Сущность жизни
| Вид материала | Документы |
- В. П. Крючков Рассказы и пьесы, 957.62kb.
- Тематическое планирование курса «Обществознание», 10-11 классы, 470.24kb.
- Мировоззрение, его сущность, роль в жизни людей, 1231.6kb.
- Экзаменационные вопросы по философии, 16.84kb.
- Г. А. Василевич, доктор юридических наук, профессор сущность конституции, 68.32kb.
- Мы представляем фрагменты книги ш. А. Амонашвили «школа жизни» (М.: Издательский дом, 882.19kb.
- Прогнозирование и планирование: основные понятия, сущность и сфера применения. Изучив, 994.42kb.
- Программа для поступающих на направление подготовки магистратратуры 080200 «менеджмент», 256.74kb.
- Размножение и индивидуальное развитие организмов, 44.8kb.
- Закономерности возникновения жизни в космосе., 3156.97kb.
Биологическое значение мейоза
- Образование гаплоидных клеток с редуцированным вдвое , по сравнению с материнской клеткой , числом хромосом ( гамет или спор )
- Поддержание постоянства кариотипа вида в ряду поколений организмов ( регулятор , препятствующий непрерывному увеличению числа хромосом при слиянии гамет )
- Обеспечивает чрезвычайное генетическое разнообразие гамет в результате рекомбинации генетического материала ( генов ) путём кроссинговера и независимого расхождения гомологичных хромосом в анафазе первого деления ( основа комбинативной наследственной изменчивости , как элементарного фактора эволюци )
- Возможно образование аномальных гамет , приводящих к гибели организма или развития у потомков ряда хромосомных заболеваний ( синдромов )
- Чередование поколений жизненного цикла ( диплофазы и гаплофазы )
- Мейоз сопровождается редукцией ( уменьшением вдвое ) числа хромосом ; выделяют следующте типы редукции числа хромосом
- гаметическая редукция – редукционное деление ( мейоз ) предшествует образованию гамет ( подавляющее большинствоживотных организмов , жизненном цикле которых преобладает диплоидная фаза – диплофаза , а гаплоидная стадия – гаплофаза , представлена лишь гаметами )
- зиготическая редукция – редукция числа хромосом ( мейоз ) осуществляется сразу после образования зиготы ( например , у споровиков ) ; в их жизненном цикле преобладает гаплоидная фаза жизненного цикла , а диплоидная представлена зиготой
- спорическая ( смешанная ) редукция – редукция числа хромосом происходит перед образованием спор , а не гамет ( характерна для всех высших растений , т. к. диплоидная и гаплоидная фазы жизненного цикла существуют длительное время , при этом у моховидных преобладает гаплоидная стадия , называемяая гаметофитом , а у всех других высших растений – диплоидная , называемая спорофитом )
Отличия ( особенности ) митоза от мейоза
| Митоз | Мейоз |
| 1. Осуществляется при делении соматических клеток 2 Осуществляется во всех клетках и тканях организма 3. Одно деление клетки 4. Одна интерфаза 5. Ведёт образованию двух дочерних клеток (соматических ) 6. Дочерние клетки идентичны материнской и имеют набор хромосом ( кариотип ), равный материнской клетке 7. В профазе конъюгация и кроссинговер не осуществляются 8. В метафазе к хромосомам гомологичной пары нити веретена деления прикрепляются с двух сторон 9. В анафазе к полюсам клетки расходятся дочерние хромосомы ( однохроматидные ) 10. Комбинации хромосом во всех клетках одинаковые 11. Рекомбинации родительских хромосом не происходит; уровень мутационной изменчивости незначителен 12 Не имеет значения в эволюции организмов | 1. Осуществляется при гаметогенезе и спорогенезе 2. Осуществляется только в гаметангиях и спорангиях 3. Осуществляется два деления ( редукционное и эквационное ) 4. Две интерфазы 5. Ведёт к образованию четырёх дочерних клеток ( гамет или спор ) 6. Дочерние клетки не идентичны материнской и имеют набор хромосом вдвое меньший чем в материнской клетке 7. В профазе I осуществляются процессы конъюгации и кроссинговера 8. В метафазе I к хромосомам гомологичной пары нити веретена деления прикрепляются только с одной стороны 9. В анафазе I к полюсам клетки расходятся целые ( двухроматидные ) гомологичные хромосомы . 10. В каждой клетке комбинации родительских хромосом различно – осуществляется независимое расхождение родительских хромосом 11. Осуществляется значительная рекомбинация родительских хромосом ( комбинативная наследственная изменчивость ) и мутационная изменчивость 12. Имеет большое значение в эволюции организмов ( поставляет материал для естественного отбора в виде мутаций и генетических рекомбинаций ) |
| | |
Сходства митоза и мейоза
Образуются дочерние клетки
- Одинаковые фазы ( про-, мета-, ана- и телофаза )
- Редупликация ДНК осуществляется только один раз
- Вызывают мутации ДНК, образование аномальных клеток
Размножение и индивидуальное развитие организмов
Размножение – общее и обязательное свойство всех живых организмов воспроизведения себе подобных
- В известном смысле существование организма ( все процессы жизнедеятельности ) является подготовкой к участию в размножении – главной биологической задачи
- Размножение возникло в ходе исторического развития организмов на самом раннем этапе вместе с клеткой
Значение размножения
- Увеличение числа особей , компенсация снижения численности популяций и видов вследствие естественной гибели особей ( замещение умерших вновь родившимися )
- Сохранение складывающихся в эволюции типов структурно - функциональной организации ( при размножении осуществляется передача в ряду поколений генетического материала – ДНК , т. е. специфической для данного вида биологической информации )
- Биологическая роль размножения состоит в обеспечении смены и преемственности поколений
- Продолжительность жизни особи короче продолжительности существования вида , поэтому история вида – это история сменяющихся поколений организмов . Очередное ( дочернее ) поколение образуется в результате размножения особей предшествующего ( родительского ) поколения
- Сохранение биологических видов во времени , непрерывности и преемственности жизни как таковой
- Поддержание достаточного для адаптациогенеза уровня внутривидовой изменчивости ( в ходе размножения создаются уникальные комбинации наследственного материала и закрепление их адаптивных вариантов в процессе дальнейшей эволюции )
- Территориальная экспансия ( захват и освоение новых сред обитания , территорий и экологических ниш )
- Смена поколений жизненного цикла ( гаметофит и спорофит , гаплофаза и диплофаза )
Формы размножения организмов
- Различают два основных типа размножения : бесполое и половое
Общая характеристика бесполого и полового размножения
| Бесполое | Половое |
|
3. Мейоз 4. Родители образуют половые клетки ( гаметы ) в гаметангиях ( гонадах ) и специализированные к выполнению функции размножения . Родитель представлен в потомке исходно одной клеткой 5. Новая особь возникает в результате слияния гамет и образования зиготы ( оплодотворения ) 6. Источником наследственной изменчивости является особый механизм генетической рекомбинации ( кроссинговер ) и рекомбинации , возникающие в результате оплодотворения , а также генеративные и соматические мутации 7.Высокоэнергоёмкое
10. Возникло позже ( около 3 млрд. лет назад ) 11. Более выгодно с позиции эволюции , т.к. является источ . .. ником материала для движущего естественного отбора 12.Эволюционно создаёт предпосылки к освоению разнообразных условий обитания ; способствует осуществлению творческой роли естественного отбора – адаптивные и экологические перспективы 13. Половой процесс характерен практически для всех организмов |
- Бесполое и половое размножения могут проходить параллельно ( так , картофель одновременно с половым размножением семенами может размножаться клубнями , плодовые деревья – семенами и одновременно корневой порослью )
Чередование форм размножения ( гаплоидной и диплоидной фазы жизненного цикла )
- В жизненных циклах организмов , размножающихся половым путём , выделяются две фазы – гаплоидная и диплоидная ( гаплоидная – гаплофаза и диплоидная – диплофаза )
| Гаплоидная фаза ( гаплофаза ) | Диплоидная фаза ( диплофаза ) |
2. Поколение ( фаза ) размножающееся половым путём
5.У растений образуется в результате прорастания ( деления ) гаплоидной споры 6.Менее устойчива к неблагоприятным условиям среды 7. Эволюционно менее продвинутое 8. У растений образует гаметофит , у животных – гаплофазу 9. Преобладает в жизненном цикле простейших , грибов , зелёныз водорослей и мохообразных |
9. Преобладает в жизненном цикле животных и высших .. . .. растений |
- Для многих организмов , включая и млекопитающих , характерно чередование гаплоидной и диплоидной фаз и часто это чередование имеет регулярный ( циклический ) характер
- При этом ряд поколений особей с бесполым размножением сменяется поколением особей , размножающихся с помощью гамет или осуществляющих половой процесс , вслед за этим вновь наблюдается бесполое размножение
Первичная смена поколений – явление смены поколения особей , размножающихся бесполым путём , поколением особей , размножающихся половым путём с образованием гамет ( имеет регулярный характер ) ; характерно для простейших и большинства растений
Вторичная смены поколений ( гетерогония ) – чередование полового размножения с партеногенезом ( например , у трематод )
- Преобладание ( удлиннение ) диплофазы в историческом развитии ( у большинства современных организмов ) объясняется тем , что :
- благодаря гетерозиготнотси и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора , сохраняются и накапливаются в генофонде популяций разнообразные наследственные изменения ( мутацим , новые аллели )
- накопление мутаций ведёт к образованию резерва наследственной изменчивости и эволюционным перспективам вида
- Гаплоидное поколение ( гаплофаза ) у позвоночных животных и у цветковых растений в процессе эволюционного развития сокращается до нескольких клеток и не существует в виде отдельных особей ( у цветковых гаплоидный гаметофит представляет собой группу клеток , дающих начало зародышевому мешку и пыльцевым зёрнам ; у позвоночных животных гаплофаза представлена гаплоидными гаметами )
- Биологический смысл чередования поколений с половым и бесполым размножением заключается в увеличении комбинативной и мутационной наследственной изменчивости , необходимой для преодоления генетического однообразия особей , размножающихся бесполым путём , расширении эволюционных и экологических перспектив группы , а также повышении адаптивных возможностей в разные сезоны ( зимовка , высокая скорость размножения и распространения в благоприятный период )
Деление Эндогония
У одноклеточных Шизгония Почкование
Бесполое Спорообразование Вегетативное размножениеФрагментация
Размножение У многоклеточных Почкование
Полиэмбриония
Спорообразование
У одноклеточных Конъюгация Половое Копуляция
У многоклеточных Без оплодотворения С оплодотворением
Бесполое размножение
- Различают следующие основные типы бесполого размножения :
- деление
- споруляция
- фрагментация
- почкование
- вегетативное размножение
- клонирование
Деление
- Самая простая форма бесполого размножения , свойственная одноклеточным организмам ( у многоклеточных организмов происходит рост и обновление тканей )
- Исходная клетка делится митотически на две или несколько дочерних клеток , каждая из которых достигнув величины материнского организма , также подвергается делению
- Монотомия – деление материнской клетки , при котором образуются две дочерних клетки , объём каждой из которых будет вдвое меньше объёма исходной ( по мере роста объём дочерних клеток увеличивается до исходного )
- Однако возможно , что за первым делением не следует рост и увеличение объёма дочерних клеток , а происходит повторное деление ; этом случае говорят о палинтомиии
- Анизотомия ( гетеротомия ) – деление исходной материнской клетки на две неравные по величине клетки
- Шизогония ,или множественное деление – форма деления , при котором происходит многократное деление ядра ( кариокинез ) без деления цитоплазмы ( цитокинеза ) , а затем вся цитоплазма разделяется на участки вокруг ядер ( из одной клетки образуется много дочерних ) ; встречается , например у малярийного плазмодия
- Эндогония – внутреннее почкование ( образуются две или более дочерних клеток , например у таксоплазмы )
Споруляция ( спорообразование )
- Очень широко распространённый способ бесполого размножения , встречающийся практически у всех растений , грибов , некоторых простейших ( например , тип споровики ) , а также прокариот ( многие бактерии , сине-зелёные водоросли ) ; у голо- и покрытосеменных растений споры образуются , но непосредственно не участвуют в процессе размножения
- Споры представляют собой одноклеточные образования из небольшого количества цитоплазмы , ядра и минимальных запасов питательных веществ ( главное достоинство – возможность быстрого размножения и расселения видов
- Спора – одна из стадий жизненного цикла , служащая для размножения , « переживания » неблагоприятных факторов среды и расселения ; она состоит из гаплоидной клетки , покрытой защитной споровой оболочкой , устойчивой к неблагоприятным условиям внешней среды ( большинство спор неподвижны и расселяются во внешней среде пассивно , хотя некоторые водоросли и грибы образуют подвижные зооспоры , активно передвигающиеся с помощью жгутикового аппарата )
- При благоприятных условиях споры прорастают , давая начало новому организму
- У многих растений процесс образования спор ( спорогенез ) осуществляется в особых мешковидных структурах – спорангиях
- Споры бактерий ( образуются после полового процесса ) служат не для размножения , а для переживания неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных животных
- Деление и споруляция характеризуются тем , что новый организм образуется за счёт деления одной клетки родительской особи
Вегетативное размножение многоклеточных животных
- Формирование нового организма осуществляется из группы клеток , отделяющихся от материнского организма
- Встречается лишь у наиболее примитивных из многоклеточных животных : губок , кишечнополостных , плоских и некоторых кольчатых червей
Почкование
- Характерно для представителей типа кишечнополостных ( гидра , кораллы ) , а также оболочников ( класс асцидии )
- Заключается в том , что на поверхности материнской особи образуется небольшой бугорок - почка , увеличивающийся в размерах , затем в нём появляются зачатки всех структур и органов , характерных для материнского организма , потом происходит отделение ( отпочковывание ) дочерней особи , которая растёт и достигает размеров исходного экземпляра
- У многих морских кишечнополостных ( гидроидных и коралловых полипов ) молодые организмы , образующиеся в результате почкования не отделяются и сохраняют связь со старым и через определённое время сами начинают размножаться почкованием , образуя таким образом колонии
- У губок бесполое размножение осуществляется посредством внутренних почек , которые называются геммулами
- Наблюдается почкование и у одноклеточных организмов ( при этом на поверхности материнской клетки выделяется выпячивание с дочерним ядром , которое впоследствии , достигнув размера материнского организма отделяется от неё ) ; эта форма размножения наблюдается у дрожжевых грибов , а изодноклеточных животных – у сосущих инфузорий
Фрагментация
- Фрагментация – разделение особи на две или несколько частей , каждая из которых растёт и достраивает до целого организма
- В основе фрагментации лежит способность некоторых организмов восстанавливать утраченные органы или части тела ( явление регенерации ) ; встречается у кишечнополостных , губок , плоских и некоторых кольчатых червей
- Иногда способность к регенерации развита настолько хорошо , что некоторые виды животных способны восстановить целый организм из чрезвычайно незначительного фрагмента тела ( так , морские звёзды восстанавливают целый организм из одного луча , пресноводная гидра – из 1/200 своего тела) иногда часть целого материнского организма начинает превращаться в молодые организмы до разделения его на части
- Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей ; в каждой из них восстанавливаются недостающие органы , так может образоваться цепочка особей
- У некоторых кишечнополостных встречается размножение стробиляцией , заключающейся в том , что полип интенсивно растёт и затем делится поперечными перетяжками на дочерние особи , напоминая при этом стопку тарелок , а образовавшиеся особи - гидромедузы отрываются и ведут самостоятельную жизнь
Полиэмбриоия ( вегетативное размножение зародышей млекопитающих )
- При полиэмбрионии эмбрион делится на несколько частей , каждая из которых развивается в самостоятельный организм ( от 4 до 8 особей )
- Распространена у ос ( наездники ) , ведущих паразтический образ жизни в личиночном состоянии , из млекопитающих – у броненосца ; к этой категории явлений относится образование однозиготных близнецов у человека и других млекопитающих
Вегетативное размножение у растений
- Происходит за счёт частей вегетативных органов или специально предназначенных для этой цели структур – луковиц , корневищ , клубней , клубнелуковиц , почек и др. ( принципиально практически не отличается от фрагментации или почкования у животных )
- Чрезвычайно широко распространено у растений в связи с чрезвычайно высокой их способностью к регенерации
- Р
азновидностью вегетативного размножения является прививка , то есть пересадка части тела одного организма ( привой ) на другой организм ( подвой ) ; делается это в случае необходимости сохранения полезных для человека свойств растений , не закреплённых на генетическом уровне и не передающихся по наследству при половом размножении ( например , при получении межвидовых или межродовых химерных форм , прививки кактусов , сортов яблонь , абрикосов и др. )
Клонирование
- Это искусственный способ размножения , не встречающийся в естественных условиях ( получил распространение в хозяйственных целях только в последние 20-30 лет в связи с развитием биотехнологии – особой отрасли биологических знаний и производства )
Клон – генетически идентичное потомство , полученное от одной особи в результате того или иного способа бесполого размножения ( существует ряд методик позволяющих клонировать некоторые растения и животных )
- Из отдельных клеток или кусочков тканей на искусственных питательных средах , содержащих гормоны , стимуляторы роста и другие биологически активные вещества , удаётся получить целые , нормально развитые организмы , обладающие всеми свойствами донорского организма