Тема: Биология пола.• Характеристика признаков, определяющих пол, его детерминация. Этапы

формирования (дифференцировки) пола у человека.• Признаки, ограниченные полом, им контролируемые и сцепленные с

половыми хромосомами.

Тема: Биоритмы.• Классификация биоритмов из биологическое значение.• Варианты хронотипов.

• На 11 – ю (с 20.04. ) и 12 – ю (c 27.04.) учебную неделю

17.04.2020 1

• Пол характеризуется совокупностью морфологических, физиологических, биохимических, поведенческих и других признаков организма.

• Половые признаки преимущественно обусловлены генетическими факторами.

• Половые признаки обеспечивают возможность полового размножения.

• Половое размножение приводит к перекомбинации генетической информации путем её обмена (конъюгация) или слияния (копуляция).

17.04.2020 2

• У кур, некоторых птиц, рыб, моллюсков женский пол гетерогаметный (ZW), а мужской – гомогаметный (ZZ).

• У некоторых круглых червей, пауков и насекомых отсутствует игрек хромосома. В этом случае генотип самки – XX, а самца –X0. У бабочек наоборот: у самки X0, а у самца – XX.

• Диплоидно-гаплоидный механизм определения пола. У пчелиной матки и рабочих пчел 32 аутосомы, а у трутней - 16.

17.04.2020 3

Формирование (дифференцировка) пола проходит в несколько этапов

1. Генетический2. Гонадный3. Гормональный4. Гаметный5. Фенотипический

6. Гражданский7. Пол воспитания8. Половое самосознание9. Половая роль в обществе

У всех животных и человека

У человека

17.04.2020 4

• 1-й этап:• Пол человека определяется

(детерминируется) в момент оплодотворения.

• Y хромосома, заставляет женский эмбрион превращаться в мужской.

• Если в клетках половых органов находятся XX хромосомы, то развитие продолжается по женскому типу и развиваются яичники.

17.04.2020 5

2 –й этап - гонадный пол

• До 7 недели развития тип гонады не определен

Есть ген SRY –будет семенник

Нет гена SRY, будет яичник

ХХХY SRY

17.04.2020 6

3 и 4 этапы: гормональный и гаметныйпол

• Гонады – железы смешанной секреции –образуют гормоны и гаметы

17.04.2020 7

Семенник выделяет:• Антимюллеровский гормон – вызывает

рассасывание мюллерова канала;• Тестостерон – превращает вольфов канал в

семявыносящие протоки• Дигидротестостерон – формирует наружные

гениталии• Нет этих гормонов – будет девочка:• Мюллеров канал даст матку и трубы, Вольфов

канал исчезнет, половой бугорок преобразуется в клитор

17.04.2020 8

• Если отсутствует вторая X или Y хромосома, то гонады не

дифференцируются. Внутренние и наружные половые органы сохраняют

женский фенотип, но остаются недоразвитыми.

17.04.2020 9

5 –й этап - фенотипический пол• Половые гормоны

влияют на все органы, формируя первичные (имеющиеся при рождении) и вторичные половые признаки (формируются в период полового созревания для привлечения партнера)

17.04.2020 10

• Самостоятельно рассмотрите вопрос о том, что или кто определяет и влияет на формирование гражданского пола, полового самоопределения и поведения.

17.04.2020 11

Различия самцов и самок называют половым диморфизмом

17.04.2020 12

Пример:

• У мужчин лучше развиты пространственные навыки,

• они схватывают ситуацию в целом;

• Женщины более внимательны к деталям

• и у них лучше развита речь

17.04.2020 13

Дифференцировка пола у млекопитающих• Ген SRY (sex region of Y-chromosome) отвечает за

производство тестис - детерминирующего фактора, который активирует работу генов, находящихся на аутосомах (SOX9 17 хромосома).

• Биохимические процессы приводят к формированию семенников и мужского фенотипа.

• На хромосоме X находится ген DAX, который кодирует белок нейтрализующий действие мужского гена.

• На X хромосоме находится ген, отвечающий за формирование на соматических клетках рецепторов к тестостерону.

• Описаны около 20 дефектов генов, которые приводят к нарушению развития внешних и внутренних половых признаков (гермафродитизм).

• Нарушение дифференцировки пола может произойти на любом этапе

17.04.2020 14

Fergusson-Smith, 2007

На этапе формирования гонад, например – гипогонадизм

(недоразвитие половых желез)

17.04.2020 16

На уровне продукции гормонов:

• Нарушение выработки гормонов может привести к нарушению формирования половых органов

17.04.2020 17

Например, адреногенитальный синдром, (врожденная гиперплазия коры

надпочечников) - ложный женский гермафродитизм

Женские половые гормоны

Гормоны коры надпочечников

Мужские гормоны

Блок синтеза кортикостероидов ведет (по принципу обратной связи) к усилению синтеза половых стероидов

17.04.2020 18

Вопрос 2. Признаки, ограниченные полом, им контролируемые и

сцепленные с половыми хромосомами.

17.04.2020 19

• Пол оказывает влияние на признаки, формирующиеся под влиянием генов, находящихся на аутосомах.

• признаки, ограниченные полом. Проявляются они только у одного пола.

• признаки, контролируемые полом или зависимые от пола. Проявляются и у мужчин и у женщин, но по-разному.

17.04.2020 20

• Помимо общих участков на половых хромосомах имеются различающиеся участки, то есть гены, которые не встречаются на противоположной хромосоме.

• Таким образом, у мужчин в половых хромосомах некоторые гены не имеют второго аллеля. Подобное состояние гена называется гемизиготным, а признаки, развитие которого обусловлено одиночным аллелем, расположенным в одной из альтернативных половых хромосом, получили название сцепленных с полом.

17.04.2020 21

• Признаки, сцепленные с X хромосомой, могут быть рецессивными и доминантными. Их насчитывается около 200.

• К рецессивным например относится гемофилия А и В, дальтонизм (неспособность различать красные и зеленые цвета), атрофия зрительного нерва.

• К доминантным признакам – рахит, не поддающийся лечению витамином Д, темная эмаль зубов.

• Голандрические признаки также определяются одним аллелем.

• Это волосатость ушей, перепонки между пальцами ног, ихтиоз (кожа имеет глубокую исчерченность и напоминает рыбью чешую), рост волос в наружных слуховых проходах и на средних фалангах пальцев.

17.04.2020 22

БИОРИТМЫ

В зависимости от длительности периода:ЦиркадианныеУльтрадианныеИнфрадианныеГодичные (сезонные)а также - месячные и недельные.

• С позиций взаимодействия организма с природными часами различают два типа ритмов:

• - адаптивные ритмы или биоритмы —колебания с периодами, близкими к основным геофизическим циклам, роль которых заключается в адаптации организма к периодическим изменениям окружающей среды;

• - физиологические ритмы.

• Установление биологических ритмов человека происходит благодаря внешним и внутренним синхронизаторам времени. Среди внешних«времязадателей» ритма для человека выделяютфизические и социальные.

• К первым относятся: свет - смена дня и ночи, суточные колебания температуры, влажности воздуха барометрического давления, ионизации воздуха и другие параметры погоды.

• К социальным водителям ритма, прежде всего, относятся распорядок производственной и бытовой деятельности, интенсивность городского шума, освещение улиц то есть циклические ритмы общественной жизни.

Внутренние времязадаватели делятся на центральные и периферические. Первые локализованными в супрахиазматическом ядре гипоталамуса и эпифизе.Периферическое звено. На молекулярном уровне циркадные часы модулируют экспрессию генов практически на всех возможных этапах. - 10% всех генов экспрессируются циркадным способом.- 20 из 49 рецепторов на ядерной мембране демонстрируют циркадный ритм экспрессии мРНК в печени, в белой и бурой жировой ткани и в мышцах. Кандидатами на синхронизацию между центральным и периферическим звеньями являются факторы транскрипции: фактор теплового шока 1 (HSF1) и фактор ответа сыворотки 1 (SRF1).

Синхронизация внутренних ритмов человека с внешними водителями ритма к 17-19 годам приводит к формированию индивидуального суточного ритма физической и умственной работоспособности.

Различают ритмичные биологические типы и аритмичные. Ритмичные в свою очередь делятся на утренний тип -«жаворонки, львы», вечерний – «совы, волки» и дневной –«голуби, медведи». Аритмики: молоспящие (высокая активность и утром и вечером - дельфины) и многоспящие(низкая активность и утром и вечером - тюлени).

Честно ответьте на вопросы.

• 1.Трудно ли вам вставать рано утром?Да, почти всегда — 3 балла;иногда — 2 балла;редко — 1 балл;крайне редко — 0 баллов.

• 2.Если бы у вас была возможность выбора, в какое время вы ложились бы спать вечером?После часа ночи — 3 балла;с 23 до 1 ч. — 2 балла;с 22 до 23 ч. — 1 балл;до 22 ч. — 0 баллов.

• 3.Какой завтрак вы предпочитаете в течение первого часа после пробуждения?Плотный — 0 баллов;менее плотный — 1 балл;можно ограничиться вареным яйцом — 2 балла;достаточно чашки чая или кофе — 3 балла.

• 4.Если вспомнить все ваши последние размолвки с домочадцами и коллегами, в какое время суток они преимущественно происходят?В первой половине дня — 1 балл;во второй половине дня — 0 баллов.

• 5.От чего вам было бы легче отказаться?От утреннего чая или кофе — 2 балла;от вечернего чая — 0 баллов.

• 6.Насколько точно вы можете отсчитать время в 1 минуту (не глядя на секундомер, можете определить этот промежуток времени)?Меньше минуты — 0 баллов;больше минуты — 2 балла.

• 7.Насколько легко вы меняете привычки, связанные с едой, во время отпуска, поездок?Очень легко — 0 баллов;легко — 1 балл;трудно — 2 балла;не меняете — 3 балла.

• 8.Если рано утром предстоят важные дела, на сколько раньше вы ложитесь спать?Более чем на 2 часа — 3 балла;на час-два — 2 балла;меньше чем на час — 1 балл;как обычно — 0 баллов.

• Сосчитайте сумму баллов. Запишите её в ответе задания

Задание на 22. 04 У дрозофилы имеются две пары альтернативных признаков: серая и желтая окраска тела, нормальная и зачаточная форма крыльев. Скрещивается гомозиготная самка с желтым телом и нормальными крыльями с гомозиготным самцом, имеющим серое тело и зачаточные крылья. Все самки получаются серыми с нормальными крыльями, а все самцы – желтыми с зачаточными крыльями. Первую пару признаков обозначьте буквой А-а, вторую – В-в.Какой признак сцеплен с полом, а какой нет?Какие признаки доминируют?Хронотип -17.04.2020 36

Задание на 28.04.Облысение, начинающееся со лба, является признаком, доминантным у мужчин и рецессивным у женщин (поэтому лысые мужчины встречаются чаще). Признак кодируется аутосомным геном. Облысевший мужчина (гетерозиготный по гену лысости) женился на женщине с нормальными волосами, мать которой была лысой.Определите возможные генотипы потомства. К какой группе признаков относиться данный вид облысения?Хронотип -17.04.2020 37

Задание на 29.04.Выше отмечалось, что у некоторых организмов, например, у птиц, гетерогаметными (ZW) являются женские особи, а мужские – гомогаметные (ZZ). У кур полосатость окраски обусловлена сцепленным с Z-хромосомой доминантным геном В, а отсутствие полосатости – его рецессивным аллелем b. Наличие гребня на голове определяется доминантным аутосомным геном С, а его отсутствие – рецессивным аллелем с. Две полосатых, имеющих гребешки птицы были скрещены и дали двух цыплят – полосатого петушка с гребешком и неполосатую курочку, не имеющую гребешка. Определить генотипы родительских особей.Хронотип -

17.04.2020 38