Сегодня речь пойдёт ещё об одном свойстве живого организма способности -размножаться
| Вид материала | Документы |
- Классный час для начальной школы. Тема: «Пейте, дети, молоко, Будете здоровы!», 25.42kb.
- Дмитрий Иванович Яворницкий подразделял казацкие "скарбы" на три вида, рассказ, 52.89kb.
- Урок ( литература математика) по сказочной повести л. Кэрролла «алиса в стране чудес»., 32.33kb.
- Задачи: -формировать умения и навыки анализировать факты; -воспитание гражданского, 173.62kb.
- Виды треугольников, 67.96kb.
- Л. А. Розум, С. В. Чибирев, 103.98kb.
- Называются олигополиями. Именно об этих отраслях пойдет речь в данной главе, 102.91kb.
- Очем пойдет речь, подскажет кроссворд. Давайте его разгадаем, 118.03kb.
- Программа детоксикации организма показания к прохождению программы, 16.59kb.
- Статьи может навести читателя на мысль, что речь в ней пойдёт о любви. Тем более что, 265.27kb.
5- занятие.
Сегодня речь пойдёт ещё об одном свойстве живого организма способности -размножаться. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему. Для вида смысл размножения состоит в замещении тех его представителей, которые гибнут, что обеспечивает непрерывность существования видов; кроме того, при подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность вида.
Не буду много распространяться о типах бесполого размножения. Поговорим подробнее о половом размножении.
При половом размножении потомство получается в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер. Обычно эти ядра содержатся в специализированных клетках – гаметах; при оплодотворении гаметы сливаются, образуя зиготу, из которой в процессе развития получается зрелый организм. Гаметы гаплоидны – они содержат один набор хромосом, полученный в результате мейоза; они служат связующим звеном между данным поколением и следующим.
Мейоз – важный этап жизненных циклов, включающих половое размножение, т.к. ведёт к уменьшению количества генетического материала вдвое. Во время мейоза в результате случайного расхождения хромосом (независимое распределение) и обмена генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер) возникают новые комбинации генов, попавших в одну гамету, и такая перетасовка повышает генетическое разнообразие. Слияние содержащихся в гаметах гаплоидных ядер называется оплодотворением или сингамией. Зигота (генетическая рекомбинация) представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растёт и развивается в зрелый организм следующего поколения.
Гаметы обычно бывают 2-х типов – мужские и женские, но некоторые примитивные организмы производят гаметы только одного типа.
Изогамия – явление возникновения одинаковых гамет.
Анизогамия – появление разных по величине и поведению гамет.
Оогамия – крайняя форма анизогамии - появление неподвижной женской гаметы, к которой подплывает подвижная мужская гамета.
Гермафродитизм (двуполость) – особь, способная производить мужские и женские гаметы. К их числу относятся многие простейшие, в том числе парамеция, такие кишечнополостные, как Obelia, плоские черви, например солитер, олигохеты, например дождевой червь (Lumbricus); ракообразные, такие моллюски, как улитка, некоторые рыбы и ящерицы, а также большинство цветковых растений. Гермафродитизм считается самой примитивной формой полового размножения и свойственен многим примитивным организмам. Он представляет собой приспособление к сидячему, малоподвижному или паразитическому образу жизни. Одно из преимуществ гермафродитизма состоит в том, что он делает возможным самооплодотворение, а это весьма существенно для некоторых эндопаразитов, таких как солитер, ведущих одиночное существование. Однако у большинства гермафродитных видов в оплодотворении участвуют гаметы, происходящие от разных особей, и у них имеются многочисленные генетические, морфологические и физиологические адаптации, препятствующие самооплодотворению и благоприятствующие перекрёстному оплодотворению. Например, у многих простейших самооплодотворение предотвращается генетической несовместимостью, у многих цветковых растений – строением андроцея и гинецея, а у многих животных – тем, что яйца и спермии образуются у одной и той же особи в разное время.
Партеногенез – одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Партеногенетическое размножение встречается как в царстве животных, так и в царстве растений, и преимущество его состоит в том, что в некоторых случаях оно повышает скорость размножения.
Существует два вида партеногенеза – гаплоидный и диплоидный, в зависимости от числа хромосом в женской гамете. У многих насекомых, в том числе у муравьёв, пчёл и ос, в результате гаплоидного партеногенеза в пределах данного сообщества возникают различные касты организмов. У этих видов происходит мейоз и образуются гаплоидные гаметы. Некоторые яйцеклетки оплодотворяются, и из них развиваются диплоидные самки, тогда как из неоплодотворённых яйцеклеток развиваются фертильные гаплоидные самцы. Например, у медоносной пчелы (Apis melifera) матка откладывает оплодотворённые яйца (2п=32), которые, развиваясь, дают самок (маток или рабочих пчёл), и неоплодотворённые яйца (п=16), которые дают самцов (трутней), производящих спермии путём митоза, а не мейоза. Такой механизм размножения у общественных насекомых имеет адаптивное значение, т.к. позволяет регулировать численность потомков каждого типа.
У тлей происходит диплоидный партеногенез, при котором ооциты самки претерпевают особую форму мейоза без расхождения хромосом – все хромосомы переходят в яйцеклетку, а полярные тельца не получают ни одной хромосомы. Яйцеклетки развиваются в материнском организме, так что молодые самки рождаются вполне сформировавшимися, а не вылупляются из яиц. Такой процесс называется живорождением. Он может продолжаться в течение нескольких поколений, особенно летом, до тех пор. пока в одной из клеток не произойдёт почти полное нерасхождение, в результате чего получается клетка, содержащая все пары аутосом и одну Х-хромосому. Из этой клетки партеногенетически развивается самец. Эти осенние самцы и партеногенетические самки производят в результате мейоза гаплоидные гаметы, участвующие в половом размножении. Оплодотворённые самки откладывают диплоидные яйца, которые перезимовывают, а весной из них вылупляются самки, размножающиеся партеногенетически и рождающие живых потомков. Несколько партеногенетических поколений сменяются поколением, возникающим в результате нормального полового размножения, что вносит в популяцию генетическое разнообразие в результате рекомбинации. Главное преимущество, которое даёт тлям партеногенез, - это быстрый рост численности популяции, т.к. при этом все половозрелые особи способны к откладке яиц. Это особенно важно в периоды, когда условия среды благоприятны для существования большой популяции, т.е. в летние месяцы.
Партеногенез широко распространён у растений, где он принимает различные формы. Одна из них – апомиксис - представляет собой партеногенез, имитирующий половое размножение. Апомиксис наблюдается у некоторых цветковых растений, у которых диплоидная клетка семязачатка – либо клетка нуцеллуса, либо мегаспора – развивается в функциональный зародыш без участия мужской гаметы. Из остального семязачатка образуется семя, а из завязи развивается плод. В других случаях требуется присутствие пыльцевого зерна, которое стимулирует партеногенез, хотя и не прорастает; пыльцевое зерно индуцирует гормональные изменения, необходимые для развития зародыша, и на практике такие случаи трудно отличить от настоящего полового размножения.
Происхождение полового процесса.
Предполагается, что бесполое размножение представляет собой примитивную форму воспроизведения как способа «копирования» генетически идентичны поколений. На более позднем этапе возникли механизмы, делающие возможным обмен нуклеиновыми кислотами между особями. Быть может, при этом происходило слияние целых организмов, за которым следовал мейоз; и в самом деле, такой процесс мог предшествовать образованию гамет и их слиянию. Принято считать, что способы обмена генетическим материалом, наблюдаемые у бактерий, представляют собой ранний этап развития полового процесса. Преимущество, которое даёт фенотипическая изменчивость, обусловленная мейозом и генетической рекомбинацией, несомненно, сыграло важную роль в развитии более сложных форм жизни и типов гамет – от идентичных гамет (изогамет) к гетерогаметной стадии с подвижными мужскими гаметами (спермиями и антерозоидами) и неподвижными женскими гаметами (яйцеклетками). Тот факт, что половое размножение мы находим во всех крупных группах организмов. Позволяет думать, что оно обладает преимуществом перед бесполым, которое, будучи редким у животных, стоящих по своей организации выше плоских червей, сохраняется у растений: в жизненных циклах большинства растений наблюдается чередование бесполого и полового способов размножения. Одна из причин этого состоит в том, что у неподвижных организмов обмен гаметами затруднен, и они во многих случаях предпочитают бесполое размножение. Кроме того, при бесполом размножении родительские особи, обосновавшиеся в определённом месте, облегчают потомкам решение нелёгкой экологической проблемы – нахождение подходящего местообитания. Однако при этом возникают другие проблемы, создаваемые перенаселением, что способствует ограничению размеров растительных популяций.
Некоторые из наиболее существенных и типичных черт бесполого и полового размножения перечислены в таблице.
Сравнение бесполого и полового размножения.
| Бесполое размножение Половое размножение (исключая бактерий) |
| Одна родительская особь Обычно две родительские особи Гаметы не образуются Образуются гаплоидные гаметы, ядра которых сливаются (оплодотворение), так что получается диплоидная зигота Мейоз отсутствует На какой-либо стадии жизненного цикла происходит мейоз, что препятствует удвоению хромосом в каждом поколении Потомки идентичны родительским Потомки не идентичны родительским особям. особям У них наблюдается генетическая изменчивость, возникающая в результате генетической рекомбинации Характерно для растений, некоторых Характерно для большинства растений и животных животных и микроорганизмов. У выс- ших животных не встречается Часто приводит к быстрому созданию Менее быстрое увеличение численности большого числа потомков |
Разнообразие жизненных циклов.
Последовательность стадий развития, через которые проходят представители данного вида от зиготы одного поколения, до зиготы следующего, называют жизненным циклом. Сложность жизненных циклов у различных организмов различна; в некоторых случаях жизненный цикл включает два и больше поколений, различающихся по своей морфологии и способу размножения, - явление, называемое чередованием поколений. Этот термин чаще всего применяется для продвинутых водорослей и наземных растений, у которых наблюдается чередование диплоидного спорообразующего поколения, называемого спорофитом, и гаплоидного гаметофита, образующего гаметы. Чередование поколений имеет место также у некоторых кишечнополостных, но в этом случае оба поколения диплоидны, а гаплоидная стадия представлена только гаметами. Такую форму чередования поколений иногда называют метагенезом. В жизненном цикле этих кишечнополостных разные формы особей данного вида сменяют одна другую – явление, известное под названием циклического полиморфизма. Например, в жизненном цикле обелии последовательно сменяются три различные формы – две полипоидные и одна медузоидная. Полиморфизм встречается и у некоторых других организмов, например у первоцвета, образующего цветки двух типов – длинностебельчатые и короткостебельчатые.
Жизненные циклы паразитов бывают весьма сложными и включают несколько поколений. Каждое поколение приспособлено к определённой жизненной ситуации – либо к существованию в организме определённого хозяина, либо к переходу от одного хозяина к другому. (Печёночный сосальщик) Добавочные поколения, возникающие путём бесполого размножения (полиэмбриония), обеспечивают увеличение численности данного вида.
Думаю, процессы мейоза и митоза достаточно подробно и обстоятельно изложены в тексте учебника, поэтому позволю себе не останавливаться на них подробно.
Предлагаю выполнить ряд заданий.
Задание 1. Выберите один правильный ответ.
1. К какому способу размножения относят фрагментацию, когда происходит распад тела зрелого многоклеточного организма на несколько частей?
А) к бесполому размножению Б) к половому размножению.
2.Укажите животных, для которых характерен партеногенез.
А) инфузории Б)жгутиковые В) пчёлы, тли, дафнии Г) малярийные плазмодии Д) осы, броненосцы.
3. Как называется явление, при котором мужские и женские половые клетки развиваются в одном организме?
А) половой диморфизм Б) хромосомный механизм определения пола В) гермафродитизм
Г) гаметогенез Д) гетерогаметность.
4. Укажите животных, для которых характерна конъюгация как форма размножения.
А) инфузории Б) жгутиковые В) пчёлы, тли, дафнии Г) малярийные плазмодии Д) осы, броненосцы.
5. Если организм способен к обоим способам размножения, то какой из них будет использоваться им при неблагоприятных для него условиях?
А) бесполое Б) половое.
6. Назовите форму размножения организмов, когда при временном сближении двух одноклеточных особей они обмениваются между собой частью своей наследственной информации без полного слияния клеток.
А) копуляция Б) конъюгация В) вегетативное размножение Г) партеногенез Д) шизогония.
7. Назовите форму размножения организма, когда дочерний организм формируется из неоплодотворённого яйца.
А) копуляция Б) конъюгация В) вегетативное размножение Г) партеногенез Д) шизогония.
8. Назовите форму размножения организма, когда из группы соматических клеток материнского организма формируется дочерний организм полностью похожий на исходный (материнский).
А) копуляция Б) конъюгация В) вегетативное размножение Г) партеногенез Д) шизогония.
9.Назовите фазу мейоза, во время которой происходит конъюгация гомологичных хромосом и кроссинговер этих хромосом, и обмен между ними гомологичными участками.
А) профаза 1 Б) телофаза 1 В) анафаза 1 Г) метафаза 1 Д) профаза 2 Е) телофаза 2
Ж) анафаза 2 З) метафаза 2.
10. Назовите стадию сперматогенеза, во время которой происходит мейоз.
А) стадия созревания Б) стадия размножения В) стадия формирования Г) стадия роста.
11. Назовите структуры, содержащие ДНК, которые во время анафазы первого мейотического деления подходят к одному и тому же полюсу веретена деления.
А) только хроматиды гомологичных хромосом Б) только хроматиды негомологичных хромосом В) только гомологичные друг другу хромосомы Г) только негомологичные друг другу хромосомы Д) хроматиды гомологичных и негомологичных хромосом.
12. Какие структуры отходят друг от друга и направляются к разным полюсам веретена деления клетки во время анафазы первого мейотического деления?
А) гомологичные друг другу хромосомы Б) негомологичные друг другу хромосомы
В) хроматиды гомологичных и негомологичных хромосом Г) только хроматиды гомологичных хромосом.
13. Какой процесс у животных происходит в ходе овгенеза только в стадии созревания?
А) кроссинговер Б) редупликация ДНК В) накопление питательных веществ Г) митоз.
14. Что из нижеперечисленного происходит при сперматогенезе в стадии формирования?
А) спирализация ДНК Б) образование акросомы В) накопление питательных веществ Г) митоз Д) мейоз.
15. Укажите в яйцеклетке структурный компонент, отсутствующий у сперматозоида.
А) митохондрия Б) цитоплазма В) ядро Г) защитная оболочка Д) наружная плазматическая мембрана.
16. Назовите структурный компонент сперматозоида, который содержит большое количество ферментов, разрушающих оболочки яйцеклетки.
А) ЭПС Б) лизосома В) акросома Г) центриоль.
17. Как у млекопитающих называется процесс выхода яйцеклетки из фолликула и яичника?
А) конъюгация Б) оплодотворение В) овуляция Г) гаструляция.
18. Укажите в сперматозоиде структурный компонент, отсутствующий в яйцеклетке.
А) ядро Б) митохондрия В) цитоплазма Г) наружная плазматическая мембрана Д) жгутик.
Задание 2. Выберите несколько правильных ответов из числа предложенных.
1.Из эктодермы формируются:
А) волосы Б) дерма В) сетчатка Г) молочные железы Д) эпителий лёгких.
2. Триплоидные клетки образуются при размножении:
А) бурых водорослей Б) мхов В) цветковых растений Г) паукообразных Д) споровиков.
3. Развитие из партеногенетических яиц диплоидных (или даже полиплоидных) организмов может происходить:
А) посредством эндодупликации (удвоения числа хромосом) перед началом профазы 1 мейотического деления Б) путём полного выпадения 1 мейотического деления В) путём полного выпадения 2 мейотического деления Г) путём попарного слияния гаплоидных ядер после II деления дробления Д) в результате так называемого самооплодотворения (слияния женского пронуклеуса с одним из направительных телец)
Задание 3. Дать определения следующим понятиям: автомиксис (аутомиксис), агамия, аллнтоис, амнион, шизогония.
Уважаемые участники проекта! Убедительная просьба подойти к выполнению второго задания неформально. Если чего-то не знаете поищите в литературе. С уважением Н.М.