорофита
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 1946.
2002. В кариотипе домашней кошки 38 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК при сперматогенезе в клетках в конце зоны роста и в конце зоны созревания гамет. Объясните, какие процессы происходят в этих зонах.
1) Клетки в конце зоны роста (2n4c) содержат 38 хромосом, 76 молекул ДНК
2) К концу зоны созревания (nc) набор клетки становится 19 хромосом 19 молекул ДНК
3) В начале зоны роста клетка диплоидна — 2n2c — (число хромосом соответствует кариотипу), к концу зоны роста происходит репликация (удвоение) ДНК перед последующим мейозом, в этой зоне происходит рост клетки, синтезируются и накапливаются питательные вещества
4) К концу зоны созревания происходят два деления мейоза (мейоз I — редукционное деление, в результате которого уменьшается число хромосом) : конечные клетки получаются гаплоидными — nc, образуются сперматиды
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2002.
2058. Определите хромосомный набор (n) и число молекул ДНК (c) в соматической клетке животного в пресинтетический период (G1) и постсинтетический (G2) период. Объясните результаты в каждом случае.
1) В пресинтетический период (G1) набор клетки 2n2c (хромосомы — 2n, ДНК — 2c)
2) Каждая хромосома в G1 состоит из 1 молекулы ДНК (хроматиды), поэтому число хромосом и хроматид одинаковое
3) В постсинтетический период (G2) набор клетки 2n4c (хромосомы — 2n, ДНК — 4c)
4) Каждая хромосома в G2 состоит из 2 молекул ДНК (хроматид), поэтому число хроматид (ДНК) в два раза больше числа хромосом: это связано с удвоение ДНК, которое происходит в синтетическом периоде
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2058.
2086. В соматических клетках дождевого червя содержится 36 хромосом. Какое число хромосом и молекул ДНК содержится в ядре при гаметогенезе перед началом мейоза I и мейоза II?
Объясните, как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.
1) Перед началом мейоза I набор клетки 2n4c — 36 хромосом, 72 молекулы ДНК
2) В синтетическом периоде интерфазы перед мейозом I ДНК реплицируется (удваивается), поэтому каждая хромосома состоит из двух молекул ДНК (хроматид) при этом число хромосом не меняется — набор клетки 2n4c
3) Перед началом мейоза II набор клетки n2c — 18 хромосом, 36 молекул ДНК
4) Мейоз I называют редукционным делением, так как в анафазе мейоза I распадаются биваленты на хромосомы — набор хромосом уменьшается в два раза
P.S. Нашли ошибку в задании? Пожалуйста, сообщите о вашей находке 😉
При обращении указывайте id этого вопроса — 2086.
Для вас приятно генерировать тесты, создавайте их почаще