Каталог файлов

Биология

Тема 1-2

Бесполое размножение организмов. Половое размножение организмов.

Цель: показать размножение, как универсальное свойство живых организмов. Дать представление учащимся о бесполом размножении и его формах; сформулировать понятие о половом процессе размножения, а так же о его формах. Показать строение половых клеток.

      Бесполое размножение осуществляется за счет отдельных не­половых клеток: путем их деления надвое, множественного де­ления, почкования и др. способами.

      При делении клетки надвое  образуются две дочерние, каждая из которых вдвое меньше материнской. Органеллы ма­теринской клетки при этом более или менее равномерно распре­деляются между дочерними. Если же определенная органелла на­ходится в материнской клетке в единственном числе, то она по­падает в одну из дочерних клеток, а в другой формируется зано­во (напр., длинный жгутик у эвглены зеленой). Дочерние клет­ки, образовавшиеся путем деления, питаются, растут и, достиг­нув определенных размеров, сами начинают размножаться.

      При множественном делении сначала многократно делится ядро материнской клетки, которая становится многоядерной. За­тем делится цитоплазма и образуется определенное количество дочерних клеток. Такая форма бесполого размножения присуща, например, паразиту крови человека - малярийному плазмодию.

      Спорообразование известно у многих эукариот: грибов, водо­рослей, мхов, хвощей, плаунов, папоротников. Споры этих орга­низмов представляют собой отдельные специализированные клетки, окруженные, как правило, защитными оболочками, бла­годаря которым они могут сохранять жизнеспособность в тече­ние нескольких лет (иногда - десятков лет). Споры служат для размножения и расселения организмов. Они преимущественно распространяются пассивно. Однако некоторые споры имеют органеллы движения и способны активно передвигаться. Это так называемые зооспоры, характерные для определенных видов во­дорослей и грибов. Зооспоры не имеют плотной оболоч­ки и поэтому продолжительность их жизни незначительна.

      У некоторых паразитических простейших (напр., споровиков) и определенных групп бактерий споры не являются формой бес­полого размножения, а служат для переживания неблагоприят­ного периода или распространения (напр., для заражения новых хозяев). Для таких спор часто характерна высокая устойчивость к неблагоприятным факторам окружающей среды.

      Вегетативное размножение, в отличие от бесполого, осуществ­ляется многоклеточными частями, отделяющимися от материнского организма, например у многоклеточных водорослей, гри­бов и лишайников.

     Высшие растения могут размножаться вегетативными органа­ми или же их частями (корневищами, клубнями, луковицами, клубнелуковицами, почками, которые отделяются от материнс­кого организма, усами и др.).

     Способы вегетативного размножения животных также разно­образны: почкование, упорядоченное или неупорядоченное деле­ние организма и др.

     При неупорядоченном делении количество и размеры частей, на которые распадается организм, непостоянны. Этот вид веге­тативного размножения известен среди беспозвоночных живот­ных (губки, кишечнополостные, плоские и кольчатые черви, иг­локожие).

      При упорядоченном делении количество и размеры образовав­шихся фрагментов более или менее постоянны (морские звезды, некоторые медузы и полипы кишечнополостных и др.)

      Распространенным способом вегетативного размножения жи­вотных является почкование. В результате этого процесса от ма­теринской особи отделяется одно или несколько многоклеточных образований — почек, развивающихся со временем в самостоятель­ные организмы (напр., гидра, некоторые кольчатые черви). Если же почки остаются связанными с материнским организ­мом, то возникают колонии (напр., губки, коралловые полипы).

      Особым способом вегетативного размножения является полиэмбриония. Полиэмбриония (от греч. полис - многочисленный и эмбрион - зародыш) - процесс развития нескольких зародышей из одной оплодотворенной яйцеклетки. Как случайное явление, она достаточно распространена среди различных групп живот­ных (ресничные и кольчатые черви, иногда - у членистоногих, рыб, птиц, млекопитающих животных). Как постоянное явление, полиэмбриония встречается у некоторых насекомых (напр., на­ездников) и млекопитающих животных (броненосцев). Известна полиэмбриония и у растений, при этом у них из одного семени развивается несколько зародышей (напр., тюльпаны, лилии, кув­шинки, земляника). У человека благодаря полиэмбрионии рож­даются однояйцовые близнецы — организмы, обладающие иден­тичной наследственной информацией.

      Партеногенез (от греч. партенос — девушка и генезис - проис­хождение) - развитие нового организма из неоплодотворенной яй­цеклетки. Как и при полиэмбрионии, при партеногенезе дочер­ние организмы имеют одинаковый с материнским наследствен­ный материал. У одних организмов партеногенез является един­ственным способом размножения (некоторые насекомые - палоч­ники, дыбки), у других - чередуется с иными способами размно­жения. Например, у ящериц существуют раздельнополые и партеногенетические популяции, а у тлей и дафний в жизненном цикле закономерно чередуются поколения, размножающиеся половым путем и партеногенетически.

      Партеногенез по своим особенностям занимает промежуточное положение между бесполым и половым размножением. С одной стороны, новый организм развивается из специализированной половой клетки - яйцеклетки, с другой - развитию дочерней осо­би не предшествует оплодотворение.

Половой процесс и его формы.

    Половой процесс - соединение в одной клетке генетического материала двух различных особей. Он может осуществляться в формах конъюгации или копуляции.

    Конъюгация (от лат. конъюгатио - соединение) - общее назва­ние нескольких форм полового процесса, известных у некоторых групп организмов.

    У бактерий при конъюгации две клетки временно контакти­руют между собой и через цитоплазматический мостик обмени­ваются фрагментами своих молекул ДНК. У некоторых зеленых, диатомовых водорослей и грибов при конъюгации происходит слияние двух подобных безжгутиковых клеток. Через образовавшиеся временные цитоплазматические мостики содер­жимое одной клетки (условно называемой мужской) переходит в другую (женскую). В результате слияния образуется зигота, ко­торая после некоторого периода покоя делится.

    У одноклеточных животных - инфузорий - в процессе конъю­гации происходит обмен ядрами: через цитоплазматические мо­стики мигрирующие ядра (мужские) каждой из двух клеток пе­реходят в другую и там сливаются со стационарными (женски­ми). После обмена ядрами клетки расходятся и путем несколь­ких делений у каждой из них восстанавливается нормальный ядерный набор (образуются вегетативные и генеративные ядра).

    Биологическое значение конъюгации заключается в обмене на­следственным материалом между особями. Это способствует из­менчивости, что повышает устойчивость популяций организмов к изменяющимся условиям окружающей среды.

     Копуляция (от лат. копулятио - соединение) — слияние двух половых клеток (гамет). При этом половые клетки могут быть одинаковыми (напр., у хламидомонады) или же отличаться по форме» размерам и особенностям строения (высшие растения, хор­довые животные и т.д.).

     Половые клетки осуществ­ляют функцию передачи наследственной информации от особей ро­дительского поколения потомкам. По сравнению с неполовыми (соматическими) клетками они имеют половинный (как правило, гаплоидный) набор хромосом. Поэтому при слиянии половых кле­ток в оплодотворенной яйцеклетке (зиготе) восстанавливается ти­пичный для организмов данного вида набор хромосом.

     Женские половые клетки - яйцеклетки - отличаются от мужс­ких большими размерами, поскольку, как правило, содержат за­пас питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Яйцеклетки могут быть окружены несколькими различными обо­лочками. Например, у птиц яйцеклетка дополнительно покрыта толстой белочной оболочкой, двумя тонкими подскорлуповыми, твердой известковой скорлупой и тонкой наружной кутикулярной. Эти оболочки выполняют защитную функцию, а белоч­ная служит также источником воды (иногда - питательных ве­ществ) для развивающегося зародыша.

     Мужские половые клетки - сперматозоиды - по размерам мень­ше яйцеклеток. Их длина от 10 до 800 мкм, но в некоторых случа­ях может достигать 8 000 мкм (ракушковые раки). Сперматозои­ды часто снабжены жгутиком (хвостом) и способны к активному движению. Сперматозоиды со жгутиками характерны для различ­ных групп организмов (зеленые водоросли, высшие споровые рас­тения, хордовые животные и др.)

    Рассмотрим строение сперматозоида млекопитающих . Он состоит из головки, в которой содержится ядро, шейки и хвос­та. На переднем конце головки находится особая органелла - акросома, формирующаяся за счет элементов комплекса Гольджи, обеспечивающая проникновение сперматозоида в яйцеклетку (вы­деляет ферменты, растворяющие ее оболочку) и переход яйцеклет­ки от состояния покоя к периоду развития. После короткой шей­ки расположен промежуточный отдел, в котором содержатся центприоли, окруженные митохондриями и обеспечивающие энер­гией работу хвоста.

      Сперматозоиды грибов, некоторых высших (большинство го­лосеменных, покрытосеменные) и низших (красные водоросли) растений, а также некоторых групп животных (аскариды, реч­ные раки) жгутика не имеют.

Тестовые задания (выполнить в тетради):

1.Назовите способ размножения, для которого характерно следующее: он является источником огромной внутривидовой изменчивости, благодаря чему создаются предпосылки для эволюции вида.

А. бесполое размножение Б. половое размножение

2. Как называется явление, при котором мужские и женские половые клетки развиваются на одном организме?

А. гермафродитизм Б. гаметогенез В. гетерогаметность Г. партеногенез

3. Укажите организмы, для которых характерно почкование как форма размножения.

А. амебы, жгутиковые Б. дрожжевые грибы, сосущие инфузории

В. плоские и кольчатые черви Г. пчелы, тли, дафнии

4. В результате какого процесса в клетках вдвое уменьшается набор хромосом

А. мейоза Б. митоза  В. оплодотворения

5. Конъюгация хромосом – это сближение двух гомологичных хромосом в процессе

А. митоза Б. мейоза В. оплодотворения

6. Фаза деления клетки, в которой возможна спирализация, укорочение и утолщение хромосом -это

А. анафаза Б. профаза В. метафаза  Г. телофаза

7. Сколько молекул ДНК находится в каждой хромосоме во время анафазы митоза?

А. 1   Б. 2   В. 3   Г. 4

8. Когда определяется пол человека?

А. при образовании половых клеток

Б. при образовании у плода половых органов

В. при слиянии половых клеток и образовании зиготы

Г. при рождении ребенка

9. В сельскохозяйственной практике часто используют вегетативный способ размножения растений, чтобы:

А. добиться наибольшего сходства потомства с родительским организмом

Б. добиться наибольшего различия между потомством и исходными формами

В. повысить устойчивость растений к вредителям

Г. повысить устойчивость растений к болезням

10. Дочерний организм в большей степени отличается от родительских организмов при размножении:

А. вегетативном Б. при помощи спор В. половом Г. почкованием

11. Хроматидами называются

А. перетяжки в хромосомах, к которым прикрепляются нити веретена деления.

Б. половинки хромосом, которые расходятся во время митоза.

В. слившиеся гомологичные хромосомы при мейозе.

Г. деспирализованные, невидимые в микроскоп хромосомы.

12. Кроссинговер – обмен генетической информацией между гомологичными хромосомами, характерен для процесса

А. профазы первого деления мейоз  Б. профазы второго деления мейоза

В. митоза Г. метафазы первого деления мейоза

13. Одна из хромосом делящейся диплоидной клетки женщины имеет определенный размер, окраску и характерный для этой хромосомы набор генов. Сколько еще похожих на нее по этим признакам хромосом находится в этой же клетке?

А. 1  Б. 2   В. 4     Г. ни одной

14. Назовите вид гаметогенеза, во время которого из одной диплоидной клетки в результате мейоза образуется 4 полноценные гаплоидные гаметы.

А. гаметогенез Б. овогенез

15. Назовите стадию сперматогенеза, во время которой происходит увеличение числа диплоидных клеток путем митоза.

А. стадия созревания Б. стадия размножения В. стадия формирования   Г. стадия роста

16. Сколько полноценных яйцеклеток образуется из каждой диплоидной клетки в ходе овогенеза?

А. 1       Б. 2         В. 3       Г. 4

         Домашнее задание: выучить §1,2, ответить на вопросы