Rodzaje rozmnażania bezpłciowego pierwotniaków. Rozmnażanie bezpłciowe i płciowe. Formy rozmnażania bezpłciowego, definicja, istota, znaczenie biologiczne

Reprodukcja jest uniwersalną właściwością żywych, zapewniającą ciągłość materialną przez wiele pokoleń. Ewolucja metod rozrodu.

reprodukcja zdolność organizmów do samodzielnego rozmnażania się. Właściwości organizmów do wydawania potomstwa. Jest to warunek istnienia gatunku, który opiera się na transferze materiału genetycznego. Ewolucja rozmnażania przebiegała z reguły w kierunku od rozmnażania bezpłciowego do płciowego, od izogamii do oogamii, od udziału wszystkich komórek w rozmnażaniu do tworzenia komórek rozrodczych i od zapłodnienia zewnętrznego do wewnętrznego z rozwojem i opieką wewnątrzmaciczną dla potomstwa. W toku ewolucji różne grupy organizmów wykształciły odmienne sposoby i strategie rozmnażania, a fakt, że grupy te przetrwały i istnieją, świadczy o efektywności różnych sposobów realizacji tego procesu. Całą różnorodność metod rozmnażania można podzielić na dwa główne typy: rozmnażanie bezpłciowe i płciowe.

Rozmnażanie bezpłciowe, jego rodzaje i znaczenie biologiczne.

Na bezpłciowy reprodukcja zaangażowana jest jedna osoba; osobniki są genetycznie identyczne z pierwotnymi rodzicami; komórki płciowe nie powstają. Rozmnażanie bezpłciowe wzmacnia rolę stabilizującą dobór naturalny, zapewnia zachowanie przystosowania w zmieniających się warunkach siedliskowych.

Istnieją dwa rodzaje rozmnażania bezpłciowego: wegetatywne i zarodnikowe (Tabela 10). Szczególnym przypadkiem jest poliembrion u kręgowców – rozmnażanie bezpłciowe we wczesnych stadiach rozwoju embrionalnego. Po raz pierwszy opisany przez I.I. Mechnikova na przykładzie podziału blastuli u meduz i rozwoju komórek całego organizmu z każdego agregatu. U ludzi przykładem poliembrionii jest rozwój bliźniąt jednojajowych.

Tabela 10 - Rodzaje rozmnażania bezpłciowego na poziomie organizmu

Rozmnażanie płciowe, jego rodzaje i zalety w stosunku do rozmnażania bezpłciowego.

Ewolucyjne rozmnażanie płciowe poprzedzone zostało procesem seksualnym – koniugacją. Koniugacja zapewnia wymianę informacji genetycznej bez zwiększania liczby osobników. Występuje u pierwotniaków, eukariontów, alg i bakterii.

rozmnażanie płciowe - pojawienie się i rozwój potomstwa z zapłodnionego jaja - zygoty (Tabela 11). W toku rozwoju historycznego w świecie roślin i zwierząt dominowało rozmnażanie płciowe organizmów. Ma wiele zalet:

Wysoki współczynnik reprodukcji.

Odnowa materiału genetycznego. Źródło zmienności dziedzicznej. Sukces w walce o byt.

Duże zdolności adaptacyjne osobników córek.

Rozmnażanie płciowe charakteryzuje się następującymi cechami:

W sprawę zaangażowane są dwie osoby.

Źródłem powstawania nowych organizmów są specjalne komórki - gamety różnicowane płciowo.

Do powstania nowego organizmu konieczna jest fuzja dwóch komórek rozrodczych. Wystarczy jedna komórka od każdego z rodziców.

Nieregularne rodzaje rozmnażania płciowego (Tabela 11):

1. Partenogeneza -rozwój zarodka z niezapłodnionej komórki jajowej. Występuje u niższych skorupiaków, wrotków, pszczół, os. Wyróżnia się partenogenezę somatyczną lub diploidalną oraz generatywną lub haploidalną. W przypadku somatycznym - jajo albo nie ulega podziałowi redukcyjnemu, albo dwa jądra haploidalne łączą się ze sobą, przywracając diploidalny zestaw chromosomów. Z generatywnym - zarodek rozwija się z haploidalnego jaja. Zatem u pszczoły miodnej drony rozwijają się z niezapłodnionych haploidalnych jaj. U os i mrówek podczas partenogenezy zestaw diploidalny odtwarza się w komórkach somatycznych w wyniku endomitozy.

Tabela 11 - Rodzaje rozmnażania płciowego u eukariontów

2. Ginogeneza – rodzaj rozmnażania płciowego, w którym plemniki uczestniczą jako stymulatory rozwoju komórki jajowej, ale w tym przypadku nie dochodzi do zapłodnienia (kariogamii). Rozwój zarodka odbywa się kosztem jądra żeńskiego. Obserwuje się to u glisty, u żyworodnej ryby Molinesia. Jądro plemnika ulega zniszczeniu i traci zdolność do kariogamii, ale zachowuje zdolność aktywacji komórki jajowej. Potomstwo otrzymuje informację genetyczną od matki.

3. Androgeneza – rodzaj rozmnażania, w którym rozwój komórki jajowej następuje pod wpływem męskiego jądra i cytoplazmy matki. Zarodek haploidalny charakteryzuje się niską żywotnością, która ulega normalizacji po przywróceniu diploidalnego zestawu chromosomów. W przypadku polispermii możliwe jest połączenie dwóch przedjąder ojcowskich i utworzenie jądra diploidalnego, jak u jedwabnika.

Gametogeneza. Cechy oogenezy i spermatogenezy u człowieka, jej regulacja hormonalna.

Nazywa się proces powstawania komórek rozrodczych Gametogeneza . Proces ten zachodzi w gruczołach płciowych (jądrach i jajnikach) i dzieli się na permatogeneza – produkcja nasienia i oogeneza – powstawanie jaj.

Spermatogeneza zachodzi w skręconych kanalikach nasiennych jąder i składa się z czterech faz (Tabela 12):

hodowla;

1. dojrzewanie;

   formacje.

faza hodowlana: powtarzająca się mitoza spermatogonii.

Faza wzrostu: komórki tracą zdolność do mitozy i powiększania się. Teraz nazywa się je spermatocytami pierwszego rzędu, które wchodzą w długą (około 3 tygodnie) profazę pierwszego podziału mejozy.

Tabela 12 – Etapy spermatogenezy

faza dojrzewania: Obejmuje dwa kolejne podziały mejozy: w wyniku pierwszego podziału (redukcyjnego) ze spermatocytów pierwszego rzędu powstają haploidalne spermatocyty drugiego rzędu (1n 2 chromatydy 2c). Są mniejsze niż spermatocyty pierwszego rzędu i znajdują się bliżej światła kanalika. Drugi podział mejozy (równanie) prowadzi do powstania czterech plemników - stosunkowo małych komórek z haploidalnym zestawem DNA (chromatyda 1n 1 1c).

Faza formowania: Polega na przekształceniu plemników w plemniki. Chromatyna w jądrze ulega zagęszczeniu, wielkość jądra maleje. Kompleks Golgiego przekształca się w akrosom zawierający enzymy lityczne niezbędne do rozkładu błon komórkowych jaja. Akrosom przylega do jądra i stopniowo rozprzestrzenia się nad nim w postaci czapki. Centriole przesuwają się na przeciwny biegun komórki. Z dystalnej centrioli powstaje wici, która następnie staje się osiową nicią rozwijającego się plemnika. Nadmiar cytoplazmy jest wydalany do światła kanalika i ulega fagocytozie przez komórki Sertoliego.

Spermatogeneza u człowieka przebiega przez cały okres dojrzewania w skręconych kanalikach nasiennych. Rozwój plemnika trwa 72-75 dni.

Oogeneza - zespół kolejnych procesów rozwoju żeńskiej komórki rozrodczej. Oogeneza obejmuje okresy rozmnażania, wzrostu i dojrzewania (Tabela 13). W okresie reprodukcji, w wyniku mitozy, zwiększa się liczba diploidalnych komórek rozrodczych - oogonia; po ustaniu mitozy i replikacji DNA w interfazie premejotycznej wchodzą w profazę mejozy, zbiegającą się z okresem wzrostu komórek zwanych oocytami pierwszego rzędu. Na początku okresu wzrostu (faza powolnego wzrostu) oocyt zwiększa się nieznacznie, w jego jądrze następuje koniugacja homologicznych chromosomów i krzyżowanie. Zwiększa się liczba organelli w cytoplazmie. Faza ta trwa latami. W fazie szybkiego wzrostu objętość oocytów zwiększa się setki lub więcej razy, głównie na skutek gromadzenia się rybosomów i żółtka. Podczas dojrzewania zachodzą 2 podziały mejozy. W wyniku pierwszego podziału powstaje oocyt drugiego rzędu i ciałko redukcyjne. Pod koniec okresu dojrzewania oocyty uzyskują zdolność do zapłodnienia, a dalszy podział ich jąder zostaje zablokowany. Mejoza kończy się procesem zapłodnienia utworzeniem jednego jaja i uwolnieniem 3 ciał redukcyjnych. Te ostatnie następnie ulegają degeneracji.

Tabela 13 – Etapy oogenezy

Różnice między oogenezą a spermatogenezą:

Sezon lęgowy oogonii kończy się wraz z urodzeniem.

Okres wzrostu podczas oogenezy jest dłuższy niż podczas spermatogenezy i obejmuje okres powolnego wzrostu, gdy zwiększa się wielkość jądra i cytoplazmy, oraz okres szybkiego wzrostu - gromadzenia się wtrąceń żółtka.

Podczas oogenezy z jednego oocytu I powstaje jedna pełnoprawna komórka rozrodcza, podczas gdy podczas spermatogenezy ze spermatocytu I powstają cztery.

Faza formowania jest charakterystyczna jedynie dla spermatogenezy. Tworzenie się jaja następuje w okresie zapłodnienia.

U ludzi komórki jajowe i plemniki rozwijają się z pierwotnych komórek rozrodczych, które tworzą się w mezodermie pozazarodkowej. Pierwotne komórki rozrodcze migrują następnie do miejsca swojej ostatecznej lokalizacji - do gonady biseksualnej. U wielu zwierząt obszary cytoplazmy odpowiedzialne za wydzielanie pierwotnych komórek rozrodczych różnią się pigmentacją lub ziarnistościami. To są determinanty płci. Cytoplazma płciowa koncentruje się na biegunie wegetatywnym komórki.

Specyficzne oznaki płci żeńskiej (rozwój jajników) stają się zauważalne pod koniec 8. tygodnia. Pod koniec trzeciego miesiąca rozwoju wewnątrzmacicznego w głębi gonad powstają oocyty (profaza 1). Do 7. miesiąca różnicowanie jajnika nabierze szybkiego tempa. Do 9 miesiąca w jajniku znajduje się 200–400 tysięcy oocytów.

Podczas oogenezy podział mitotyczny pierwotnych żeńskich komórek rozrodczych (oogonia) kończy się w 5. miesiącu rozwoju wewnątrzmacicznego. Ich liczba sięga prawie 7 milionów, Oogonia w procesie swojego rozwoju zamienia się w oocyty pierwszego rzędu. Ustaje dalsza reprodukcja wewnątrzmaciczna oogonii. Dlatego do chwili urodzenia jajnik dziewczynki zawiera już około 2 milionów oocytów w pęcherzykach pierwotnych. Jednak wśród nich zachodzi intensywny proces atrezji. Dlatego na początku okresu dojrzewania w jajniku kobiety pozostaje około 400-500 tysięcy oocytów zdolnych do dalszego rozwoju.

Tworzenie pęcherzyków pierwotnych kończy się pod koniec trzeciego miesiąca rozwoju wewnątrzmacicznego, kiedy komórki pęcherzykowe całkowicie pokrywają oocyt. Do czasu zakończenia tworzenia pęcherzyka pierwotnego oocyty znajdują się w I etapie mejozy, w fazie dictyoten (faza diplotenu). Od tego momentu następuje długa przerwa w ich dalszym rozwoju. Zatrzymanie podziału oocytów I utrzymuje się aż do okresu dojrzewania.

Krótko przed owulacją pierwszy przystanek zostaje przerwany w fazie diplotenowej pierwszego podziału mejozy. Podział szybko kończy się utworzeniem oocytu drugiego rzędu i jednego, tzw. ciałka redukcyjnego. Oocyt owulowany nazywany jest oocytem drugiego rzędu. Po owulacji oocyt rozpoczyna drugi podział mejozy, który trwa aż do metafazy II. Jeśli nastąpiło zapłodnienie, to druga faza mejozy kończy się niemal jednocześnie z nim. W rezultacie powstaje jajo. Jeśli do zapłodnienia nie dojdzie w ciągu 48 godzin po owulacji, owulowane jajo (oocyt II) obumiera.

Co miesiąc w jajniku dojrzewa jeden pęcherzyk, wewnątrz którego znajduje się gameta zdolna do zapłodnienia. Dojrzewanie pęcherzyka składa się z kilku etapów. Początkowo oocyty pierwszego rzędu są otoczone warstwą komórek i powstaje pęcherzyk pierwotny. Ponadto w okresie przed okresem dojrzewania pęcherzyki powiększają się w wyniku wzrostu oocytu, tworzenia przezroczystej strefy i promiennej korony. Następnie pęcherzyk wtórny rośnie, zamienia się w trzeciorzędowy lub dojrzały, zawierający oocyt drugiego rzędu. W sumie w okresie rozrodczym kobieta dojrzewa 400-800 pęcherzyków.

Po dojrzewaniu pęcherzyka jajnikowego jego ściany pękają, a oocyt II przedostaje się do jamy ciała. Lejek jajowodu (jajowody) znajduje się w pobliżu jajnika. Rzęski zapewniają ruch jaja przez jajowod, gdzie następuje zapłodnienie. Po owulacji zniszczony pęcherzyk jajnikowy kurczy się, a w wyniku podziału komórek pęcherzykowych powstaje „ciałko żółte”, które wypełnia jamę pęcherzyka. Jeśli do zapłodnienia nie dojdzie, dochodzi do jego degeneracji, a w innej części jajnika zaczynają rosnąć nowe pęcherzyki. Kiedy zachodzi ciąża, „żółte ciałko” zostaje zachowane, a po porodzie tworzą się nowe pęcherzyki. W młodzieńczych i dojrzałych okresach ontogenezy oocyty w jajnikach znajdują się w profazie I (stadium diplotenowe: w nich chromosomy w postaci szczoteczek lampowych, intensywna synteza RNA na niektórych genach). Blok profazy 1 jest okresowo usuwany z oocytów, kończy się mejoza I i rozpoczyna się mejoza II. Podczas zapłodnienia po 24 godzinach kończy się mejoza II, a po kolejnych 10 godzinach tworzy się synkarion i następuje synkariogamia.

Blokowanie ma charakter adaptacyjny. Koniugacja i krzyżowanie w mejozie znajdują się pod ochroną organizmu matki, co gwarantuje mniej anomalii embrionalnych. W okresie postembrionalnym organizm narażony jest na różnorodne wpływy środowiska, co zwiększa częstotliwość powstawania nieprawidłowych gamet.

Wzrost pęcherzyków, ich owulacja to procesy zależne od hormonów, regulowane przez trzy hormony gonadotropowe przysadki mózgowej: stymulujący pęcherzyki (FSH), luteinizujący (LH), luteotropowy (LTH), hormony jajnikowe - estrogeny i progesteron. Pod wpływem FSH następuje rozwój i dojrzewanie pęcherzyków w jajniku. Dzięki połączonemu działaniu FSH i LH dochodzi do pęknięcia dojrzałego pęcherzyka, owulacji i powstania „ciałka żółtego”. Po owulacji LH wspomaga produkcję hormonu progesteronu w jajniku przez „ciało żółte”.

Wydzielanie LH i FSH przez przysadkę mózgową regulowane jest przez neurohumoralną aktywność podwzgórza, które wytwarza neurohormony: wazopresynę, oksytocynę. Ośrodki te z kolei znajdują się pod wpływem hormonów jajnikowych – estrogenów. Wpływają na rozwój wtórnych cech płciowych, metabolizm (zwiększają dysymilację białek) i termoregulację. Ponadto jajniki wytwarzają także androgeny – męskie hormony płciowe. Te ostatnie powstają również w korze nadnerczy.

Specyficzne oznaki płci męskiej, rozwój jąder obserwuje się pod koniec 7. tygodnia rozwoju wewnątrzmacicznego.

Męski gruczoł płciowy – jądro – składa się z kanalików nasiennych otoczonych łączną i luźną tkanką śródmiąższową, która wytwarza hormony.

spermatogeneza - jest to proces transformacji pierwotnych komórek rozrodczych - spermatogonii w plemniki w jądrach. Proces ten zachodzi w kanalikach nasiennych męskich gonad. Spermatogonie znajdują się na zewnętrznej ścianie kanalików nasiennych. W pewnym momencie zaczynają rosnąć i przemieszczać się od obwodu do środka kanalików, przechodząc do podziału mitotycznego, w wyniku czego powstaje spermatogonia. Spermatogonie rosną i po licznych podziałach mitotycznych tworzą spermatocyty, przechodząc do mejozy, której kulminacją są dwa kolejne podziały, w wyniku których powstają pełnoprawne komórki – plemniki, które różnicują się w plemniki. Dwa kolejne podziały mejozy są często nazywane podziałami dojrzewania.

U człowieka pierwszy podział mejozy trwa kilka tygodni, drugi – 8 godzin. Podczas drugiego podziału ze spermatocytów drugiego rzędu powstają cztery niedojrzałe haploidalne (1n1c) komórki płciowe - plemniki. W strefie formowania stają się plemnikami.

Spermatogeneza przebiega przez cały okres dojrzewania płci męskiej. Pełne dojrzewanie komórki trwa 72 dni.

Funkcje jąder regulowane są przez gruczoły wydzielania wewnętrznego i przysadkę mózgową. Głównym męskim hormonem płciowym wytwarzanym w komórkach Leydiga w jądrach jest testosteron. Pod wpływem męskich hormonów płciowych nasila się tworzenie i rozkład białek w organizmie, co prowadzi do rozwoju mięśni, tkanki kostnej i wielkości ciała.

Cechy morfofunkcjonalne dojrzałych gamet u ludzi.

jajko - owalne, duże, siedzące lub nieruchome. Większość zwierząt nie ma centrosomu i nie jest zdolna do niezależnych podziałów. Ze względu na zawartość i rozmieszczenie żółtka wyróżnia się kilka rodzajów jaj (tab. 14).

Tabela 14 - Rodzaje jaj

Rozmieszczenie żółtka determinuje organizację przestrzenną zarodka. Izolocytalny jaja charakteryzują się niewielką ilością równomiernie rozłożonego żółtka, np. w lancecie. Polilecital – z umiarkowaną (płazy) i nadmierną zawartością żółtka (gady, ptaki). Telolecital jaja charakteryzują się nierównomiernym rozmieszczeniem żółtka i tworzeniem się biegunów: zwierzę , na którym nie ma żółtka, wegetatywny – z żółtkiem. Centrolecitalny - charakteryzują się dużą ilością równomiernie rozmieszczonego żółtka w środku jaja i są charakterystyczne dla stawonogów.

Komórka jajowa tworzy 3 rodzaje błon ochronnych:

Podstawowy - żółtko, produkt odpadowy oocytu lub jaja, ma kontakt z cytoplazmą. U ludzi jest częścią gęstej skorupy, tworząc jej wewnętrzną część. Jego zewnętrzna strefa jest utworzona przez komórki pęcherzykowe i jest wtórna (promienna korona).

Wtórny - powstaje jako pochodna komórek pęcherzykowych (ich izolacja) otaczających oocyt (komórki warstwy ziarnistej). U owadów - kosmówka, u ludzi - promienna korona. Przez gęstą skorupę mikrokosmki jaja penetrują od wewnątrz, a od zewnątrz - mikrokosmki komórek pęcherzykowych. W ten sposób u osoby powstaje promienna korona i jasna strefa.

Trzeciorzędowy - powstaje po zapłodnieniu w wyniku wydzielania gruczołów lub nabłonka śluzowego dróg rodnych podczas przechodzenia przez jajowod samicy. Są to galaretowate skorupy jaj płazów, białko, podskorupa i skorupa u ptaków.

Podczas zapłodnienia plemnik pokonuje błonę wtórną i pierwotną.

Sperma. Gameta jest mała, ruchliwa. Ma części: głowę, szyję, część środkową i ogon. Głowa składa się z akrosomu i jądra. Akrosom powstaje z kompleksu Golgiego plemnika. Akrosom zapewnia penetrację plemników do komórki jajowej i aktywację tej ostatniej za pomocą enzymu hialuronidazy.

Jądro plemnika zawiera zwarte upakowane deoksynukleoproteiny. Takie upakowanie haploidalnego zestawu chromosomów jest związane z białkami protaminowymi. Jego znaczenie polega na prawie całkowitej inaktywacji materiału genetycznego.

Na szyi znajdują się centriole proksymalne i dystalne, ustawione pod kątem prostym. Proksymalny - uczestniczy w tworzeniu wrzeciona podziału zapłodnionego jaja, a od dystalnego - tworzy się osiowy gwint ogona.

Mitochondria skupiają się w środkowej części, tworząc zwartą gromadę - helisę mitochondrialną. Ta część zapewnia energię i aktywność metaboliczną plemnika.

Podstawą ogona jest nić osiowa otoczona niewielką ilością cytoplazmy i błony komórkowej.

Żywotność plemników zależy od stężenia plemników (gęsta zawiesina), stężenia jonów wodorowych (największa aktywność w środowisku zasadowym) i temperatury.

Zapłodnienie, jego fazy, istota biologiczna.

Proces zapłodnienia (połączenia jąder gamet męskich i żeńskich) poprzedzony jest inseminacją. Zapłodnienie – procesy powodujące spotkanie plemnika i komórki jajowej. Interakcję gamet zapewnia uwalnianie specjalnych substancji – gamons (gynogamony i androgamony). Gynogamon I stymuluje ruchliwość plemników. Gynogamon II blokuje aktywność motoryczną plemników i wspomaga ich wiązanie na błonie komórki jajowej. Androgamon I hamuje ruch plemników, co chroni je przed przedwczesną utratą energii. Androgamon II sprzyja rozpuszczaniu błony komórki jajowej.

Istnieją dwa rodzaje inseminacji: zewnętrzna i wewnętrzna. U niektórych zwierząt obserwuje się inseminację przez skórę, która jest formą przejściową. Jest to typowe dla nemerteanów, pijawek.

Etapy nawożenia:

Zbieżność gamet, reakcja akrosomalna i penetracja plemnika;

Aktywacja jaja, jego procesy syntetyczne;

Fuzja gamet (syngamia).

faza zewnętrzna. Zbliżenie Gamety należą do fazy zewnętrznej. Gamety żeńskie i męskie wydzielają specyficzne związki zwane gamonami. Gynogamony I i II są produkowane przez komórki jajowe, a androgamony I i II przez plemniki. Gynogamony I aktywują ruch plemników i zapewniają kontakt z komórką jajową, a androgamony II rozpuszczają skorupkę jaja.

Okres żywotności jaj u ssaków wynosi od kilku minut do 24 godzin lub dłużej. Zależy to od warunków wewnętrznych i zewnętrznych. Żywotność plemników wynosi 96 godzin. Zdolność do zapłodnienia utrzymuje się przez 24-48 godzin.

W momencie kontaktu plemnika z zewnętrzną skorupą komórki jajowej rozpoczyna się reakcja akrosomalna. Enzym hialuronidaza jest wydzielany z akrosomu. W miejscu kontaktu plemnika z błoną plazmatyczną komórki jajowej powstaje guzek wypukły lub zapłodnieniowy. Guzek zapłodnienia ułatwia wciągnięcie plemnika do komórki jajowej. Błony gamet łączą się. Nazywa się fuzją męskich i żeńskich komórek rozrodczych syngamia. W niektórych przypadkach (u ssaków) plemnik przedostaje się do komórki jajowej bez aktywnego udziału guzka zapłodnieniowego. Jądro i centriola plemnika przedostają się do cytoplazmy komórki jajowej, co przyczynia się do zakończenia mejozy II w oocycie.

faza wewnętrzna. Charakteryzuje się reakcją korową ze strony jaja. Następuje oderwanie błony żółtkowej, która twardnieje i nazywana jest błoną zapłodnieniową. Pod koniec mejozy powstają przedjądra męskie i żeńskie. Oba przedjądra łączą się. Fuzja jąder gamet synkariogamia stanowi istotę procesu zapłodnienia, w wyniku którego powstaje zygota.

Nowoczesna strategia reprodukcyjna człowieka.

Współczesna strategia reprodukcyjna człowieka obejmuje:

Diagnostyka prenatalna chorób dziedzicznych;

Stosowanie metod przezwyciężenia niepłodności:

sztuczne zapłodnienie;

zapłodnienie komórki jajowej in vitro;

przeszczepianie zarodków metodą „macierzyństwa zastępczego”.

dawstwo komórek jajowych i zarodków.

1) Podział jednokomórkowy(ameba). Na schizogonia(plazmodium malarii) okazuje się, że nie dwie, ale wiele komórek.

2) Sporulacja

• Zarodniki grzybów i roślin służą do rozmnażania.
• Zarodniki bakterii nie służą do rozmnażania, ponieważ. Z jednej bakterii powstaje jeden zarodnik. Służą do doświadczania niekorzystnych warunków i przesiedleń (przez wiatr).

3) Pączkowanie: osobniki potomne powstają z wyrostków organizmu matki (nerki) - w jelitach (hydra), drożdżach.

4) Fragmentacja: organizm macierzysty dzieli się na części, każda część zamienia się w organizm potomny. (Spirogyra, koelenteraty, rozgwiazdy.)

5) Rozmnażanie wegetatywne roślin: rozmnażanie za pomocą organów wegetatywnych:

• korzenie - malina
• liście - fioletowe
• specjalistyczne modyfikowane pędy:
• cebula (cebula)
• kłącze (trawy pszenicznej)
• bulwa (ziemniaka)
• wąsy (truskawka)

Metody rozmnażania płciowego

1) Za pomocą gamet, plemniki i komórki jajowe. Hermafrodyta- jest to organizm, który tworzy gamety żeńskie i męskie (większość roślin wyższych, koelenteraty, płaskie i niektóre pierścienice, mięczaki).

2) Koniugacja w zielone algi spirogyra: dwie nici spirogyry zbliżają się do siebie, tworzą się mostki kopulacyjne, zawartość jednej nici przepływa do drugiej, jedna nić jest uzyskiwana z zygot, druga - z pustych muszli.

3) Koniugacja w orzęskach: zbliżają się dwa orzęski, wymieniają jądra płciowe, a następnie rozchodzą się. Liczba orzęsków pozostaje taka sama, ale następuje rekombinacja.

4) Partenogeneza: dziecko rozwija się z niezapłodnionego jaja (w mszycach, rozwielitkach, dronach pszczół).

Ustal zgodność między cechą rozmnażania płciowego i wegetatywnego a metodą rozmnażania: 1) bezpłciową, 2) płciową. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) tworzy nowe kombinacje genów
B) tworzy zmienność kombinacyjną
B) rodzi potomstwo identyczne z rodzicem
D) zachodzi bez gametogenezy
D) z powodu mitozy

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone. Zarodniki bakterii, w odróżnieniu od zarodników grzybów,
1) służyć jako przystosowanie do przeniesienia niekorzystnych warunków
2) pełnić funkcję odżywiania i oddychania
3) NIE NALEŻY służyć do reprodukcji
4) zapewnić dystrybucję (rozliczenie)
5) powstają w wyniku mejozy
6) powstają z komórki macierzystej w wyniku utraty wody

Odpowiedź

Wybierz trzy opcje. Rozmnażanie bezpłciowe charakteryzuje się
1) potomstwo ma wyłącznie geny organizmu matki
2) potomstwo różni się genetycznie od ciała matki
3) jedna osoba uczestniczy w tworzeniu potomstwa
4) u potomstwa następuje podział znaków
5) potomstwo rozwija się z niezapłodnionego jaja
6) z komórek somatycznych rozwija się nowy osobnik

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechą a sposobem rozmnażania rośliny: 1) wegetatywnej, 2) płciowej
A) przeprowadzane przez zmodyfikowane pędy
B) odbywa się przy udziale gamet
C) rośliny potomne pozostają bardzo podobne do rośliny rodzicielskiej
D) jest wykorzystywana przez człowieka do zachowania cennych cech roślin matecznych u potomstwa
d) z zygoty rozwija się nowy organizm
E) potomstwo łączy w sobie cechy organizmu matki i ojca

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechą reprodukcji a jej rodzajem: 1) wegetatywnym, 2) seksualnym. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) z powodu połączenia gamet
B) osobniki powstają przez pączkowanie
B) zapewnia podobieństwo genetyczne osobników
D) zachodzi bez mejozy i krzyżowania
D) z powodu mitozy

Odpowiedź

1. Ustal zgodność między przykładem reprodukcji a jej metodą: 1) seksualną, 2) bezpłciową. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) zarodnikowanie w torfowcu
B) rozmnażanie nasion świerka
B) partenogeneza u pszczół
D) rozmnażanie przez cebule tulipanów
D) ptaki składają jaja
E) tarło u ryb

Odpowiedź

2. Ustal zgodność między konkretnym przykładem a metodą rozmnażania: 1) bezpłciowego, 2) płciowego. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) zarodnikowanie paproci
B) tworzenie gamet Chlamydomonas
B) tworzenie zarodników w torfowcu
D) pączkowanie drożdży
D) tarło ryb

Odpowiedź

3. Ustal zgodność między konkretnym przykładem a metodą rozmnażania: 1) bezpłciowego, 2) płciowego. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) pączkowanie hydry
B) podział komórki bakteryjnej na dwie
B) tworzenie zarodników w grzybach
D) partenogeneza pszczół
D) powstawanie wąsów truskawkowych

Odpowiedź

4. Ustal zgodność między przykładami i metodami rozmnażania: 1) bezpłciowego, 2) płciowego. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) żywe narodziny u rekina
B) podzielenie butów infusoria na dwie części
B) partenogeneza pszczół
D) rozmnażanie liści fiołka
D) tarło przez ryby
E) pączkowanie hydry

Odpowiedź

5. Ustalić zgodność między procesami i metodami rozmnażania organizmów: 1) seksualnie, 2) bezpłciowo. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) jaszczurki składają jaja
B) penicillium zarodnikowania
C) rozmnażanie trawy pszenicznej przez kłącza
D) Partenogeneza rozwielitek
D) podział eugleny
E) rozmnażanie wiśni przez nasiona

Odpowiedź

6. Ustal zgodność między przykładami i metodami rozmnażania: 1) bezpłciowego, 2) płciowego. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) sadzonki malin
B) powstawanie zarodników w skrzypie
C) zarodnikowanie lnu z kukułką
D) fragmentacja porostów
D) partenogeneza mszyc
E) pączkowanie w polipie koralowym

UTWORZONY 7. Dopasuj przykłady i metody rozmnażania: 1) bezpłciowe, 2) płciowe. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) tworzenie gamet w chlorelli
B) tarło jesiotra
B) zarodnikowanie u mchów

D) podział ameby zwyczajnej

Wybierz jedną, najbardziej poprawną opcję. Nazywa się rozmnażanie, w którym organizm potomny pojawia się bez zapłodnienia z komórek organizmu matki
1) partenogeneza
2) seksualne
3) aseksualny
4) nasiona

Odpowiedź

Wszystkie z wyjątkiem dwóch poniższych terminów są używane do opisania rozmnażania płciowego organizmów. Wskaż dwa terminy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane.
1) gonady
2) spór
3) nawożenie
4) owogeneza
5) pączkowanie

Odpowiedź

Zapisz liczby, pod którymi wskazano, co dzieje się podczas rozmnażania płciowego zwierząt.
1) zazwyczaj uczestniczą dwie osoby
2) komórki rozrodcze powstają w wyniku mitozy
3) komórki somatyczne są początkowe
4) gamety mają haploidalny zestaw chromosomów
5) genotyp potomstwa jest kopią genotypu jednego z rodziców
6) genotyp potomstwa łączy informację genetyczną obojga rodziców

Odpowiedź

Wybierz trzy cechy charakterystyczne dla rozmnażania płciowego roślin nasiennych i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone.
1) Plemniki i komórki jajowe biorą udział w rozmnażaniu
2) W wyniku zapłodnienia powstaje zygota
3) W procesie rozmnażania komórka dzieli się na pół
4) Potomstwo zachowuje wszystkie dziedziczne cechy rodzica
5) W wyniku rozmnażania u potomstwa pojawiają się nowe znaki
6) Wegetatywne części rośliny biorą udział w rozmnażaniu

Odpowiedź

Wybierz dwie różnice między rozmnażaniem płciowym i bezpłciowym.
1) rozmnażanie płciowe jest energetycznie bardziej opłacalne niż bezpłciowe
2) w rozmnażaniu płciowym biorą udział dwa organizmy, jeden bezpłciowy
3) podczas rozmnażania płciowego potomstwo jest dokładną kopią rodziców
4) komórki somatyczne biorą udział w rozmnażaniu bezpłciowym
5) rozmnażanie płciowe możliwe jest wyłącznie w wodzie

Odpowiedź

1. Wszystkie z wyjątkiem dwóch poniższych terminów są używane do opisu rozmnażania bezpłciowego. Wskaż dwa terminy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane.
1) schizogonia
2) partenogeneza
3) fragmentacja
4) pączkowanie
5) kopulacja

Odpowiedź

2. Wszystkie poniższe terminy, z wyjątkiem dwóch, używane są do opisu bezpłciowego rozmnażania organizmów żywych. Wskaż dwa terminy, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane.
1) fragmentacja
2) rozmnażanie nasion
3) sporulacja
4) partenogeneza
5) pączkowanie

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami a metodą rozmnażania roślin: 1) płciową, 2) wegetatywną. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) odbywa się przy udziale gamet
B) z zygoty rozwija się nowy organizm
C) przeprowadzane przez zmodyfikowane pędy
D) potomstwo ma oznaki organizmów ojcowskich i matczynych
D) potomstwo ma cechy organizmu matki
E) jest wykorzystywana przez człowieka w celu zachowania cennych cech rośliny matecznej u potomstwa

Odpowiedź

Wszystkie poniższe przykłady z wyjątkiem dwóch odnoszą się do bezpłciowego rozmnażania organizmów. Wskaż dwa przykłady, które „wypadają” z ogólnej listy i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane.
1) rozmnażanie przez zarodniki paproci
2) rozmnażanie dżdżownic przez fragmentację
3) koniugacja orzęsków i butów
4) pączkowanie hydry słodkowodnej
5) partenogeneza pszczół

Odpowiedź

Ustal zgodność między cechami i metodami rozmnażania: 1) bezpłciowego, 2) seksualnego. Zapisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) Bezpiecznik jąder haploidalnych.
B) Powstaje zygota.
C) Występuje za pomocą zarodników lub zoospor.
D) Przejawia się zmienność kombinacyjna.
E) Powstaje potomstwo identyczne z osobnikiem pierwotnym.
E) Genotyp osobnika rodzicielskiego jest zachowywany przez wiele pokoleń.

Reprodukcja, czyli reprodukcja własnego rodzaju, jest specyficzną i obowiązkową właściwością wszystkich żywych istot. Czas życia poszczególnych organizmów jest bardzo ograniczony. Ale dzięki ich samoreprodukcji zapewnione jest długotrwałe istnienie zarówno określonych gatunków, jak i ogólnie istot żywych. Rozmnażanie, kompensujące proces naturalnego wymierania osobników, pozwala zachować gatunek w nieskończonej liczbie pokoleń.

Samoreprodukcja polega na przekazywaniu od rodziców potomstwu dziedzicznej informacji o całości cech, właściwości i cech właściwych przedstawicielom danego gatunku. W toku rozwoju nastąpiła także ewolucja form reprodukcji, których różnorodność wyróżnia współczesne organizmy żywe.

Klasyfikacja metod rozrodu. Przede wszystkim należy rozróżnić dwa zasadniczo różne rodzaje rozmnażania organizmów - bezpłciowy I seksualny(ryc. 1).

Ryż. 1.Schematy porównawcze dwóch głównych rodzajów reprodukcji: ? - rozmnażanie bezpłciowe (jedna osoba produkuje dwa lub

więcej potomstwa) ? - rozmnażanie płciowe (dwie gamety z dwie osoby rodzicielskie, łącząc się, dają początek nowemu ciało)

Podczas rozmnażania bezpłciowego nowy osobnik powstaje z jednej komórki (lub grupy komórek w organizmach wielokomórkowych) organizmu rodzicielskiego podczas jego podziału miotycznego. Dlatego powstałe organizmy potomne są podobne do siebie nawzajem i do swoich rodziców pod każdym względem. Mówiąc obrazowo, w procesie rozmnażania bezpłciowego wiele kopii genetycznych organizmu rodzicielskiego ulega „replikacji”.

W rozmnażaniu płciowym biorą udział dwie osoby rodzicielskie. Tworzą wyspecjalizowane komórki płciowe - gamety, w wyniku fuzji (zapłodnienia) powstaje zygota (Z), dając początek organizmowi potomnemu.

Kiedy powstaje zygota, następuje połączenie informacji dziedzicznych (ujednolicenie zestawów chromosomów rodziców). W rezultacie organizm potomny rozwijający się z zygoty ma nową kombinację cech. Rozmnażanie płciowe zapewnia zatem różnorodność osobników danego gatunku, co przyczynia się do kształtowania przez nie różnych warunków życia i warunkuje zmienność kombinacyjną. To wyjaśnia dominujący rozkład procesów seksualnych w różnych królestwach żywych istot. Niemniej jednak u wielu gatunków organizmów, w obecności procesu płciowego, podczas ich cyklu życiowego zachowują się również różne formy rozmnażania bezpłciowego. Wyjaśnia to fakt, że ten ostatni może zapewnić szybki i znaczny wzrost liczby osobników w sprzyjających warunkach środowiskowych. Sukces istnienia wielu gatunków organizmów wynika z połączenia różnych metod ich rozmnażania (Schemat 1).

4. Formy rozmnażania organizmów

Ciągłość pokoleń organizmów w przyrodzie odbywa się poprzez rozmnażanie. reprodukcja to zdolność organizmu do reprodukcji własnego rodzaju. W przyrodzie występują dwa rodzaje rozmnażania: bezpłciowy i seksualny.

Rodzaje rozmnażania bezpłciowego

rozmnażanie bezpłciowe- utworzenie nowego organizmu z jednej komórki lub grupy komórek pierwotnego organizmu rodzicielskiego. W tym przypadku tylko jedna osoba rodzicielska uczestniczy w reprodukcji, która przekazuje informacje dziedziczne osobom potomnym. Rozmnażanie bezpłciowe daje identyczne potomstwo. Jedynym źródłem zmienności są losowe zmiany dziedziczne, które mogą wystąpić w procesie rozwoju jednostki.

Mitoza jest podstawą rozmnażania bezpłciowego. Istnieje kilka rodzajów rozmnażania bezpłciowego.

Interesujące jest rozmnażanie bezpłciowe u bakterii (ryc. 7).

Ryż. 7. Bezpłciowe rozmnażanie bakterii: A - ogólny schemat rozmnażania; B - schemat podziału komórki

Okrągła cząsteczka DNA jest przyłączana do błony komórkowej i ulega replikacji. W komórce zaczyna tworzyć się podział poprzeczny od strony przyłączania cząsteczek DNA. Następnie przegroda poprzeczna rozwidla się, przesuwając zakotwiczony DNA do różnych części komórki. Rybosomy są równomiernie rozmieszczone pomiędzy dwiema komórkami potomnymi, powstaje zwężenie, które dzieli komórkę na dwie komórki potomne.

Pączkowanie - Jest to forma rozmnażania bezpłciowego, w której niewielki odrost (pączek) oddziela się od osobnika rodzicielskiego i tworzy się organizm potomny. Z grupy komórek organizmu pierwotnego rozwija się nowy organizm. Ten rodzaj rozmnażania bezpłciowego jest charakterystyczny dla koelenteratów (hydra) oraz niektórych innych zwierząt i roślin. Grzyby jednokomórkowe - drożdże rozmnażają się również poprzez pączkowanie. W odróżnieniu od prostego podziału, podczas pączkowania komórka macierzysta dzieli się na nierówne części, wypuszczając coraz mniejszą komórkę potomną (ryc. 8, B).

Ryż. 8. Rodzaje rozmnażania bezpłciowego: A - prosty podział eugleny zielonej na dwie (podłużny); B - pączkowanie drożdży i hydrów; B - zarodnikowanie mchu; G - rozmnażanie wegetatywne przez liście begonii

Rozmnażanie przez zarodniki (sporulacja) jest charakterystyczny dla roślin zarodnikowych (glony, mchy, paprocie). Rozmnażanie odbywa się za pomocą specjalnych komórek - zarodników powstałych w ciele matki (ryc. 8, C). Zarodnik to mała komórka składająca się z jądra i niewielkiej ilości cytoplazmy. Tworzą się w dużych ilościach w pierwotnym organizmie matki. Każdy zarodnik, kiełkując, daje początek nowemu organizmowi. Ponieważ są mikroskopijnie małe, łatwo są przenoszone przez wiatr, wodę lub inne organizmy, co przyczynia się do zasiedlania tych roślin. Grzyby rozmnażają się również przez zarodniki, takie jak penicillum, grzyby kapeluszowe.

Rozmnażanie wegetatywne- jest to rozmnażanie przez poszczególne narządy, części narządów lub ciało. Rozmnażanie wegetatywne najczęściej występuje u roślin, które mogą rozmnażać się przez korzenie, pędy i części pędów (łodygi, liście), pędy modyfikowane. Metody wegetatywnego rozmnażania roślin są bardzo zróżnicowane. Jest to rozmnażanie przez cebule (tulipan), podziemne rozłogi - bulwy (ziemniaki), kłącza (perz), szyszki korzeniowe (dalia), nawarstwianie (porzeczka), odrosty korzeniowe (malina), liście (begonia, fiołek), nadziemne rozłogi - wąsy (truskawki ) itp. (ryc. 8, D).

Podział- jest to podział osobnika na dwie lub więcej części, z których każda może dać początek nowemu organizmowi. Metoda ta opiera się na regeneracja- zdolność organizmów do odtwarzania brakujących części organizmu. Jest charakterystyczny dla niższych bezkręgowców (koelenteratów, płazińców, rozgwiazd itp.). Ciało zwierzęcia podzielone na osobne części uzupełnia brakujące fragmenty. Na przykład w niesprzyjających warunkach płaziniec płaski rozpada się na osobne części, z których każda w sprzyjających warunkach może dać początek nowemu organizmowi.

Fragmentacja występuje również w roślinach, na przykład glony wielokomórkowe mogą rozmnażać się w częściach plechy.

Klonowanie. Sztuczna metoda reprodukcji, która pojawiła się stosunkowo niedawno, na początku lat 60-tych. XX wiek Polega na uzyskaniu nowego organizmu z jednej komórki pierwotnej. Ponieważ jądro komórkowe zawiera cały zestaw chromosomów, a co za tym idzie i geny, w pewnych warunkach może zostać zmuszone do podziału, co doprowadzi do powstania nowego organizmu. Mitoza jest podstawą tworzenia klonów. W przypadku klonowania roślin komórki tkanki edukacyjnej oddziela się i hoduje na specjalnych pożywkach. Komórka rośliny, dzieląc się sukcesywnie, daje początek całemu organizmowi. Metoda ta jest obecnie szeroko stosowana w celu uzyskania cennych odmian roślin.

Istnieją doświadczenia w klonowaniu zwierząt. Po raz pierwszy został wprowadzony przez angielskiego biologa D. Gurdona i dał pozytywne wyniki w eksperymentach z ropuchą południowoamerykańską. Jako dawcę jądrowego wykorzystano komórki jelitowe kijanki. Jądra jaj biorcy zostały zniszczone przez promienie ultrafioletowe, a do tych komórek przeszczepiono jądra nabłonka jelitowego. W wyniku eksperymentu udało się uzyskać kilka sklonowanych osobników ropuchy, całkowicie do siebie identycznych. W 1995 roku brytyjskim naukowcom udało się uzyskać klon owcy, który wyglądał jak pierwotna matka. Jednakże jagnięta zdechły we wczesnym wieku, przed osiągnięciem dziewiątego miesiąca życia.

W 1997 roku metodą klonowania uzyskano owcę Dolly. W tym celu pobierano jądra komórek gruczołu sutkowego owcy jednej rasy (dawcy jąder) i przeszczepiano je do jaj z wcześniej zniszczonymi jądrami owcy innej rasy (biorcy). Sklonowana owca nie różniła się od dawcy jądra, ale bardzo różniła się od biorcy.

Zastosowanie metody klonowania pozwoli nie tylko zachować cenne gospodarczo zwierzęta, ale także rozmnażać je bez ograniczeń. Obecnie trwają prace nad klonowaniem ludzi, co wywołuje gorącą dyskusję nie tylko wśród naukowców, ale także wśród różnych grup społeczeństwa. Metoda ta ma jednak na celu reprodukcję jedynie pojedynczych narządów i tkanek w celu późniejszego przeszczepienia do organizmu dawcy, a nie tworzenie pojedynczych osobników. Ta metoda rozwiąże problem niezgodności tkanek różnych organizmów.

Cechy rozmnażania płciowego

rozmnażanie płciowe - Jest to powstawanie nowego organizmu przy udziale dwóch osobników rodzicielskich. Nowy organizm niesie dziedziczną informację od dwojga rodziców, a powstałe w ten sposób potomstwo różni się genetycznie od siebie i od swoich rodziców. Proces ten jest charakterystyczny dla wszystkich grup organizmów, w najprostszej wersji zachodzi nawet u prokariotów.

Podczas rozmnażania płciowego jest to szczególne komórki płciowe - gamety typy męskie i żeńskie, które potrafią się łączyć. Męskie gamety - plemniki, Lub sperma(jeśli są stacjonarne). Gameta żeńska - jajko. Gamety różnią się od wszystkich innych komórek w organizmie, które są tzw somatyczny(od łac. soma - ciało). Zawsze tak było haploidalny zestaw chromosomów (N).

W wyniku fuzji dwóch gamet ponownie przywracany jest diploidalny zestaw chromosomów. Jednocześnie połowa wszystkich chromosomów jest ojcowska, a druga połowa matczyna. Na przykład osoba ma 46 chromosomów, z czego 23 pochodzą od matki i 23 od ojca.

Rozmnażanie płciowe ma wiele zalet. W wyniku tego procesu następuje zmiana informacji dziedzicznych, a u nowych osób łączone są znaki dwojga rodziców. Prowadzi to do pojawienia się nowych kombinacji cech i genów. Rozmnażanie płciowe czyni organizm bardziej konkurencyjnym i przystosowanym do zmieniających się warunków środowiskowych, zwiększa bowiem szanse na przeżycie. W procesie ewolucji rozmnażanie płciowe okazało się bardziej preferowane i postępowe.

Pytania do samokontroli

1. Jakie rodzaje rozmnażania występują w organizmach? Czym się od siebie różnią?

2. Jaki rodzaj podziału komórkowego leży u podstaw rozmnażania bezpłciowego?

3. Porównaj rozmnażanie przez zarodniki i rozmnażanie wegetatywne u roślin. Jakie są ich podobieństwa i różnice?

4. Jaką korzyść daje organizmowi rozmnażanie się przez zarodniki?

5. Opisz cechy każdego rodzaju rozmnażania bezpłciowego.

6. Jakie są cechy rozmnażania płciowego? Jakie są zalety tego rodzaju reprodukcji?

7. Jakie komórki nazywane są gametami? Jaka jest ich cecha?