<<
>>

Размножение в органическом мире

Размножение — это воспроизведение генетически сходных особей данного вида, обеспечивающее непре­рывность и преемственность жизни.

Бесполое размножение осуществляется следующи­ми способами:

■ простым делением на две или сразу на много кле­ток (бактерии, простейшие)

■ вегетативно (растения, кишечнополостные)

■ делением многоклеточного тела пополам с после­дующей регенерацией (морские звезды, гидры)

■ почкованием (бактерии, кишечнополостные)

■ образованием спор

Бесполое размножение обычно обеспечивает уве­личение численности генетически однородного по­томства.

Но когда ядра спор образуются в результате мейоза, потомство от бесполого размножения будет ге­нетически разным.

Половое размножение — процесс, в котором объ­единяется генетическая информация от двух особей.

■ Особи разного пола образуют гаметы. Женские особи производят яйцеклетки, мужские — спермато­зоиды, обоеполые особи (гермафродиты) производят и яйцеклетки и сперматозоиды.

А у некоторых водо­рослей сливаются две одинаковых половых клетки.

■ При слиянии гаплоидных гамет происходит опло­дотворение и образование диплоидной зиготы.

■ Зигота развивается в новую особь.

■ Все вышеперечисленное справедливо только для эукариот. У прокариот тоже есть половое размноже­ние, но происходит оно по-другому.

Таким образом, при половом размножении проис­ходит смешивание геномов двух разных особей одно­го вида. Потомство несет новые генетические комби­нации, что отличает их от родителей и друг от друга.

Один из видов полового размножения — партено­генез, или развитие особей из неоплодотворенной яй­цеклетки (тли, трутни пчел и др.).

СТРОЕНИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК

Яйцеклетки — круглые, сравнительно крупные, неподвижные клетки. Размеры от 100 мкм до несколь­ких сантиметров в диаметре.

Яйцеклетка содержит все органоиды, характерные для эукариотической клетки, а также включения запасных питательных веществ в виде желтка. Яйцеклетка покрыта яйцевой оболоч­кой, состоящей в основном из гликопротеидов.

У мхов и папоротников яйцеклетки развиваются в архегониях, у цветковых растений — в семяпочках, локализованных в завязи цветка.

Яйцеклетки дифференцируют в зависимости от со­держания в них желтка.

■ желток распределен равномерно и его немного (у червей, моллюсков)

■ почти лишены желтка (у млекопитающих)

■ содержат много желтка (у рыб, птиц)

■ содержат умеренное количество желтка

Сперматозоиды — мелкие, подвижные клетки.

В них выделяют головку, шейку и хвост.

В передней части головки находится акросомалъ- ный аппарат — аналог аппарата Гольджи. В нем со­держится фермент (гиалуронидаза), растворяющий оболочку яйцеклетки при оплодотворении. В шей­ке расположены центриоли и митохондрии. Жгутики сформированы из микротрубочек. При оплодотворе­нии в яйцеклетку попадают только ядро и центрио­ли сперматозоида. Митохондрии и другие органоиды остаются снаружи. Поэтому цитоплазматическая на­следственность у людей передается только по женской линии.

Половые клетки животных и растений, размножа­ющихся половым путем, образуются в результате про­цесса, называемого гаметогенезом.

Сперматогенез — процесс превращения спермато- гониев в сперматозоиды.

■ Сперматогонии делятся на две дочерние клет­ки митозом. Образуются сперматоциты первого по­рядка.

■ Сперматоциты первого порядка делятся мейо- зом (1-е деление) на две дочерние клетки, образуются сперматоциты второго порядка.

■ Сперматоциты второго порядка приступают ко второму мейотическому делению, в результате которо­го образуются 4 гаплоидные сперматиды.

■ Сперматиды после дифференцировки превраща­ются в зрелые сперматозоиды.

Оогенез — образование яйцеклеток у самок.

■ В зоне размножения находятся оогонии — пер­вичные половые клетки, размножающиеся митозом.

■ Из оогониев после первого мейотического деле­ния образуются ооциты первого порядка.

■ После второго мейотического деления образуют­ся ооциты второго порядка, из которых формируется одна яйцеклетка, содержащая запас питательных ве­ществ для зародыша и три направительных тельца, которые затем гибнут.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ №15

1. Принципиальные различия между половым и бесполым размножением заключаются в том, что по­ловое размножение

а) происходит только у высших организмов; б) это приспособление к неблагоприятным условиям среды; в) обеспечивает комбинативную изменчивость организ­мов; г) обеспечивает генетическое постоянство вида.

2. Сколько клеток образуется в результате сперма­тогенеза из двух первичных половых клеток?

а) восемь; б) две; в) шесть; г) четыре.

3. Какое из образований цветкового растения имеет триплоидный набор хромосом?

а) генеративная клетка; б) эндосперм; в) вегетатив­ная клетка; г) зигота.

4. Отличие овогенеза от сперматогенеза заключает­ся в том, что

а) в овогенезе образуются четыре равноценные га­меты, а в сперматогенезе одна; б) яйцеклетки содержат больше хромосом, чем сперматозоиды; в) в овогенезе образуется одна полноценная гамета, а в сперматоге­незе — четыре; г) овогенез проходит с одним делением первичной половой клетки, а сперматогенез с двумя.

5. Чем объясняются различия в размерах яйцекле­ток?

6. Где происходит сперматогенез?

7. Где происходит овогенез?

Онтогенез — это индивидуальное развитие ор­ганизма от момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза проявляется закономерная смена фенотипов, характерных для данного вида.

Различают непрямой и прямой онтогенезы. Непря­мое развитие (метаморфоз) встречается у плоских червей, моллюсков, насекомых, рыб, земноводных. Их зародыши проходят в своем развитии несколько ста­дий, в том числе личиночную.

Прямое развитие проходит в неличиночной или внутриутробной форме. К нему относятся все фор­мы яйцеживорождения, развитие зародышей пресмы­кающихся, птиц и яйцекладущих млекопитающих, а также развитие некоторых беспозвоночных (прямо­крылых, паукообразных и др.).

Внутриутробное развитие происходит у млекопи­тающих, в том числе у человека.

В онтогенезе выделяют два периода: эмбриональ­ный — от образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек и постэмбриональный — с момента рожде­ния до смерти.

Постэмбриональный период разделяется на следу­ющие этапы:

■ постэмбриональный (до полового созревания)

■ период половой зрелости (осуществление репро­дуктивных функций)

■ старение и смерть

У человека начальная стадия постэмбрионального периода называется постнатальной и характеризу­ется интенсивным ростом органов и частей тела в со­ответствии с установленными пропорциями. В целом постэмбриональный период человека подразделяется на следующие периоды:

■ грудничковый (от рождения до 4 недель)

■ грудной (от 4 недель до года)

■ дошкольный (ясельный, средний, старший)

■ школьный (ранний, подростковый)

■ репродуктивный (молодой до 45 лет, зрелый до 65 лет)

■ пострепродуктивный (пожилой до 75 лет и стар­ческий — после 75 лет)

Гипотезы, объясняющие механизмы старения

Стохастическая — старение есть накопление слу­чайных (стохастических) ошибок, прежде всего, гене­тического характера, возникающих в процессе жизне­деятельности особи.

Программная — предполагающая, что старение за­программировано в геноме организма.

Смерть — биологическое явление, ограничиваю­щее размножение. Смена поколений — одна из глав­ных предпосылок эволюционного процесса.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ №16

1. Расскажите об особенностях эмбрионального и постэмбрионального периода насекомых.

2. Мезодермы нет:

а) у голубя; б) у собаки; в) у черепахи; г) у медузы.

3. Соотнесите названия органов или их компонен­тов с названиями зародышевых листков, из которых они формируются.

1. эктодерма 2. энтодерма 3. мезодерма

а) спинной мозг; б) компоненты органа слуха; в) кровеносная система; г) головной мозг; д) эпидер­мис кожи; е) скелет; ж) компоненты органа зрения; з) печень; и) выделительная система; к) легкие.

4. Без метаморфоза развивается:

а) лягушка; б) саранча; в) майский жук; г) печеноч­ный сосальщик.

5. Дайте определения понятиям: бластула, гастру- ла, эктодерма, энтодерма, мезодерма, бластоцель, га­строцель.

ИЗМЕНЧИВОСТЬ, ЕЕ ВИДЫ И БИОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Изменчивость — это всеобщее свойство живых систем, связанное с вариациями фенотипа и геноти­па, возникающими под влиянием внешней среды или в результате изменений наследственного материала. Различают наследственную и ненаследственную из­менчивость.

Наследственная изменчивость (комбинативная, мутационная, неопределенная)

■ Комбинативная изменчивость возникает в ре­зультате новых сочетаний генов в процессе полового размножения, кроссинговера и других процессов, со­провождающихся рекомбинациями генов. В результа­те комбинативной изменчивости возникают организ­мы, отличающиеся от своих родителей по генотипам и фенотипам.

■ Мутационная изменчивость связана с измене­ниями последовательности нуклеотидов в молекулах ДНК, выпадения и вставок крупных участков в моле­кулах ДНК, изменений числа молекул ДНК (хромо­сом). Сами подобные изменения называются мутаци­ями. Мутации наследуются.

Мутации могут быть:

■ генными — вызывающими изменения кон­кретного гена. Генные мутации бывают как доми­нантными, так и рецессивными. Они могут поддер­живать или, наоборот угнетать жизнедеятельность организма;

■ генеративные мутации затрагивают половые клетки и передаются при половом размножении;

■ соматические мутации не затрагивают половые клетки и у животных не наследуются, а у растений на­следуются при вегетативном размножении;

■ геномные мутации (полиплоидия и гетероплои- дия) связаны с изменением числа хромосом в карио­типе клеток;

■ хромосомные мутации связаны с перестройка­ми структуры хромосом, изменением положения их участков, возникшего в результате разрывов, выпаде­нием отдельных участков и т. д. Наиболее распростра­нены генные мутации, в результате которых происхо­дит изменение, выпадение или вставка нуклеотидов ДНК в гене.

Мутантные гены передают к месту синте­за белка уже иную информацию, а это, в свою очередь, ведет к синтезу других белков и возникновению новых признаков. Мутации могут возникать под влиянием радиации, ультрафиолетового излучения, различных химических агентов. Не все мутации оказывают­ся эффективными. Часть их исправляется при репа­рациях ДНК. Фенотипически мутации проявляются в том случае, если они не привели к гибели организ­ма. Большинство генных мутаций носят рецессивный характер. Эволюционное значение имеют фенотипи­чески проявившиеся мутации, обеспечившие особям либо преимущества в борьбе за существование, либо, наоборот, повлекшие их гибель под давлением есте­ственного отбора.

Мутационный процесс повышает генетическое раз­нообразие популяций, что создает предпосылки для эволюционного процесса.

Частоту мутаций можно повышать искусственно, что используется в научных и практических целях.

Ненаследственная изменчивость

Ненаследственная, или групповая (определенная), или модификационнаяу изменчивость — это измене­ния фенотипа под влиянием условий внешней среды. Модификационная изменчивость не затрагивает гено­тип особей. Пределы, в которых может изменяться фе­нотип, определяются генотипом. Эти пределы называ­ются нормой реакции. Норма реакции устанавливает границы, в которых может изменяться конкретный признак. Разные признаки обладают разной нормой реакции — широкой или узкой. Так, например, из­менчивость глаза млекопитающих невелика и обла­дает узкой нормой реакции. Удойность коров может варьировать в довольно широких пределах в зависи­мости от условий содержания породы.

На фенотипические проявления признака влияет совокупное взаимодействие генов и условий внешней среды.

Модификационные изменения не наследуются, в большинстве случаев, но не обязательно носят груп­повой характер и не всегда проявляются у всех осо­бей вида, находящихся в одинаковых условиях среды. Модификации обеспечивают приспособленность особи к этим условиям.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ №17

1. Какие из перечисленных процессов характерны для генных мутаций?

а) изменение числа хромосом;

б) разрыв хромосом на фрагменты;

в) увеличение числа нуклеотидов в ДНК;

г) неравномерное распределение хромосом по гаме­там;

д) замена аминокислоты в молекуле белка;

е) возникновение трисомии;

2. Какие из названных изменений относятся к на­следственным?

а) болезнь Дауна;

б) повышение яйценоскости кур при улучшении ухода;

в) появление красных глаз у дрозофилы;

г) изменение роста растений при пересадке с равни­ны в горы.

3. Выберите правильные утверждения:

а) доминантные мутации наследуются из поколе­ния в поколения;

б) все мутации проявляются фенотипически;

в) генные мутации приводят к изменению амино­кислотного состава белков;

г) гетероплоидия может привести к гибели орга­низма;

д) мутации соматических клеток передаются по на­следству;

е) характер модификационных изменений зависит только от влияния внешней среды.

ОСНОВНЫЕ МЕТОДЫ ГЕНЕТИКИ.

ЕЁ ЗНАЧЕНИЕ ДЛЯ МЕДИЦИНЫ

И СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА

Методы генетики человека

Генеалогический — метод составления родослов­ных по различным источникам — рассказам, фото­графиям, картинам. Выясняются признаки предков и устанавливаются типы наследования признаков.

Человек, в отношении которого составляется родо­словная, называется пробандом.

Близнецовый. Метод изучения генетических зако­номерностей на близнецах. Близнецы бывают однояй­цовые (монозиготные, идентичные) и разнояйцовые (дизиготные, неидентичные).

Цитогенетический. Метод микроскопического изу­чения хромосом человека. Позволяет выявить генные и хромосомные мутации.

Биохимический метод на основе биохимического анализа позволяет выявить гетерозиготного носителя заболевания, например, носителя гена фенилкетон- урии можно выявить по повышенной концентрации фенилаланина в крови.

Популяционно-генетический метод позволяет со­ставить генетическую характеристику популяции, оце­нить степень концентрации различных аллелей и меру их гетерозиготности.

Медицинская генетика — раздел антропогенети­ки, изучающий наследственные заболевания челове­ка, их происхождение, диагностику, лечение и про­филактику. Основным средством сбора информации о больном является медико-генетическое консульти­рование. Оно проводится в отношении лиц, у которых среди родных наблюдались наследственные заболе­вания. Цель — прогноз вероятности рождения детей с патологиями либо исключение возникновения пато­логий.

Этапы консультирования:

■ выявление носителя патогенного аллеля

■ расчет вероятности рождения больных детей

■ сообщение результатов исследования будущим родителям, родственникам.

Наследственные заболевания, передаваемые по­томкам:

генные аутосомные: фенилкетонурия, сахарный диабет, полидактилия и др.

генные, сцепленные с Х-хромосомой — гемофилия, дальтонизм.

генные, сцепленные с У-хромосомой — гипертри­хоз (оволосение ушной раковины)

хромосомные — связанные с мутациями хромосом, например синдром кошачьего крика.

геномные — поли- и гетероплоидия — изменение числа хромосом в кариотипе организма.

Полиплоидия — двух- и более кратное увеличение числа гаплоидного набора хромосом в клетке. Возни­кает в результате нерасхождения хромосом в мейозе, удвоения хромосом без последующего деления клеток, слияния ядер соматических клеток.

Гетероплоидия (анеуплоидия) — изменение харак­терного для данного вида числа хромосом в результа­те их неравномерного расхождения в мейозе. Прояв­ляется в появлении лишней хромосомы (трисомия по 21 хромосоме ведет к болезни Дауна) или отсутствии в кариотипе гомологичной хромосомы (моносомия). Например, отсутствие второй Х-хромосомы у женщин вызывает синдром Тернера, проявляющийся в физио- логическоих и умственных нарушениях. Иногда встре­чается полисомия.

ГЕНЕТИКА И СЕЛЕКЦИЯ

Селекция — деятельность, направленная на созда­ние новых сортов растений, пород животных, штаммов микроорганизмов с устойчивыми наследственными признаками, полезными для человека. Теоретической основой селекции является генетика.

Задачи селекции

л качественное улучшение признака

■ повышение урожайности и продуктивности

■ повышение устойчивости к вредителям, заболе­ваниям, климатическим условиям

Методы селекции

Искусственный отбор — сохранение необходимых человеку организмов и устранение, выбраковка дру­гих, не отвечающих целям селекционера.

Селекционер ставит задачу, подбирает родитель­ские пары, производит отбор потомства, проводит се­рию близкородственных и отдаленных скрещиваний, затем проводит отбор в каждом последующем поколе­нии. Искусственный отбор бывает индивидуальным и массовым.

Методы работы И. В. Мичурина

Иван Владимирович Мичурин, отечественный се­лекционер, вывел около 300 сортов плодовых деревь­ев, сочетавших в себе качества южных плодов и не­прихотливость северных растений.

Основные методы работы

■ отдаленная гибридизация географически отда­ленных сортов

■ строгий индивидуальный отбор

■ «воспитание» гибридов суровыми условиями вы­ращивания

■ «управление доминированием» с помощью ме­тода ментора — прививки гибрида к взрослому рас­тению, передающему свои качества выводимому со­рту.

Преодоление нескрещиваемости при отдаленной гибридизации

■ метод предварительного сближения — прививка черенка одного вида (рябины) на крону груши. Через несколько лет цветки рябины опылялись пыльцой гру­ши. Так был получен гибрид рябины и груши.

■ метод посредника — 2 ступенчатая гибридиза­ция. Миндаль был скрещен с полукультурным перси­ком Давида, а затем полученный гибрид был скрещен с культурным сортом. Получили «Северный персик».

■ опыление смешанной пыльцой (своей и чужой). Примером является получение церападуса — гибрида вишни и черемухи.

ПРИМЕРЫ ЗАДАНИЙ №18

1. Назовите основные методы генетики человека.

2. В каких случаях медико-генетическое консульти­рование считается необходимым?

3. Почему нежелательны близкородственные бра­ки?

4. В настоящее время в селекции применяется:

а) естественный отбор; б) бессознательный искус­ственный отбор; в) сознательный искусственный от­бор; г) все указанные виды отбора.

<< | >>
Источник: Лернер, Георгий Исаакович. Биология : Новый полный справочник для подго­товки к ОГЭ / Г.И. Лернер. — Москва : Издательство АСТ,2018. — 287, [1] с.: илл.. 2018

Еще по теме Размножение в органическом мире:

  1. Размножение.
  2. РЕФЕРАТ. В МИРЕ СНОВИДЕНИЙ2018, 2018
  3. САМОЕ НЕОБЫКНОВЕННОЕ ВЕЩЕСТВО В МИРЕ
  4. Джессика Снайдер Сакс. МИКРОБЫ ХОРОШИЕ И ПЛОХИЕ. Наше здоровье и выживание в мире бактерий. Серия Элементы.2013, 2013
  5. 2. Органическая детская невропатия
  6. ХИМИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
  7. ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМЫ ОРГАНИЧЕСКИХ КАТИОНОВ (ОСТ)
  8. ТРАНСПОРТНЫЕ СИСТЕМ ОРГАНИЧЕСКИХ АНИОНОВ (ОАТ)
  9. РАЗДЕЛ III ХИМИЯ ЛЕКАРСТВЕННЫХ СРЕДСТВ ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
  10. Глава 8 ЛЕКАРСТВЕННЫЕ СРЕДСТВА ОРГАНИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ И ОСОБЕННОСТИ ИХ АНАЛИЗА
  11. ОРГАНИЧЕСКИЕ, ВКЛЮЧАЯ СИМПТОМАТИЧЕСКИЕ, ПСИХИЧЕСКИЕ РАССТРОЙСТВА (F00-F09)
  12. НАРУШЕНИЯ ОБМЕНА ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ. Биотинидазы недостаточности
  13. ОБУЧЕНИЕ РОДИТЕЛЕЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИМ ТЕХНОЛОГИЯМ ВОСПИТАНИЯ РЕБЕНКА РАННЕГО ВОЗРАСТА С ОРГАНИЧЕСКИМ ПОРАЖЕНИЕМ ЦЕНТРАЛЬНОЙ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ
  14. Системы и тенденции развития здравоохранения в мире. Первичная медицинская помощь. Основные показатели состояния здоровья и обеспечения медицинской помощью
  15. Средства, применяемые для лечения токсоплазмоза
  16. ФИЗИЧЕСКИЕ ТРЕНИРОВКИ ЗДОРОВЫХ ЛЮДЕЙ
  17. Класс II (целесообразно
  18. Колесников С.И.. Общая биология : учебное пособие / С.И. Колесников. — 5-е изд., стер. — М.: КНОРУС,2015. — 288 с. — (Среднее профессиональное об­разование), 2015
  19. Коллектив авторов. Химический анализ лекарственных растений: Учеб, пособие для фармацевтических вузов /Ладыгина Е. Я., Сафро- нич Л. Н., Отряшенкова В, Э. и др. Под ред. Гринкевич Н. И., Сафронич Л. Н.■— М.: Высш. школа, 1983,— 176 с., ил., 1983
  20. ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ СИНДРОМЫ, СВЯЗАННЫЕ С ФИЗИОЛОГИЧЕСКИМИНАРУШЕНИЯМИ И ФИЗИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ (F50-F59)