Бесполое размножение
Наиболее распространено бесполое размножение среди одноклеточных организмов, но иногда встречается и у многоклеточных форм
Характеристика бесполого размножения:
1) Принимает участие только 1 особь
2) Происходит БЕЗ участия половых клеток (гамет)
3) В основе бесполого размножения лежит МИТОЗ
4) Потомки при бесполом размножении ПОЛНОСТЬЮ ИДЕНТИЧНЫматеринскому организму
Способы бесполого размножения:
1) Деление – самый древний и простой способ бесполого размножения. Включает в себя:
· Бинарное деление (деление клетки надвое) – бактерии, некоторые простейшие.
· Шизогония (множественное деление) – характерен для малярийного плазмодия. При этом способе размножения в материнской клетке сначала происходит множественное деление ядра (фаза ядерного деления), затем делится цитоплазма (фаза цитоплазматического деления)
2) Споруляция – размножение с помощью спор. В основном встречается у грибов и растений. Образование спор происходит в спорангиях. Если споры способны к самостоятельному движению (например, у хламидомонады – одноклеточной зеленой водоросли), то их называют зооспорами
3) Почкование – встречается у одноклеточных грибов, кишечнополостных, бактерий. При этом способе бесполого размножения на материнском организме образуется вырост (почка), который начинает расти, а далее, либо отпочковывается, либо продолжает существовать на материнском организме, образуя колонию.
Почкование гидры (Тип Кишечнополостные)
4) Фрагментация – разделение особи на несколько частей, каждая из которых развивается в новый организм. Характерен для лишайников, водорослей, кольчатых червей. В основе фрагментации лежит свойство РЕГЕНЕРАЦИИ – способность восстанавливать утраченные части тела.
5) Вегетативное размножение – характерно для растений. При этом новая особь развивается из СПЕЦИАЛЬНЫХ структур (луковица, клубень, усы), предназначенных для вегетативного размножения
Вегетативное размножение земляники с помощью усов
6) Полиэмбриония – размножение во время эмбрионального развития. После оплодотворения образуется зигота. Потом эта зигота (по непонятным причинам) начинает делиться и образует 2 зародыша, развивающихся отдельно друг от друга (однояйцевые близнецы)
7) Клонирование – искусственный метод размножения. Основан на получении организма из одной клетки исходного.
Клонирование овцы Долли
Половое размножение
В основе полового размножения лежит образование ГАМЕТ (половых клеток), а также их последующее слияние с образованием зиготы (оплодотворение)
Характеристика полового размножения:
1) Участвуют 2 особи
2) Осуществляется с помощью гамет
3) В основе полового размножения лежит МЕЙОЗ
4) потомки (за исключением однояйцевых близнецов) генетически отличны друг от друга и от родительских особей.
Способы полового размножения:
1) изогамия – сливаются две абсолютно одинаковые (по форме, размерам) половые клетки. Гаметы малоподвижны
2) гетерогамия – сливаются разные по размерам половые клетки. В данном случае гаметы имеют жгутики, поэтому очень подвижны.
3) Оогамия – наиболее распространенный способ полового размножения. Женская гамета – яйцеклетка – неподвижна и имеет большие размеры. Мужская гамета – сперматозоид – очень подвижна и мала по сравнению с яйцеклеткой.
4) Конъюгация – ПОЛОВОЙ ПРОЦЕСС!!! В результате конъюгации соединяются две особи и обмениваются генетическим материалом. Увеличения числа особей НЕ происходит.
5) Копуляция – ПОЛОВОЙ ПРОЦЕСС!!! При копуляции одноклеточные особи полностью сливаются друг с другом с образованием зиготы
Копуляция хламидомонады
6) Партеногенез (девственное размножение)– при этом способе размножения зародыш развивается из НЕОПЛОДОТВОРЕННОЙ яйцеклетки. Партеногенез включает:
· Гиногенез – когда источником генетического материала для зародыша является ДНК самой яйцеклетки.
· Андрогенез – развитие зародыша происходит за счет генетического материала сперматозоида. Генетический материал яйцеклетки погибает
Гаметогенез у животных
Гаметогенез – процесс образования половых клеток (яйцеклеток и сперматозоидов). Соматические (все, кроме половых) клетки многоклеточных организмов имеют ДИПЛОИДНЫЙ (2n) набор хромосом. В процессе гаметогенеза образуются половые клетки, каждая из которых имеет ГАПЛОИДНЫЙ (n) набор хромосом.
Половые клетки у животных развиваются в яичниках (у самок) и в семенниках (у самцов).
Процесс образования сперматозоидов носит название сперматогенез
Процесс образования яйцеклеток – овогенез.
Стадии гаметогенеза:
1) Стадия размножения – здесь ООГОНИИ и СПЕРМАТОГОНИИ делятся путем митоза ДВАЖДЫ
2) Стадия роста – оогонии и сперматогонии увеличиваются в размерах и становятся ООЦИТАМИ 1 ПОРЯДКА и СПЕРМАТОЦИТАМИ 1 ПОРЯДКА
3) Стадия созревания – ооциты и сперматоциты 1 порядка делятся путем МЕЙОЗА.
4) Стадия формирования – ЕСТЬ ТОЛЬКО В СПЕРМАТОГЕНЕЗЕ. Происходит полноценное созревание сперматозоидов.
ТАБЛИЦУ ВЫУЧИТЬ НАИЗУСТЬ!!! Обратить внимание как называются клетки в каждом случае (ооциты, оогонии итд). Обратить внимание каким делением (митоз или мейоз) делятся клетки в каждой стадии.
Строение половых клеток (яйцеклеток и сперматозоидов)
Строение сперматозоида
Сперматозоиды – это небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика.
В головке находится ядро с гаплоидным набором хромосом. На заостренном кольце располагается специализированный пузырек – акросома, который является производным аппарата Гольджи. Она заполнена специальными ферментами, разрушающими оболочку яйцеклетки. Когда головка сперматозоида соприкасается с яйцеклеткой, содержимое акросомы освобождается и растворяет ее оболочку
В шейке располагаются центриоли и многочисленные митохондрии, обеспечивающие энергией сперматозоид при его движении.
Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению сходен со жгутиком у одноклеточных.
Внутрь яйцеклетки проникает только головка сперматозоида, шейка и хвостик остаются снаружи
Строение яйцеклетки
Яйцеклетка – округлая крупная неподвижная клетка, содержащая ядро, все органоиды и много питательных веществ в виде желтка. У любого вида животных она всегда значительно крупнее сперматозоидов. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии или на всем протяжении эмбриогенеза. Размеры яйцеклеток различны у разных групп организмов.
1 – первичная оболочка; 2 – вторичная оболочка; 3 – цитоплазма; 4 – зерна желтка; 5 – ядро; 6 – ядерная оболочка; 7, 8 – части ядрышка.
Жизненный цикл клетки
Жизненный (клеточный) цикл – это период существования клетки от момента ее образования путем деления до собственного деления или смерти.
| или |
| Снова фаза деления |
Фаза деления à фаза роста à фаза покоя
| Фаза дифференцировки (специализации) – клетка приобретает определенные, характерные только для нее, особенности |
| или |
Жиз цикл. Митоз мейоз
| Фаза старения и смерти |
| Фаза зрелости |
Существует 3 способа деления клетки:
1) Митоз
2) Мейоз
3) Амитоз
Амитоз - это прямое деление ядра, БЕЗ образования хромосом и веретена деления. При этом наследственная информация распределяется неравномерно.
Митоз - непрямое деление СОМАТИЧЕСКИХ клеток
Биологический смысл митоза:
1) В результате митоза образуется 2 клетки, которые содержат такой же хромосомный набор, как и материнская. Если материнская клетка имела диплоидный набор хромосом (2n), то образуется 2 клетки с диплоидным набором. Если материнская клетка имела гаплоидный набор (n), то образуются 2 клетки с гаплоидным набором
2) В результате митоза увеличивается количество соматических клеток организма. Это является главным механизмом роста и регенерации
3) Митоз лежит в основе вегетативного размножения
МИТОЗУ ВСЕГДА ПРЕДШЕСТВУЕТ ИНТЕРФАЗА. ИНТЕРФАЗА НЕ ВХОДИТ В САМО МИТОТИЧЕСКОЕ ДЕЛЕНИЕ. ИНТЕРФАЗА ЯВЛЯЕТСЯ ПОДГОТОВКОЙ К САМОМУ МИТОЗУ!
Интерфаза занимает до 90% всего клеточного цикла
Периоды интерфазы:
1) Пресинтетический (G1).
Набор хромосом и количество ДНК в клетке равно 2n2c.
Здесь формируется ядрышко, происходит активный рост клетки, активно синтезируются белки и РНК
2) Синтетический (S)
Набор хромосом и количество ДНК в клетке равно 2n4c.
Здесь происходит УДВОЕНИЕ (репликация) ДНК.
Каждая хромосома становится двухроматидной
3) Постсинтетический (G2) – продолжается синтез белков, ферментов, энергии, начинается спирализация (укорочение и утолщение) хромосом, удваиваются центриоли
Митотическое деление
Фазы митоза:
1) Профаза
Набор хромосом и ДНК – 2n4c
Здесь происходит:
· Увеличение ядра
· Спирализация хромосом (их укорочение и утолщение). Хромосомы становятся видны в световой микроскоп
· Формируется веретено деления – с помощью клеточного центра
· Разрушается ядерная оболочка и хромосомы находятся в цитоплазме.
2) Метафаза
Набор хромосом и ДНК – 2n4c
Здесь хромосомы выстраиваются в плоскости экватора, образуя метафазную пластинку.
3) Анафаза
Набор хромосом и ДНК – 4n4c
Здесь дочерние ХРОМАТИДЫрасходятся к полюсам клетки
4) Телофаза
Набор хромосом и ДНК в каждой из клеток – 2n2c
Здесь происходят процессы, противоположные процессам профазы:
· Деспирализация хромосом – удлинение и раскручивание.
· Разрушение веретена деления
· Формирование ядра
· Начинается деление цитоплазмы (цитокинез)
Мейоз – основной этап образования половых клеток (гамет
Во время митоза происходит не одно, как при митозе, а два следующих друг за другом деления
Первое называют редукционным, потому что после него происходит редукция (уменьшение в два раза) числа хромосом. То есть из диплоидной клетки образуется 2 гаплоидных
Второе называют митотическим, потому что оно происходит подобно митозу без уменьшения числа хромосом. Из каждой гаплоидной клетки (образовавшихся в редукционном делении) образуется еще по 2 гаплоидных клетки.