Понятие о размножении. Его биологическое значение
 Скачать 33.59 Kb.
|
Размножение - это свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. Р. обеспечивает самовоспроизведение живых организмов, необходимое для существования вида. В основе размножения лежит генетическая информация, зашифрованная в виде ДНК.
Бесполое размножение - форма размножения, при которой участвует один организм и все дочерние организмы имеют такой же генетический материал. У одноклеточных: Деление надвое Почкование. В этом случае происходит митотическое деление ядра. Одно из образовавшихся ядер перемещается в формирующееся локальное выпячивание материнской клетки, а затем этот фрагмент отпочковывается. Дочерняя клетка существенно меньше материнской, и ей требуется некоторое время для роста и достраивания недостающих структур, после чего она приобретает вид, свойственный зрелому организму. Шизогония – множественное деление Спорообразование.Споры во многих случаях образуются путём митоза(митоспоры), причём иногда (особенно у грибов) в огромных количествах; при прорастании они воспроизводят материнский организм. У многоклеточных: Вегетативное размножение. осуществляется путем отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Полиэмбриония Фрагментация Спорообразование Почкование !!! При бесполом размножении обеспечивается быстрое образование многочисленного потомства с теми же признаками, что и у родителей. Что полезно в благоприятных условиях, например, летом у водорослей.
Половое размножение — процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток, участвуют 2 родительские особи, образуются спец. половые клетки – гаметы, гаплоидное количество хромосом наследственного материала, при слиянии образуется зигота. У одноклеточных: Конъюгация (клетки отделились, подошли друг к другу, и слились в зиготу) У многоклеточных:
Внутреннее оплодотворение
!!! Биологическое значение полового размножения заключается не только в самовоспроизведении особей, но и в обеспечении биологического разнообразия видов, их адаптивных возможностей и эволюционных перспектив. Это делает половое размножение биологически более прогрессивным, чем бесполое.
Этапы эволюции полового размножения:
=>развитие внутренних и наружных половых органов.
Мейоз – особый тип деления клеток, в результате которого формируются половые клетки – гаметы, содержащие гаплоидное количество хромосом и наследственного материала. 1 деление – редукционное (уменьшение кол-ва хромосом в 2 раза) 2 деление – эквационное (уменьшение наследственного материала) Биологическое значение мейоза: - при мейозе происходит редукция числа хромосом и редукция наследственного материала - при мейозе происходит перекомбинация генетического материала, увеличивается резерв наследственной изменчивости будущего потомства - комбинативная изменчивость: а) при кроссинговере, б) случайным расхождением хромосом в А1. - мейоз является одним из ключевых механизмов наследственности
Профаза 1 2n4c – 90% всего мейоза. 1. Лептотена – спирализация хромосом 2. Зиготена – процесс конъюгации – попарное соединение гомологичых хромосом 3. Пахитена – кроссинговер – обмен между гомологичными участками хромосом 4. Диптотена – разделение синаптонимального комплекса, связаны в местах хиазмы – где прошел процесс кроссинговера 5. Диакинез – максимальное отталкивание хромосом друг от друга, но они остаются связаны в областях хиазм. Иногда между 4 и 5 бывает диктиетена. Длится от 12 до 50 лет. Женская особенность, только у человека. Метафаза 1 2n4c Биваленты (пары гомологичных хромосом) выстраиваются случайным образом в экваториальной плоскости. Образуется метафазная пластинка. Образование нитей веретена деления, к каждой хромосоме крепится только одна нить, происходит разрушение хиазм. Анафаза 1 2n4c (n2c+n2c у каждого полюса) Расщепление гомологичных хромосом и расхождение их к полюсам клетки. Телофаза 1 n2c В результате происходит образование двух клеток, в каждой из которых будет половинный набор наследственного материала n2c Профаза 2 n2c Метафаза 2 n2c Анафаза 2 nc+nc Телофаза 2 nc
Отличия мейоза от митоза по итогам1. После митоза получается две клетки, а после мейоза – четыре. 2. После митоза получаются соматические клетки (клетки тела), а после мейоза – половые клетки (гаметы – сперматозоиды и яйцеклетки; у растений после мейоза получаются споры). 3. После митоза получаются одинаковые клетки (копии), а после мейоза – разные (происходит рекомбинация наследственной информации). 4. После митоза количество хромосом в дочерних клетках остается таким же, как было в материнской, а после мейоза уменьшается в 2 раза (происходит редукция числа хромосом; если бы её не было, то после каждого оплодотворения число хромосом возрастало бы в два раза; чередование редукции и оплодотворения обеспечивает постоянство числа хромосом). Отличия мейоза от митоза по ходу1. В митозе одно деление, а в мейозе – два (из-за этого получается 4 клетки). 2. В профазе первого деления мейоза происходит конъюгация (тесное сближение гомологичных хромосом) и кроссинговер (обмен участками гомологичных хромосом), это приводит к перекомбинации (рекомбинации) наследственной информации. 3. В анафазе первого деления мейоза происходит независимое расхождение гомологичных хромосом (к полюсам клетки расходятся двуххроматидные хромосомы). Это приводит к рекомбинации и редукции. 4. В интерфазе между двумя делениями мейоза удвоения хромосом не происходит, поскольку они и так двойные.
Гаметогенез – это процесс образования половых клеток. Сперматогенез и овогенез. 1 стадия – размножение 2 стадия – роста (интерфаза 1 мейоза) 3 стадия – созревания (1 и 2 деления) 4 стадия – формирования В стадииразмножения диплоидные клетки, из которых образуются гаметы, называют сперматогониями и овогониями. Эти клетки осуществляют серию последовательных митотических делений, в результате чего их количество существенно возрастает. Сперматогонии размножаются на протяжении всего периода половой зрелости мужской особи. Размножение овогоний приурочено главным образом к периоду эмбриогенеза. У человека в женском организме этот процесс наиболее интенсивно протекает в яичниках между 2-м и 5-м месяцами внутриутробного развития. К 7-му месяцу большая часть овоцитов входит в профазу I мейоза. Так как способом размножения клеток-предшественниц женских и мужских гамет является митоз, то овогоний и сперматогонии, как и все соматические клетки, характеризуются диплоидностью. В ходе митотического цикла их хромосомы имеют либо однонитчатую (после митоза и до завершения синтетического периода интерфазы), либо двунитчатую (постсинтетический период, профаза и метафаза митоза) структуру в зависимости от количества биспиралей ДНК. Если в одинарном, гаплоидном наборе число хромосом обозначить как п, а количество ДНК — как с, то генетическая формула клеток в стадии размножения соответствует 2п2с до S-периода и 2n4c после него. На стадии ростапроисходит увеличение клеточных размеров и превращение мужских и женских половых клеток в сперматоциты и овоциты I порядка, причем последние достигают больших размеров, чем первые. Одна часть накапливаемых веществ представляет собой питательный материал (желток в овоцитах), другая — связана с последующими делениями. Важным событием этого периода является репликация ДНК при сохранении неизменным числа хромосом. Последние приобретают двунитчатую структуру, а генетическая формула сперматоцитов и овоцитов I порядка приобретает вид 2n4с. Основными событиями стадии созревания являются два последовательных деления: редукционное и эквационное, которые вместе составляют мейоз (см. разд. 5.3.2). После первого деления образуются сперматоциты и овоциты II порядка (формула n2с), а после второго — сперматиды и зрелая яйцеклетка (пс). В результате делений на стадии созревания каждый сперматоцит I порядка дает четыре сперматиды, тогда как каждый овоцит I порядка — одну полноценную яйцеклетку и редукционные тельца, которые в размножении не участвуют. Благодаря этому в женской гамете концентрируется максимальное количество питательного материала — желтка. Процесс сперматогенеза завершается стадией формирования,илиспермиогенеза. Ядра сперматид уплотняются вследствие сверхспирализации хромосом, которые становятся функционально инертными. Пластинчатый комплекс перемещается к одному из полюсов ядра, образуя акросомный аппарат, играющий большую роль в оплодотворении. Центриоли занимают место у противоположного полюса ядра, причем от одной из них отрастает жгутик, у основания которого в виде спирального чехлика концентрируются митохондрии. На этой стадии почти вся цитоплазма сперматиды отторгается, так что головка зрелого сперматозоида практически ее лишена.
Овогенез Период размножения. В этот период овогонии делятся митотическим путем. Период роста. Половые клетки в этом периоде называются овоцитами первого порядка. Они теряют способность к митотическому делению и вступают в профазу I мейоза. В этот период осуществляется рост половых клеток Период созревания. Созревание овоцита — это процесс последовательного прохождения двух делений мейоза (делений созревания). Как уже говорилось выше, при подготовке к первому делению созревания овоцит длительное время находится на стадии профазы I мейоза, когда и происходит его рост. Из двух делений созревания первое у большинства видов является редукционным, так как именно в ходе этого деления гомологичные хромосомы расходятся по разным клеткам. Таким образом, каждая из разделившихся клеток приобретает половинный (гаплоидный) набор хромосом. Сперматогенез
Особенности сперматогенеза у людей: начинается в 12-14 лет. Из одной спермагонии образуется 4 сперматозоида. Ежедневно  . Период длится 2,5 месяца. ((Сперматогенез у человека в норме начинается в пубертатном периоде (около 12 лет) и продолжается до глубокой старости. Продолжительность полного сперматогенеза у мужчин составляет примерно 73—75 дней[1]. Один цикл зародышевого эпителия составляет приблизительно 16 дней)) Итог овогенеза: из 1 овогонии только 1 яйцеклетка. Овогенез начинается в зародышевом периоде (эмбриональном развитии). На стадии овоцита 2 порядка он останавливается(эмбр.) Продолжается в подростковом периоде, цикличность с частотой 28 дней,образуется 1 яйцеклетка. 6-8 млн овогонии, к моменту рождения 1-2 млн. Онтогенетическое развитие человека можно охарактеризовать рядом общих особенностей: - непрерывность – рост отдельных органов и систем организма человека не бесконечен, он идет по так называемому ограниченному типу. Конечные величины каждого признака обусловлены генетически, т. е. существует норма реакции; - постепенность и необратимость; непрерывный процесс развития можно разделить на условные стадии – периоды, или этапы, роста. Пропустить какой-либо из этих этапов невозможно, как нельзя в точности вернуться к тем особенностям строения, которые уже проявлялись на предыдущих стадиях; - цикличность; хотя онтогенез является процессом непрерывным, темпы развития (скорость изменений признаков) могут существенно различаться во времени. У человека существуют периоды активизации и торможения роста. Существует цикличность, связанная с сезонами года (например, увеличение длины тела происходит в основном в летние месяцы, а веса – осенью), а также суточная и ряд других; - гетерохрония, или разновременность (основа алло-метричности) – неодинаковая скорость созревания разных систем организма и разных признаков в пределах одной системы. Естественно, что на первых этапах онтогенеза созревают наиболее важные, жизненно необходимые системы; - чувствительность к эндогенным и экзогенным факторам; темпы роста ограничиваются или активизируются под воздействием широкого спектра экзогенных факторов среды. Но их воздействие не выводит процессы развития за границы широкой нормы реакции, определенной наследственно. В этих пределах процесс развития удерживается эндогенными регуляторными механизмами. В этой регуляции существенная доля принадлежит собственно генетическому контролю, реализованному на уровне организма благодаря взаимодействию нервной и эндокринной систем (нейроэндокринная регуляция); - половой диморфизм – ярчайшая характеристика развития человека, проявляющаяся на всех этапах его онтогенеза. В очередной раз напомним, что различия, обусловленные «фактором пола», настолько существенны, что игнорирование их в исследовательской практике нивелирует значение даже самых интересных и перспективных работ. Еще одна фундаментальная характеристика онтогенеза – индивидуальность этого процесса. Динамика онтогенетического развития отдельного человека неповторима.
Формирование половых клеток. Приобретение определенной формы и размеров
Оплодотворение – процесс слияния женских и мужских половых клеток, в результате чего образуется зигота. Биологическое значение: 1)Восстанавливается диплоидность 2) Происходит объединение наследственных задатков от матери и отца Механизмы оплодотворения:
Полово́й диморфи́зм — анатомические различия между самцами и самками одного и того же биологическог вида, не считая половых органов. Половой диморфизм может проявляться в различных физических признаках |