10205 (Основные вопросы по биологии)

№1 Способы размножения простейших

С наличием сочетания 2-х разных уровней организаций: зиготический, гаметический ядерные циклы - наблюдается большое разнообразие способов размножения: бесполое: монотомия (митоз - продольное поперечное деление); политомия (много клеток) - шизогония (без стадии роста) из 8-ой кл. образуется очень мелкие дочерние кл.; полинтомия - рост предшествует делению. Получаются множество точно таких же кл. как исходная); почкование (наблюдается у многоядерных простейших, вокруг отдельных ядер обособляется цитоплазма и отпочковывается от материнской. Половое: (гаметогония - образование гамет)- изогамия (образуются совершенно одинаковые гаметы по размерам и функциям); анизогамия(образование неравных гамет); конъюгация (половой процесс без размножения - инфузория).

№2 Особенности строения и размножения колониальных простейших

Среди жгутиковых наблюдается колониальная форма, колония может состоять из нескольких тысяч клеток. Колониальные организмы отличаются от многоклеточных тем, что каждая кл в колонии может выполнять все функции присущие отдельному организму. Кл. от колонии отдельно существовать не могут. Колония пандорина – часть кл. наход. внутри колонии и теряют жгутики; Колония эндорина имеет полость; Вольвокс- наличие очень большого числа кл. в колонии. По характеру развития различают монотомические и палинтомические колонии. Монотомией называют такой способ бесполого размножения, при котором после акта разделения дочерние особи растут и восстанавливают все органоиды, характерные для материнской кл. Отдельные кл. колоний периодически делятся, увеличивая число особей, слагающих колонию. Время от времени сама колония, достигшая предельной для данного вида величины, перешнуровывается пополам. Этим путём осуществляется увеличение числа колоний. У полинтомических колоний, к которым, например. Относятся растительные жгутиконосцы семейства вольвоксовых. Размножение происходит иначе. Все кл. колонии или только некоторые из них претерпевают последовательные полинтомические деления, благодаря чему получается сразу несколько молодых колонии. Вся материнская колония распадается на дочерние, число которых равно числу клеток старой колонии. У вольвокса лишь немногие кл. материнской колонии претерпевают палинтомическое деление. Образующиеся дочерние кл. сначала помещаются внутри материнской. Через некоторое время старая колония разрушается и расположенные внутри неё становятся свободными. У такой сложной колонии, как вольвокс, большая часть кл. не даёт начало следующему поколению, а периодически умирают. Так же как соматические (телесные) кл. многоклеточного организма. У колониальных видов наблюдается постепенный переход к анизогамии. Копуляция происходит в колонии между м. (микрогаметами) и ж. (макрогаметами) половыми кл.. Громадное большинство кл. остаётся бесполыми. В колонии дают гаметы лишь 25-30 женских кл. и 5-10 муж.. Среди вольвоксов есть раздельнополые виды, у которых на одной колонии развиваются только мужские или женские гаметы, и гермофрадитные. У которых колония даёт начало обеим категориям гамет. Каждая из кл. дающая начало микрогаметам путём палентомии, производит 256 мельчайших двужгутиковых кл.. Кл. жен. ориентации не делятся, но растут и превращаются в макрогамету, которую можно назвать яйцевой кл. Она неподвижна. М. гаметы отыскивают ж. и сливаются с ними. Оплодотворённая макрогамета ( зигота) окружается плотной оболочкой. Она даёт начало колонии путём последовательных полинтомических делений; старая колония разваливается и соматические кл. погибают. У всех жгутиковых первые 2 деления зиготы происходят путём мейоза, т.о. диплоидная у них лишь зигота, а все остальные стадии жизненного цикла гаплоидны. Наблюдается зиготическая редукция.

У вольвокса происходит формирование настоящих активно подвижных сперматозоидов и яйцекл. такую форму анизогамии наз. согамией.

№3 Происхождение многоклеточных животных (Мечников, Геккель)

Геккель утверждал, что отдельным предком многокл. была шаровидная колония простейших. Он опирался на данные эмбриологии, говорящей о том, что в онтогенезе внутр. зародышевый пласт образуется путём впячивания (инвагинации) стенки однослойного зародыша (бластулы), в результате чего получается двухслойная стадия( гаструла).Геккель полагал, что в процессе эволюции(филогении) одна половина шаровидного бластулообразного организма впятилась в другую, и таким образом возникла первичная кишечная полость, открывающаяся наружу ротовым отверстием. Такой гипотетический двухслойный организм плавал с помощью жгутиков, размножался половым путём и стал предком всех многоклеточных жив. Геккель наз. его «гастреей» (гидра). Изучая онтогенез низших гидр Мечников заметил, что их энтодерма образуется не путём впячивания, а путём внедрения отдельных кл. в полость бластулы - бластоцель, где они образуют сначала рыхлые, а затем плотный зачаток внутреннего пласта. Лишь впоследствии в этой плотной клеточной массе образуется кишечная (гастральная) полость, и ещё позже прорывается первичный рот (бластопор). Этот процесс образования энтодермы Мечников считал первичным, чем впячивание. Мечников, также как и Геккель, считал, что гидры развились из колоний жгутиконосцев. Процесс за ползания отдельных кл. стенки колоний в её внутреннюю полость был связан с внутриклеточным пищеварением (фагоцитозом), которое осуществлялось ушедшими в полость колонии клетками. Поэтому внутренний слой кл. был назван Мечниковым фагоцитобластом. Эту филогенетическую стадию Мечников назвал «фагоцителлой».

№ 4 Тип инфузорий (строение, размножение, практическое значение)

К этому обширному типу (свыше 7000 видов) относятся простейшие, органоидами, движения которых служат реснички, присутствующие обычно в большом количестве. Вторым важным и общим признаком инфузорий является присутствие в теле их, по меньшей мере, двух качественно различных ядер - крупного вегетативного ядра, и гораздо более мелкого генеративного. Инфузории имеют крайне разнообразную форму, но чаще они продольно овальные. Длина от 30—40 мкм до миллиметра и более. Цитоплазма всегда ясно разделяется на два слоя — эктоплазму и эндоплазму. Наружный слой эктоплазмы образует прочную эластичную пелликулу. Она слагается из наружной двойной мембраны, внутренней двойной мембраны и просвета между ними. Снаружи пелликула часто бывает скульптурирована, образуя закономерно расположенные утолщения. Снаружи тело инфузории покрыто ресничками, которые в эктоплазме берут начало от базальных телец. Число ресничек может быть очень велико 10-15 тыс. Специализация локомоторного аппарата идет в двух направлениях. Во-первых, реснички концентрируются на определенных участках тела. Во-вторых, отдельные реснички могут сливаться, сохраняя свою индивидуальность, в более крупные и соответственно более мощно работающие комплексы. Если соединяются реснички, расположенные в один или большее число рядов, - мерцательная перепонка. Такие структуры в зависимости от длины - мембранелл или мембран. Если соединяются рядом расположенные реснички в виде кисточки - цирри. Особенно сложный ресничный аппарат дифференцируется обычно в области ротового отверстия, где он приобретает новую функцию — направления пиши к ротовому отверстию. У некоторых инфузорий в эктоплазме располагаются сократительные волоконца, благодаря чему они способны к резкому сокращению. В эктоплазме залегают особые защитные приспособления трихоцисты короткие палочки, контактирующие с наружным слое пелликулы при посредстве особого выроста в расположенные перпендикулярно поверхности тела. При раздражении животного трихоцисты выстреливают наружу, превращаясь в длинную упругую нить. Нити вонзаются в тело врага или добычи и, вносят в него ядовитое вещество, оказывающее сильное парализующее действие на пораженных животных. Ротовое отверстие присутствует у всех инфузорий, за исключением некоторых эндопаразитических форм, поглощающих пищу всей поверхностью тела. Исходное и наиболее примитивная форма ротового аппарата - терминальное расположение на переднем конце, при правильном продольном расположении рядов ресниц и отсутствии специально дифференцированных ресничек, связанных с ротовым аппаратом. У более специализированных форм происходит смещение ротового аппарата на одну (брюшную) сторону тела. Часто при этом образуется более или менее глубокое впячивание, на дне которого и открывается ротовое отверстие, ведущее в глотку и далее в эндоплазму. Строение ротового аппарата у многих инфузорий различно, что связано с характером пиши. Многие инфузории питаются бактериями и другими мелкими органическими частицами. У них ротовое отверстие постоянно открыто, и непрерывно работающая околоротовая цилиатура загоняет в рот пищу, поступающую далее в глотку. У других инфузорий ротовое отверстие открывается только в момент захвата пищи. У хищных видов глотка часто окружена особым так называемым палочковым аппаратом, слагающимся из прочных эластичных палочек. Они составляют опору глотки при прохождении через нее иногда весьма объемистой пищи. На дне глотки в эндоплазме образуются капельки жидкости — пищеварительная вакуоль. Оставшиеся внутри вакуоли непереваренные остатки пищи выталкиваются наружу через находящееся обычно неподалеку от заднего конца тела отверстие порошицу.. Первые стадии пищеварения протекают при кислой, последующие при щелочной реакции. Интенсивность питания и пищеварения в большой степени зависит от температуры и других факторов среды. В эндоплазме часть усвоенной пищи откладывается в форме различных резервных веществ, среди которых особенное значение имеет гликоген. У громадного большинства инфузорий на границе между экто- и эндоплазмой имеются сократительные вакуоли - периодически пульсирующий пузырек. Но у многих инфузорий строение сократительных вакуолей усложняется. У инфузории туфельки, они состоят из собственно вакуоли и расположенных венчиком 5—7 приводящих каналов. Резервуар сообщающийся с окружающей средой. Основная функция сократительной вакуоли—осморегуляция. Основным путем выделения продуктов обмена веществ служит пелликула, через которую они удаляются путем диффузии. Многие инфузории способны жить при различных парциальных давлениях кислорода. Многие инфузории имеют специальные неподвижные осязательные реснички. В эндоплазме инфузорий лежит ядерный аппарат. Крупный макронуклеус богат хроматином (ДНК), у многих инфузорий он разнообразной формы, чаще шаровидной, яйцевидной, иногда лентовидной, четко видной. Количество ДНК нередко сотни и даже тысячи раз. Богатство макронуклеусов ДНК, зависит от того, что все или часть хромосом микронуклеуса при развитии из него макронуклеуса после конъюгации претерпевает многократное удвоение (репликацию). Благодаря этому вегетативное ядро становится по всем или по части хромосом высоко полиплоидным. Макронуклеус — ядро вегетативное. В нем происходит транскрипция — синтез на матрицах ДНК информационной и других форм РНК, которые уходят в цитоплазму, где на рибосомах осуществляется синтез белка. Микронуклеус не осуществляет вегетативных функций. В нем не происходит транскрипции (синтеза РНК), но хромосомы способны к удвоению (репликации), что бывает перед каждым делением (митозом). Микронуклеус служит своеобразным «депо» наследственной информации, передаваемой из поколения в поколение. Размножение. Инфузориям свойственно бесполое размножение, осуществляемое путем поперечного деления, чаще всего в свободноподвижном состоянии. Размножение сопровождается делением обоих ядер. Микронуклеус делится митотически. Деление макронуклеуса, как амитоз, так же как митоз, характеризуется удвоением ДНК. Перед началом деления в макронуклеусе формируются хромосомы, и происходит их удвоение. Но деления ядра при этом не происходит. Удвоение числа хромосом без деления называется эндомитозом. После его завершения начинается процесс деления инфузории. Хромосомы в макронуклеусе перестают быть видимыми, и макронуклеус вытягивается и перешнуровывается. При этом ранее удвоившиеся наборы хромосом распределяются между дочерними ядрами. У других инфузорий при делении макронуклеусов эндомитозы не обнаружены, у них также делению ядра предшествует репликация ДНК. Во время деления инфузории происходит реорганизация большинства цитоплазматических органоидов. Обычно у дочерних особей заново возникают ротовые аппараты, происходит образование новых ресничек. У многих инфузорий бесполому размножению предшествуют инцистирование, и деление происходит внутри цисты. Инфузории в цистах размножения делятся обычно не на 2, а на 4 или большее число особей. Из цист выходят инфузории. Развивается вновь органоиды захвата пищи. Инфузория энергично питается и растёт, а затем опять инцистируется и размножается. Темп бесполого размножения зависит от условий среды. Бесполое размножение повторяется много раз подряд, но время от времени в жизненном цикле инфузорий происходит половой процесс, который носит характер конъюгации. Полного слияния конъюгирующих особей не происходит, поэтому их нельзя приравнять к гаметам прочих простейших. Во время конъюгации инфузории сходятся попарно и чаще всего прикладываются друг к другу брюшной стороной. У некоторых видов на месте соприкосновения пелликула обеих особей растворяются, и между конъюгантами образуется более или менее широкий соединительный цитоплазматический мостик. У других видов во время конъюгации целостность пелликулы не нарушается. Существенные изменения во время конъюгации претерпевает ядерный аппарат. Макронуклеус конъюгантов распадается на части и постепенно макронуклеус, которого происходит редукция числа хромосом, и диплоидный комплекс их превращается в гаплоидный, далее три из четырех ядер разрушаются и резорбируются в цитоплазме, а четвертое снова делится. В результате каждый конъюгации обладает двумя ядрами, произошедшими из микронуклеуса. Это половые ядра пронуклеусы. Одно из них (мигрирующее, или мужское) покидает конъюгант и переходит в соседнюю особь, где и сливается с единственным оставшимся в нем стационарным (женским) ядром; то же происходит и в другом конъюганте. Оба половых ядра (стационарное и мигрирующее) сливаются, и таким образом восстанавливается диплоидный комплекс хромосом. У некоторых инфузорий на мигрирующем ядре появляется на одном конце острый носик, на другом — хвостообразный вырост и оно по строению становится похожим на живчик, лишний раз, подтверждая мужскую природу мигрирующего ядра. Так, к концу конъюгации каждый конъюгант имеет по одному ядру двойственного происхождения, или синкарион. Примерно в зто время инфузории отделяются друг от друга. У разошедшихся конъюгантов (которые теперь называются эксконъюгантами) происходит процесс реконструкции нормального ядерного аппарата. Сущность его сводится к тому, что синкарион митотически делится один, два или три раза и часть ядер — продуктов деления — становится микронуклеусами, другая часть преобразуется в макронуклеусы. Процесс преобразования продуктов деления синкариона в макронуклеусы выражается, прежде всего, в повышении содержания ДНК, в основе которого лежит многократная репликация макромолекул. В развивающемся макронуклеусе появляются многочисленные ядрышки, которые в микронуклеусах и синкарионе отсутствуют. После завершения реконструкции ядерного аппарата инфузории вновь приступают к бесполому размножению. Кроме конъюгации у инфузорий существуют и другие формы реорганизации ядерного аппарата, связанные с резорбцией старого и образованного макронуклеуса. Одна из них, наблюдаемая довольно часто и имеются место у широко встречающегося вида инфузорий туфелек — автогамия. При автогамии не происходит временного объединения двух особей, и все процессы протекают в пределах одной особи. Автогамия — это процесс самооплодотворения, когда сливаются вновь только что разделившихся два сестринских ядра. Инфузории способствуют перевариванию клетчатки пищи жвачных. Они, попадая из рубца с пищей в сычуг и кишечник, становится белковой пищей скота. Питание инфузорий бактериями позволяет считать их санитарами водоёмов. Одна инфузория за 1 ч может поглотить тысячи бактерий.