Лекция по теме "Способы размножение организмов"

. Бесполое размножение Теория: Размножение — способность живых организмов воспроизводить себе  подобных. Различают две основные формы размножения — бесполое и половое.   Бесполым называется размножение, которое происходит без образования  гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как  у родительской особи.    При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может  оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.   Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При  резком изменении условий все организмы могут погибнуть. Способы бесполого размножения Деление клетки характерно одноклеточным организмам. Бактерии делятся  простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) —  митозом.   Деление бактерии   Деление амёбы   Множественное деление (шизогония) приводит к образованию большого числа  дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у  малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в  печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может  проникнуть в эритроциты. Спорообразование — размножение некоторых одноклеточных и  многоклеточных организмов с помощью спор. Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества  цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ,  способная дать начало новому организму. Спорами размножаются многие протисты, грибы и растения.   Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в  специальных органах — спорангиях и прорастают в новый организм.   Размножение шляпочных грибов    Обрати внимание! Споры бактерий не участвуют в размножении. Их функция — перенесение  неблагоприятных условий. Почкование характерно некоторым многоклеточным организмам. На теле  родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем  развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний  организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых  полипов дочерние особи не отделяются и возникают колонии.   Почкование дрожжей Колония коралловых полипов    Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У  грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков  мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация —  способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела.  Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных,  губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).   Восстановление тела из одного луча у морской звезды    Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных  органов. В его основе тоже лежит регенерация.    Наиболее характерно цветковым растениям. Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония. В этом случае  из одной диплоидной зиготы образуются несколько зародышей.   Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются и каждый из них  развивается, как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и  всегда одного пола.   Такой вид бесполого размножения встречается у броненосцев.   К полиэмбрионии также относится образование однояйцевых близнецов у  человека.   Более подробно материал о формах бесполого размножения у растений изложен в теме "Процессы жизнедеятельности растений" (подтема "Размножение  растений").  2. Половое размножение. Половые клетки. Гермафродитизм Теория: Половое размножение При половом размножении происходит объединение генетической информации  двух родительских организмов, что обуславливает значительную комбинативную  изменчивость. В основе полового размножения лежит половой процесс, т. е.  обмен генетической информацией между особями одного вида (конъюгация)  или её объединение (копуляция).   При половом размножении у многоклеточных организмов образуются половые  клетки (гаметы) с гаплоидным набором хромосом. Гаметы сливаются  при оплодотворении и из образовавшейся зиготы развивается новый организм.   Каждый дочерний организм получают новую комбинацию генетической  информации и отличается от других особей вида. Это повышает возможность  вида приспосабливаться к изменяющейся среде обитания и обеспечивает  выживание некоторой части организмов в сильно изменившихся условиях. Строение половых клеток Половые клетки делятся на мужские (подвижные — сперматозоиды,  неподвижные — спермии) и женские (яйцеклетки).    Сперматозоиды человека и животных отличаются от яйцеклеток небольшими  размерами, подвижностью и строением.   Сперматозоид состоит из головки, шейки и хвоста. Головка содержит ядро с  гаплоидным набором хромосом  (1n1c) и небольшое количество цитоплазмы с  органоидами.   На переднем конце головки находится акросома (видоизменённый аппарат  Гольджи). В ней накапливаются ферменты, растворяющие оболочку яйцеклетки  при оплодотворении.   В цитоплазме шейки сосредоточены центриоли и митохондрии,  вырабатывающие энергию для движения сперматозоида.    Строение сперматозоида   Яйцеклетка обычно намного крупнее соматических клеток. Особенно больших  размеров достигают яйцеклетки рыб, амфибий, рептилий и птиц. Яйцеклетка имеет округлую форму и неподвижная. Она содержит ядро и  большое количество цитоплазмы с органоидами. В цитоплазме  находятся питательные вещества, необходимые для развития зародыша.   Строение яйцеклетки 3. Образование половых клеток Теория: Гаметогенез — процесс образования и развития половых клеток. У многоклеточных водорослей, многих грибов и споровых растений гаметы  образуются в специальных органах полового размножения: женские —  в архегониях, мужские — в антеридиях.   У большинства животных образование гамет происходит в половых железах:  сперматозоиды формируются в семенниках, а яйцеклетки — в яичниках.    Существуют раздельнополые и обоеполые виды. Раздельнополые организмы  продуцируют только один вид гамет, обоеполые — оба вида. Гермафродиты — обоеполые организмы, способные образовывать и  мужские и женские половые клетки. Гермафродитизм возник как приспособление к сидячему, малоподвижному или  паразитическому образу жизни. Он встречается у кишечнополостных, плоских и  кольчатых червей, моллюсков и у большинства растений.   Преимуществом гермафродитизма является возможность самооплодотворения  при наличии только одной особи. Но у большинства гермафродитных организмов  происходит перекрёстное оплодотворение между разными особями. Гаметогенез у высших животных Сперматогенез происходит в семенниках. В них имеются семенные канальцы, в  которых образуются и развиваются сперматозоиды. В процессе образования сперматозоидов выделяют четыре периода (стадии):  размножение, рост, созревание и формирование.   В период размножения первичные половые клетки (сперматогонии)  многократно делятся митозом. При этом сохраняется диплоидный набор  хромосом 2n2c.   Затем наступает период роста: образовавшиеся клетки несколько  увеличиваются в размерах, в них удваиваются молекулы ДНК. Сперматогонии  превращаются в сперматоциты первого порядка с хромосомным  набором 2n4c.   В период созревания происходит два деления мейоза. После первого деления  из одного сперматоцита первого порядка образуется два сперматоцита  второго порядка  (1n2c), а после второго — четыре сперматиды  (1n1c).   В период формирования сперматиды преобразуются в сперматозоиды.     Обрати внимание! При сперматогенезе из одной первичной половой клетки образуется четыре  сперматозоида. Оогенез (овогенез) происходит в яичниках и в отличие от сперматогенеза  начинается еще до рождения женского организма.   В процессе образования яйцеклеток выделяют три периода (стадии):  размножение, рост, и созревание. В период размножения первичные половые клетки (оогонии)  делятся митозом. При этом диплоидный набор хромосом 2n2c сохраняется, но клеток  образуется значительно меньше, чем при сперматогенезе. Период  размножения заканчивается до рождения женской особи. К этому  времени образуется около 30 тысяч первичных половых клеток.   У половозрелой женской особи периодически начинается дальнейшее развитие  отдельных оогоний. В период роста объём клетки значительно увеличивается  за счёт синтеза и накопления веществ. Происходит удвоение ДНК.  Образуется ооцит первого порядка  (2n4c).   В период созревания происходит два деления мейоза. После первого деления  из одного ооцита первого порядка образуется одна крупная гаплоидная клетка  (ооцит второго порядка  (1n2c)), и одна маленькая (полярное или  направительное тельце).   Образовавшийся ооцит выходит из яичника в брюшную полость и попадает в  маточную трубу — происходит овуляция.   В маточной трубе клетка совершает второе мейотическое деление, в результате  которого ооцит образует яйцеклетку  (1n1c) и ещё одно полярное тельце.  Первое полярное тельце, как правило, тоже делится.     Обрати внимание! При оогенезе из одной первичной половой клетки образуется одна яйцеклетка и  три полярные тельца, которые вскоре разрушаются. 4. Оплодотворение у животных. Партеногенез Теория: Оплодотворение — это процесс слияния мужских и женских половых  клеток, в результате которого образуется зигота. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.   У животных процесс оплодотворения начинается с проникновения  сперматозоида в яйцеклетку.   При соприкосновении головки сперматозоида с оболочкой яйцеклетки  содержащиеся в акросоме ферменты выделяется на поверхность оболочки. Под  их действием оболочка яйцеклетки в месте контакта растворяется. Содержимое  сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки. Оболочка яйцеклетки становится непроницаемой для остальных сперматозоидов и ней  происходит слияние двух ядер. В результате формируется диплоидное  ядро зиготы.   В оплодотворенной яйцеклетке происходит удвоение ДНК и она готовится к  делению.     У животных существует два способа оплодотворения: наружный и внутренний.   При наружном оплодотворении самка выметывает яйцеклетки (икру), а самец  — сперму во внешнюю среду. Там и происходит оплодотворение. Такой способ  характерен для водных обитателей (рыб, земноводных).   При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых путях  самки. Такой способ характерен для наземных и некоторых водных обитателей  (червей, насекомых, рептилий, птиц, млекопитающих). Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет  восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм приобретает генетическую информацию и признаки обоих родителей. Партеногенез Партеногенез — разновидность полового размножения, при котором  взрослая особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки. Партеногенез встречается у низших ракообразных (дафний), насекомых (пчел,  тлей), у некоторых птиц (индюшек) и чередуется с половым размножением.   Из неоплодотворенных яйцеклеток с гаплоидным набором хромосом развивается  новый организм. При первом делении митоза после удвоения ДНК хромосомы не  расходятся и диплоидный набор восстанавливается.   Партеногенез может идти как при благоприятных условиях, так и при  неблагоприятных.  Пример: У тлей, дафний летом развиваются самки, а осенью из неоплодотворенных яиц  развиваются самцы. У пчел из неоплодотворенных яиц развиваются всегда  самцы — трутни, а из оплодотворенных — самки (матки) и рабочие пчелы. 5. Двойное оплодотворение цветковых растений Теория: Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что   в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку  и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из  которой развивается запасающая ткань (эндосперм).   В зиготе формируется двойной набор хромосом, а в будущем эндосперме —  тройной. Оплодотворению у цветковых растений предшествует формирование  гаметофитов.    Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) образуется в пыльцевых камерах  пыльников тычинки из микроспоры.   Пыльцевое зерно состоит из двух гаплоидных  клеток: вегетативной и генеративной, покрытых оболочкой.   Образование женского гаметофита (зародышевого мешка) происходит в  завязи пестика в семязачатке из мегаспоры.   В состав зародышевого мешка входит семь клеток:  гаплоидная яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и  пять вспомогательных гаплоидных клеток.   Когда пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, вегетативная клетка  начинает делиться и образует пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка  прорастает через столбик пестика и проникает в семязачаток через пыльцевход.   Генеративная клетка пыльцевого зерна делится и образует два спермия. По  пыльцевой трубке спермии проникают в семязачаток. Одни спермий сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с  центральной клеткой и образует триплоидную клетку.   Зигота делится и развивается в зародыш нового растения. Из триплоидной  клетки формируется эндосперм. Стенки семязачатка становятся семенной  кожурой. Таким образом, семязачаток становится семенем.