Гермафродитизм – наличие у особи половых желез обоих типов. У человека большую роль играет одежда, макияж, парфюм и пр. Фенотип. Примеры определения пола факторами среды. Истинный синхронный гермафродитизм у дождевого червя. У большинства животных пол определяется генетически. Гормональный и гаметный пол. У человека и других млекопитающих гомогаметный пол – женский. Примеры бесполого размножения. Самцы окрашены неярко.
«Механизмы генетического определения пола» - Наследование признаков. Определение пола у пчел. Половые хромосомы. Определение пола у птиц. У пчел и муравьев нет половых хромосом. Определение пола у человека. Генетика пола. Заболевания. Хромосомное определение пола. Гемофилия. Мужской пол. Рождение больной девочки. Хромосомы. Женский пол. Носительница гена гемофилии.
«Хромосомы» - Делеция. Хромосомы типа ламповых щеток. Структура и функции хромосом. Потеря внутреннего участка. Виды хромосом. Центромера. Нарушения структуры хромосом. Pаскладка хромосом. Инверсии. Политенные хромоосмы. Все хромосомы человека. Хроматида. Гомологичные хромосомы. Транслокация. Дупликации. Диплоидный набор хромосом у растений. Значение центромеры. Кариотип. Гигантские хромосомы. Кариотип домашней кошки.
«Прикладная генетика» - Живут на 30% дольше. Биотехнологические методы должны развиваться, НО требуется четкая регламентация! Использование генетически модифицированных бактерий. Сложность: азотфиксация контролируется 15 разными генами. Животные и этика. Банки информации. 4) Непосредственное введение ДНК, стимулируемое кальцием или электрическим током. 5800 маркеров: диабет, гипогликемия, мышечная дистрофия. Преимущества и риск использования ГМО.
«Определение генетики пола» - Курицы и петухи. Диплоидный набор хромосом. Классическая гемофилия. Х-хромосома человека. Генетика пола. Красный цвет глаз. Реципрокное скрещивание. Кареглазая женщина. Гены, локализованные в Y-хромосоме. Хромосомы. Зигота. Аутосомы. Ген, отвечающий за окраску оперения. Черная окраска у кошек. Мать является носительницей гена гемофилии. Курицы черные. Гемизиготные гены. Определение пола. Пол у дрозофилы.
«Методы генетического анализа» - Родители. Грегор Иоганн Мендель. Кариотип. Литература. Кариотипы человека и гуппи. Законы Менделя. Алгоритм генетического анализа. Фенотип. Генетические задачи. Основной принцип генетического анализа. Анализ первого поколения. Признак определяется минимум 5 генами. Кирпичников Валентин Сергеевич. Окрас. Необходимо выбирать гомозиготных по исследуемым признакам родителей. Жизнь. Анализ второго поколения.
Учитель: Здравствуйте, дорогие ребята.
Учитель : Сегодня у нас новая тема, а какая вы мне подскажите сами.
Живая природа разнообразна. Но ничто не вечно. Каждую секунду на Земле гибнет астрономическое количество живых существ. Каковы причины этих трагедий?
Ответы учащихся :
Вопрос: Благодаря какому универсальному свойству организмов
жизнь на Земле продолжается?
- Учитель: Верно, благодаря размножению. Размножение организмов – основное свойство живого.
Учитель : вы знаете, что существуют два типа размножения. Какие?
(ответы учащихся).
Значит, тема нашего урока звучит «Бесполое размножение и его формы»
Жизнь на Земле зародилась миллионы лет назад. В процессе эволюции одни организмы сменялись другими. Почему те организмы, которые жили в далекие времена, похожи на ныне живущие организмы? Каков механизм передачи наследственной информации от предков к потомству?
Учитель: Сегодня мы вспомним об особенностях и способах бесполого размножения.
Учитель: Как вы думаете, чем характеризуется бесполое размножение?
Характеризуется тем, что новая особь развивается не из половых, а из соматических клеток, тем самым обеспечивается однородность потомства.
Учитель: Итак, размножение-это ….
Благодаря этому уникальному свойству всех живых организмов жизнь на нашей планете существует и продолжается. Это единственный путь к бессмертию, именно в размножении заключается смысл жизни любого живого организма. Про этот процесс еще говорят « Это процесс, с помощью которого Жизнь умудряется обвести вокруг пальца Время»
Учитель: Что лежит в основе размножения? (деление клетки)
Учитель: Какое размножение называют бесполым?
Принимает участие одна особь
Без участия половых клеток
В основе митоз
Дочерние организмы – копия материнского
Преимущество - быстрое увеличение численности
Недостаток? - не обеспечивает выживания в непостоянной среде.
Учитель: Какие формы бесполого размножения вы знаете?(ответы учащихся)
Деление клетки, спорообразование, вегетативный, почкование, фрагментация
Учитель : Итак, составим схему вы в тетрадях, а у меня на доске.
Бесполое размножение широко распространено в природе, наиболее распространено оно у одноклеточных, но часто встречается и у многоклеточных. Для бесполого размножения характерны следующие особенности:
При бесполом размножении принимает участие только одна особь;
Осуществляется без участия половых клеток;
В основе размножения лежит митоз;
Дочерние организмы возникающий из материнского, являются точной его копией. Потомки идентичны и являются точными генетическими копиями материнской особями.
Преимущество – быстрое увеличение численности.
Партеногенез - единственная форма размножения из половой клетки «яйцеклетки», без оплодотворение, (делаются записи в тетради).
Гермафродитизм – наличие у одной особи признаком мужского и женского пола. В переводе «Мифическое обоеполое существо», от имён греческих богов «Гермес и Афродита».
Учитель: Дадим краткую характеристику каждого способа размножения. Давая характеристику каждому способу, вы заполняете таблицу у себя.
Деление – способ бесполого размножения , при котором материнская особь делится на две и более дочерние клетки. Этот способ характерен для одноклеточных организмов.
Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты)
б) митотическое бинарное деление(простейшие, одноклеточные водоросли)
в) множественное деление, или шизогонию (малярийный
плазмодий, трипаносомы).
Почкование – способ бесполого размножения , при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи
Фрагментация - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации. Если мы нечаянно разделим медузу или червя, то, что произойдет? Правильно восстановление частей тела утраченных. И называется это- регенерация.
Можем резать гидру смело
Восстановит свое тело
Это не сенсация
А регенерация.
Спорообразование или споруляция – размножение посредством спор. Споры – специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах спорангиях. (мхи, лишайники, грибы) У высших растений образованию спор, предшествуют мейоз. (хвощи, плауны, папоротники)
Для 10 класса информация :
Полиэмбриония – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион.
Этот способ размножения происходит во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцовые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола.
|
Способы бесполого размножения |
Особенности бесполого размножения |
Организмы |
|
1. Митотическое деление клетки |
Происходит митотическое деление ядра, затем деление цитоплазмы. При этом дочерние клетки получают равное количество наследственной информации. Органоиды обычно распределяются в дочерних клетках равномерно. После деления дочерние особи растут и достигнув величины материнского организма, вновь делятся. |
Амебы, жгутиковые простейшие, водоросли, и другие. |
|
2.Спорообразование |
Осуществляется по средствам спор – специализированных клеток, грибов и растений. Если споры имеют жгутик и подвижны, то их называют зооспорами (хламидомонада). Спора состоит из клетки покрытой оболочкой, защищающей от неблагоприятных условий внешней среды. |
Споровики, простейшие, одноклеточные водоросли, мхи, папоротники, грибы, лишайники. |
|
3. Почкование. |
На материнской особи происходит образование выроста – почки (содержащей дочернее ядро), из которого развивается, новая особь. Почка растёт, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от неё. |
Бактерии, дрожжевые грибы, гидра, губки, сосущие инфузории. |
|
4. Вегетативное размножение. |
Характерно для многих групп растений. Новая особь развивается либо из части материнской, либо из особых структур (луковица, клубень, отводки, отростки, деление куста). У многоклеточных животных новый организм образуется из группы клеток, отделяющейся от материнского организма (губки кишечнополостные). |
Герань, традесканция, бегония, узамбарская фиалка, сансевьера, аспидистра, луковичное растение. |
Учитель: Как мы увидели из предыдущих примеров процесс бесполого размножения возможен не только у растений, но и у животных. Такое размножение встречается редко (из-за высокой специализации клеток), но встречается у губок, плоских и некоторых кольчатых червей.
Учитель: Еще один способ бесполого размножения, который мы с вами не рассмотрели - это вегетативный. Вегетативное - что это такое?
Вегетативное размножение широко распространено среди растений. Мы часто видим заросли папоротника, ивы, ландыша, крапивы и других растений. Новые особи образуются из надземных или подземных частей материнского организма. Подобным образом размножаются и многие культурные растения. Способов вегетативного размножения много, с некоторыми из них вы сегодня познакомитесь, и, надеюсь, в будущем будете использовать их у себя в огороде, в саду, или дома.
Учитель: Процесс размножения неразрывно связан со свойствами живых организмов: наследственностью, изменчивостью, дискретностью.
Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.
Изменчивость – всеобщее свойство живых организмов приобретать отличия от особей, как других видов, так и своего вида.
Процесс размножения исключительно сложен и связан не только с передачей генетической информации от родителей к потомству, но и анатомическими и физиологическими свойствами организмов, их поведением, гормональным контролем.
В основе размножения и индивидуального развития организма лежит деление клетки. Клетка не только единица строения, но и единица размножения, и единица развития, клетка – генетическая единица живого.
Учитель: Сегодня мы с вами рассмотрели бесполое размножение - его преимущества и недостатки. Так же мы знаем преимущества полового размножения. Но у меня возник вопрос при подготовке к уроку.
Вопрос:
Какая форма бесполого размножения характерна для мхов и папоротников?
Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для гидры, дрожжей?
Какая форма бесполого размножения характерна для планарии, некоторых кольчатых червей?
Верно ли суждение: Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов?
Верно ли суждение: при бесполом размножение все дочерние особи являются точной копией материнской?
А1. При бесполом размножении:
Родитель только один
Родителей двое
Один и тот же организм выполняет роль обоих родителей
Родителей совсем нет
А2. Бесполое размножение происходит:
С участием половых клеток
Без участия половых клеток
Только с помощью спор
Только путем почкования
А 3. В результате размножения изменяются
Размеры организма
Численность организма
Масса организма
Форма организма
А4. Тюльпаны размножаются
Клубнями
Луковицами
Черенками
Отводками
Верны ли утверждения. (Работает весь класс одновременно: да – зелёный цвет, нет – красный)
Спорообразование характерно для гидры. -
Зелёная эвглена размножается путём деления клетки. +
При бесполом размножении участвует одна особь. +
Гермафродит - обоеполый организм. +
Мхи и папоротники размножаются почкованием. -
При бесполом размножении потомство генетически сильно отличается от родительских организмов. –
Для простейших характерно деление пополам. +
Размножение – это процесс воспроизведения себе подобных. +
Гидра размножается почкованием. +
Виноград, смородина, крыжовник, ива размножаются черенками. +
В бесполом размножении участвуют одна особь. +
Размножение - это способность всех организмов воспроизводить себе подобных, что обеспечивает непрерывность и приемлемость жизни. Основные способы размножения представлены:
В основе бесполого размножения лежит деление клеток путем митоза, при котором из каждой материнской клетки (организма) создаются две равноценные дочерние клетки (два организма). Биологическая роль бесполого размножения заключается в возникновении организмов, идентичных родительским по содержанию наследственного материала, а также анатомическим и физиологическим свойствам (биологические копии).
Различают следующие способы бесполого размножения : деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, спорообразование, вегетативное размножение.
Деление - способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус - амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация (4) - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
Спорообразование (6) - размножение посредством спор. Споры - специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах - спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Клонирование - комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон - совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий - простое деление).
При половом размножении у прокариот две клетки обмениваются наследственной информацией в результате перехода молекулы ДНК из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику.
Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки - гаметы . Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы - клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением . Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.
В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения : изогамию, гетерогамию и овогамию.
Изогамия (1) - форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.
Гетерогамия (2) - форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские - крупнее мужских и менее подвижны.
Овогамия (3) - форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками , мужские гаметы, если имеют жгутики, - сперматозоидами , если не имеют, - спермиями .
Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.
У эукариот половой процесс связан с образованием половых клеток - ГАМЕТ . Мужскими гаметами являются сперматозоиды, женскими - яйцеклетки. Новый организм возникает в результате оплодотворения, СЛИЯНИЯ ЯДЕР ЯЙЦЕКЛЕТКИ И СПЕРМАТОЗОИДА . Образуется ЗИГОТА .
Очевидно, что гаметы должны иметь в два раза меньшее число хромосом, чем соматические клетки, так как в противном случае число хромосом в каждом последующем поколении должно было бы удваиваться. Этого не происходит благодаря особому типу клеточного деления МЕЙОЗУ .
При половом размножении в популяции создается более высокая генетическая изменчивость. В результате целого ряда процессов, гены, носителями которых изначально были родители, оказываются в новой комбинации в потомках. Именно благодаря рекомбинации внутри помета обнаруживаются многочисленные генетические различия, что повышает адаптационный потенциал популяции и вида в целом.
23 .Гаметогенез (сперматогенез и овогенез).
1.1. Гаметогенез или предзародышевое развитие - процесс созревания половых клеток, или гамет. Поскольку в ходе гаметогенеза специализация яйцеклеток и спермиев происходит в разных направлениях, обычно выделяют овогенез и сперматогенез соответственно. Гаметогенез закономерно присутствует в жизненном цикле ряда простейших, водорослей, грибов, споровых и голосемянных растений, а также многоклеточных животных. В некоторых группах гаметы вторично редуцированы (сумчатые и базидиевые грибы, цветковые растения). Наиболее подробно процессы гаметогенеза изучены у многоклеточных животных.
Размножение – приспособление организмов к продолжению жизни. Размножение связано на молекулярном уровне с репликацией ДНК. Существуют половое и бесполое размножение. При бесполом размножении новый организм возникает из соматических клеток. При половом – из специальных половых клеток. Бесполое - вегетативное чаще встречается у низкоорганизованных организмов. Новые особи в точности повторяют родительскую особь (генетическое копирование родительской особи). Генетически идентичные особи у животных и человека – явление достаточно редкое. В основе полового размножения лежит механизм, направленный на предупреждение копирования генетической информации. Более эволюционно молодые организмы размножаются половым путем.
Преимущества полового размножения
1. Способность популяции к более быстрому изменению.
2. Облегчение видообразования.
3. Большое генетическое разнообразие в потомстве облегчает адаптацию к непредсказуемым условиям среды.
Зрелые половые клетки содержат гаплоидный набор хромосом. Созревающие -диплоидный. Имеют ядро, цитоплазму, клеточные органеллы. Несмотря на это, строение мужских и женских половых клеток неодинаково. Это объясняется различными функциями. Функции сперматозоида – оплодотворение (стимуляция дальнейшего развития яйцеклетки), обеспечение генетической информацией мужского организма. Все сперматозоиды имеют жгутики, подвижны, небольшого размера (50-90мкм у человека). Состоят из головки, шейки, средней части и хвостика. Головка -5мкм, шейка – 5. головка сперматозоида почти полностью занята ядром, цитоплазмы мало, она в жидкокристаллическом состоянии (защита от вредных явлений – ионизирующего излучения). Находится по периферии ядра. На конце головки – акросома с видоизмененным комплексом Гольджи. Ферменты: гиалуронидаза, муциназа. В плазматической мембране – проакрозин, который превращается в акрозин, проходя по половым путям самки (происходит отщепление ингибитора). Функция акрозина – отщепление фолликулярных клеток, отщепление блестящей оболочки.
Шейка содержит пару центриолей. Микротрубочки одной из них удлиняются, образуется основная нить хвостика. В шейке много митохондрий, расположенных по спирали.
Органеллы движения – жгутики, способны к биению только при смешивании с секретом. Предстательной железы при семяизвержении. При нарушении функций предстательной железы – мужская стерильность.
Яйцеклетка.
Функции: передает зародышу половину его будущего хромосомного набора; во время оплодотворения яйцеклетка приносит гораздо больше цитоплазмы; яйцеклетка снабжает зародыш пищевыми запасами до начала его собственного питания.
Размеры яйцеклеток много больше размеров сперматозоидов(130-150 мкм у человека). В зрелой яйцеклетке запасаются все материалы, которые обеспечивают начальные стадии развития зародыша. Если сперматозоид, созревая, старается избавиться от цитоплазмы, яйцеклетка, наоборот, стремится увеличить ее количество. Есть рибосомы, р-РНК, т-РНК, морфогенетические факторы. Многие белки синтезируются в печени, жировом теле, а затем транспортируются в яйцеклетку. Яйцеклетка имеет плазматическую мембрану. Во время оплодотворения плазматическая мембрана контролирует поступление многих ионов (например, натрия). К ней прилегает желточная оболочка (гликопротеины – специфическое прикрепление сперматозоида своего вида к соответствующей яйцеклетке), часто прозрачна, яйцеклетка окружена слоем клеток лучистого яйца – фолликулярными питающими клетками. Для оплодотворения сперматозоид должен пройти сквозь все оболочки.
Наследственный материал, приносимый яйцеклеткой и сперматозоидом по размеру одинаков.
Процесс образования яйцеклеток в яичниках овогенез, оогенез. Сперматозоиды образуются в семенниках, процесс носит название сперматогенеза. Те и другие клетки образуются по-разному, но есть некоторые общие черты.
Сперматогенез. Морфологически семенник состоит из множества семенных канальцев. Дольчатое строение. Между семенными канальцами – клетки Лейдинга (начинают работу в 12-14 лет) синтезируют тестостерон – развитие вторичных половых признаков. Семенник очень рано становится эндокринным органом, под влиянием андрогенов происходит формирование мужских половых органов. Семенной каналец имеет зоны:
Размножения,
Созревания и формирования.
Существуют одноименные периоды роста. Зона размножения в наружной части семенника. Клетки округлые, цитоплазмы много, ядро большое – сперматогонии. Они размножатся митозом, и семенник увеличивается в размерах до полового созревания, после – делятся только стволовые клетки. Запас клеток не уменьшается и семенник тоже не уменьшается. В зоне размножения 2n2c.следующая фаза – роста. Увеличивается размер ядра, цитоплазмы, идет репликация ДНК (интерфаза 1), клетки – сперматоциты первого порядка 2n4c. Эти клетки вступают в зону формирования и созревания у семенных канальцев. Мейоз состоит из 2 митотических делений, после первого деления n2c, после второго – nc.
Овогенез (яичники) . Половые железы закладываются на 2м месяце эмбрионального развития. У человека очень рано закладывается желточный мешок (функция формирования первичных половых клеток, обеспечение питательными веществами). Половые клетки (первичные) мигрируют в развивающуюся половую железу, а желточный мешок дегенерирует. В эмбриогенезе яичники не активны. Формирование женских половых клеток пассивное. Первичные половые клетки – овогонии, они делятся. Формируются овоциты первого порядка. Период деления оканчивается к 7му месяцу эмбриогенеза – 7000000 первичных клеток. 400-500 созревают в течение жизни, остальные невостребованы. Развитие яйцеклеток у человека блокируется в профазе первого мейотического деления (на стадии диплотены). С наступлением половой зрелости овоцит увеличивается в размере, растет и размер желтка. Накапливаются пигменты, происходят биохимические и морфологические изменения. Каждый овоцит окружается мелкими фолликулярными клетками, созревающими в фолликуле. Яйцеклетка, созревая, приближается к периферии. Фолликулярная жидкость окружает её на всех этапах. Фолликул разрывается. Яйцеклетка попадает в брюшную полость. Затем в воронку яйцевода. Продолжение мейоза в 2/3 яйцевода в результате контакта яйцеклетки со сперматозоидом.
При мейозе идет распределение хромосом. В результате 4 ядра. Происходит конъюгация хромосом (за счет высоко повторяющихся последовательностей ДНК в 1ген). Каждое из 4х ядер при гаметогенезе получает только 1 хроматиду из пары. В результате мейоза при сперматогенезе из каждого спермацита первого порядка получаются 4 хроматиды и формируются 4 сперматозоида. Из одного овоцита первого порядка образуются 2 ядра с гаплоидным набором хромосом. Одно из них, с большим количеством цитоплазмы (т.к. при цитокинезе разделение идет неравномерно) и другое – редукционное (направляющее) тельце. При последующем делении образуются яйцеклетка и направляющее тельце. При овогенезе из каждого овоцита формируется 1 яйцеклетка и 3 направляющих тельца, которые дегенерируют и исчезают. В яйцеклетке есть все необходимые запасы питательных веществ.
Мейоз – способ распределения хромосом, генов, обеспечивающий их независимую и случайную рекомбинацию. При овогенезе служит для перераспределения цитоплазмы между клетками. Кроссинговер – способ, осуществляющий сближение и перераспределение генов отдельных гомологичных хромосом.
Фазы мейоза
Мейоз состоит из 2 последовательных делений с короткой интерфазой между ними.
· Профаза I - профаза первого деления очень сложная и состоит из 5 стадий:
· Лептотена или лептонема - упаковка хромосом, конденсация ДНК с образованием хромосом в виде тонких нитей (хромосомы укорачиваются).
· Зиготена или зигонема - происходит конъюгация - соединение гомологичных хромосом с образованием структур, состоящих из двух соединённых хромосом, называемых тетрадами или бивалентами и их дальнейшая компактизация.
· Пахитена или пахинема - (самая длительная стадия) - в некоторых местах гомологичные хромосомы плотно соединяются, образуя хиазмы. В них происходит кроссинговер - обмен участками между гомологичными хромосомами.
· Диплотена или диплонема - происходит частичная деконденсация хромосом, при этом часть генома может работать, происходят процессы транскрипции (образование РНК), трансляции (синтез белка); гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой. У некоторых животных в ооцитах хромосомы на этой стадии профазы мейоза приобретают характерную форму хромосом типа ламповых щёток.
· Диакинез - ДНК снова максимально конденсируется, синтетические процессы прекращаются, растворяется ядерная оболочка; центриоли расходятся к полюсам; гомологичные хромосомы остаются соединёнными между собой.
К концу Профазы I центриоли мигрируют к полюсам клетки, формируются нити веретена деления, разрушаются ядерная мембрана и ядрышки
· Метафаза I - бивалентные хромосомы выстраиваются вдоль экватора клетки.
· Анафаза I - микротрубочки сокращаются, биваленты делятся, и хромосомы расходятся к полюсам. Важно отметить, что, из-за конъюгации хромосом в зиготене, к полюсам расходятся целые хромосомы, состоящие из двух хроматид каждая, а не отдельные хроматиды, как в митозе.
· Телофаза I
Второе деление мейоза следует непосредственно за первым, без выраженной интерфазы: S-период отсутствует, поскольку перед вторым делением не происходит репликации ДНК.
· Профаза II - происходит конденсация хромосом, клеточный центр делится и продукты его деления расходятся к полюсам ядра, разрушается ядерная оболочка, образуется веретено деления, перпендикулярное первому веретену.
· Метафаза II - унивалентные хромосомы (состоящие из двух хроматид каждая) располагаются на «экваторе» (на равном расстоянии от «полюсов» ядра) в одной плоскости, образуя так называемую метафазную пластинку.
· Анафаза II - униваленты делятся и хроматиды расходятся к полюсам.
· Телофаза II - хромосомы деспирализуются и появляется ядерная оболочка.
В результате из одной диплоидной клетки образуется четыре гаплоидных клетки. В тех случаях, когда мейоз сопряжён с гаметогенезом (например, у многоклеточных животных), при развитии яйцеклеток первое и второе деления мейоза резко неравномерны. В результате формируется одна гаплоидная яйцеклетка и три так называемых редукционных тельца (абортивные дериваты первого и второго делений).
Размножение — свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Существуют два основных способа размножения — бесполое и половое.
Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах. Различают следующие способы бесполого размножения : деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро-образование, вегетативное размножение.
Деление — способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус — амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация (4) — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
| Вегетативный орган | Способ вегетативного размножения | Примеры |
|---|---|---|
| Корень | Корневые черенки | Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик |
| Корневые отпрыски | Вишня, слива, осот, бодяк, сирень | |
| Надземные части побегов | Деление кустов | Флокс, маргаритка, примула, ревень |
| Стеблевые черенки | Виноград, смородина, крыжовник | |
| Отводки | Крыжовник, виноград, черемуха | |
| Подземные части побегов | Корневище | Спаржа, бамбук, ирис, ландыш |
| Клубень | Картофель, седмичник, топинамбур | |
| Луковица | Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт | |
| Клубнелуковица | Гладиолус, крокус | |
| Лист | Листовые черенки | Бегония, глоксиния, колеус |
Спорообразование (6) — размножение посредством спор. Споры — специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах — спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Клонирование — комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон — совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление).
Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки — гаметы . Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы — клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением . Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.
В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения : изогамию, гетерогамию и овогамию.
Изогамия (1) — форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.
Гетерогамия (2) — форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские — крупнее мужских и менее подвижны.
Овогамия (3) — форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками , мужские гаметы, если имеют жгутики, — сперматозоидами , если не имеют, — спермиями .
Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.
Перейти к лекции №13 «Способы деления эукариотических клеток: митоз, мейоз, амитоз»
Перейти к лекции №15 «Половое размножение у покрытосеменных растений»
Размножение — свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Существуют два основных способа размножения — бесполое и половое.
Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах. Различают следующие способы бесполого размножения : деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро-образование, вегетативное размножение.
Деление — способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус — амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация (4) — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
| Вегетативный орган | Способ вегетативного размножения | Примеры |
|---|---|---|
| Корень | Корневые черенки | Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик |
| Корневые отпрыски | Вишня, слива, осот, бодяк, сирень | |
| Надземные части побегов | Деление кустов | Флокс, маргаритка, примула, ревень |
| Стеблевые черенки | Виноград, смородина, крыжовник | |
| Отводки | Крыжовник, виноград, черемуха | |
| Подземные части побегов | Корневище | Спаржа, бамбук, ирис, ландыш |
| Клубень | Картофель, седмичник, топинамбур | |
| Луковица | Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт | |
| Клубнелуковица | Гладиолус, крокус | |
| Лист | Листовые черенки | Бегония, глоксиния, колеус |
Спорообразование (6) — размножение посредством спор. Споры — специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах — спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Клонирование — комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон — совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление).
Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки — гаметы . Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы — клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением . Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.
В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения : изогамию, гетерогамию и овогамию.
Изогамия (1) — форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.
Гетерогамия (2) — форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские — крупнее мужских и менее подвижны.
Овогамия (3) — форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками , мужские гаметы, если имеют жгутики, — сперматозоидами , если не имеют, — спермиями .
Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.
Перейти к лекции №13 «Способы деления эукариотических клеток: митоз, мейоз, амитоз»
Перейти к лекции №15 «Половое размножение у покрытосеменных растений»