лекция. Лекция 4. Лекция Размножениеважнейшее свойство живых организмов
 Скачать 20.88 Kb.
|
|
Лекция 4. Размножение-важнейшее свойство живых организмов. 1. Формы бесполого размножения. Размножение – важнейшее свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, суть которого – передача генетического материала, наследственной информации своим потомкам. Существуют два основных способа размножения – бесполое и половое, при бесполом дочерние организмы наследуют признаки только одного родителя, при половом – обычно от двух родителей. Бесполое размножение широко распространено в природе. Характерны следующие особенности: в размножении принимает участие только одна особь; осуществляется без участия половых клеток; в основе размножения лежит митоз; потомки идентичны и являются точными генетическими копиями материнской особи. Преимущество — быстрое увеличение численности. 1). Бинарное деление — митотическое деление, при котором образуются две равноценные дочерние клетки (амеба); 2). Множественное деление, или шизогония. Материнская клетка распадается на большое количество более или менее одинаковых дочерних клеток (малярийный плазмодий); 3). Споруляция. Размножение посредством спор — специализированных клеток грибов и растений. Если споры имеют жгутик и подвижны, то их называют зооспорами (хламидомонада). 4). Почкование. На материнской особи происходит образование выроста — почки, из которого развивается новая особь (дрожжи, гидра). 5). Фрагментация — разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых развивается в новую особь.У растений (спирогира), и у животных (кольчатые черви). В основе фрагментации лежит свойство регенерации. 6). Вегетативное размножение. Характерно для многих групп растений. При вегетативном размножении новая особь развивается либо из части материнской, либо из особых структур (луковица, клубень и т.д.), специально предназначенных для вегетативного размножения. 7). Полиэмбриония. Размножение во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей — близнецов (однояйцевые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола. 8). Клонирование. Искусственный способ бесполого размножения. В естественных условиях не встречается. Клон — генетически идентичное потомство, полученное от одной особи в результате того или иного способа бесполого размножения. 2. Половое размножение Новый организм образуется в результате слияния половых клеток-гамет (n). Образуется зигота (2n) с уникальным набором хромосом. Половое размножение характерно для большинства живых организмов. Преимущества: каждая особь обладает уникальным генотипом, что позволяет в результате естественного отбора приспособиться к различным условиям среды. Характерны следующие особенности: в размножении обычно принимают участие две особи — мужская и женская; чаще осуществляется с помощью специализированных клеток — гамет; редукция количества хромосом и перекомбинация генетического материала в гаметах происходит в результате мейоза; потомки (за исключением однояйцевых близнецов) генетически отличны друг от друга и от родительских особей. Как правило, яйцеклетки и сперматозоиды вырабатываются у разных организмов в половых железах (гонадах) — яичниках и семенниках. Такие организмы называют раздельнополыми. Если же один и тот же организм способен продуцировать и женские, и мужские гаметы, то его называют гермафродитом (ленточные черви, сосальщики). Разновидностью полового размножения является партеногенез, девственное развитие, когда новый организм развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (дафнии, тли, трутни, тутовый шелкопряд, скальные ящерицы) После слияния гамет или слияния генетического материала в любой форме – слияния соматических клеток, слияния ядер – образуется зигота с уникальным диплоидным набором хромосом. В этом и состоит суть полового размножения – слияние генетического материала и образования потомства с уникальными сочетаниями аллелей генов. Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза у животных является мейоз (происходит гаметическая редукция наследственного материалаДочернее 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. Мейоз . Специфическое деление клеток, при котором образуются половые клетки – мейоз. Видовое постоянство числа хромосом в клетках поддерживается благодаря митозу, которому предшествует синтез ДНК и образование двух хроматид в каждой хромосоме.Уменьшение числа хромосом вдвое происходит в процессе созревания половых клеток. Оба деления, которые происходят в зоне созревания, представляют собой два деления мейоза. Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Перед первым делением мейоза в половых клетках, находящихся в зоне созревания, происходит синтез ДНК, а значит, и удвоение хромосом, т.е. образование двух хроматид. I мейотическое деление. В профазе первого деления мейоза происходит спирализация хромосом Хромосомы каждой пары, т.е. гомологичные, соединяются друг с другом по всей длине с образованием бивалентов и скручиваются. Этот процесс соединения гомологичных хромосом носит название конъюгации. Во время конъюгации между некоторыми гомологичными хромосомами происходит процесс обмена участками – генами, что означает и обмен наследственной информацией. Обмен идентичными участками гомологичных хромосом – кроссинговер. После конъюгации и кроссинговера гомологичные хромосомы отделяются друг от друга. Растворяется ядерная оболочка, исчезает ядрышко, формируется веретено деления. Когда хромосомы полностью разъединяются, заканчивается образование веретена деления, наступает метафаза мейоза и биваленты (пара хромосом) располагаются в плоскости экватора. К каждой из хромосом прикрепляются нити веретена деления. Затем наступает анафаза мейоза, и к полюсам клетки отходят не половинки каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Следовательно, в дочернюю клетку попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом. В телофазу образуется две клетки с уменьшенным гаплоидным набором хромосом. В результате I мейотического деления наблюдается уменьшение вдвое числа хромосом в клетке, образование гаплоидных предшественников гамет, но их хромосомы состоят из двух хроматид, т.е. имеют удвоенное количество ДНК. II мейотическое деление. Вслед за первым делением наступает второе деление мейоза, причем этому делению не предшествует синтез ДНК Ведь еще при первом делении мейоза к полюсам дочерних клеток разошлись целые хромосомы, каждая из которых имеет по две хроматиды. После короткой профазы хромосомы (иногда профаза отсутствует), состоящие из двух хроматид, в метафазе второго деления располагаются в плоскости экватора и прикрепляются к нитям веретена. Процесс идёт сразу в двух дочерних клетках. В анафазе к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды и в каждой дочерней клетке оказывается по одной дочерней хромосоме. Количество ДНК и хромосом в дочерних клетках выравнивается. Таким образом, в сперматозоидах и яйцеклетках число хромосом уменьшается вдвое. В телофазу образуется четыре дочерние клетки, формируются ядра, образуются перегородки (у растительных клеток) или перетяжки (у животных клеток). В результате II мейотического деления образуются четыре клетки с гаплоидным набором – однохроматидные хромосомы или гаметы. Биологическое значение мейоза. Биологическая сущность мейоза состоит в уменьшении числа хромосом вдвое и образовании гаплоидных гамет. При слиянии половых клеток образуется диплоиная зигота. Мейоз обеспечивает постоянство кариотипа в ряду поколений организмов данного вида. |