ТЕМА – РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ
Размножение – это способность организмов воспроизводить себе подобных.
Бесполое размножение - эволюционно древнейший способ воспроизведения (чаще митоз):
+ участвует один организм (не надо искать никого, догонять и завоевывать)
+ протекает быстрее (так как образуется больше дочерних особей)
- потомки генетически одинаковы между собой (нет разнообразия и быстрых изменений - потомки клоны материнского организма )
- протекает только в благоприятных условиях (а их еще надо найти!)
| Способ | Кто? | Как? |
| Деление митозом | Простейшие (амеба) | Материнская клетка после всех процессов митоза делится на две новые - дочерние |
| Бинарное деление | Бактерии | Материнская клетка делится на две новые – дочерние после репликации кольцевой ДНК |
| Почкование | Дрожжи, кишечнополостные | На материнской клетке или организме образуется выпячивание (почка), растет, отделяется – новый организм |
| Спорообразование | Водоросли, мхи, папоротникообразные, грибы НЕ споры бактерий! | Споры бактерий служат для переживания неблагоприятных условий и расселения (ветром) Спора растений и грибов (клетка в плотной оболочке) попадает в землю и прорастает |
| Вегетативное размножение | Растения – побегами и их частями | С помощью вегетативных органов: · корнями – малина · листьями – фиалка специализированными · видоизмененными побегами: луковицами (лук), корневищем (пырей), клубнем (картофель), усами (земляника) |
| Фрагментация | Плоские черви, нитчатые водоросли, морские звезды | Деление материнского организма на две и более частей, каждая из которых превращается в дочерний организм |
| Шизогония | Некоторые простейшие (малярийный плазмодий) | Ядро материнской клетки делится несколько раз и из каждой образовавшейся части образуется дочерняя особь |
Половое размножение - с помощью половых клеток – гамет:
· бывают одинаковые (изогамия – улотрикс, хламидомонада) и разные (яйцеклетка и сперматозоид – гетерогамия)
· бывает с оплодотворением (раздельнополость и гермафродитизм) и без оплодотворения (партеногенез и андрогенез)
+ потомки разные (разные как генотипы и фенотипы)
+ протекает в любых условиях
- обычно две особи, хотя может быть и одна (гермафродиты)
- медленнее чем бесполое (меньше особей получается)
| Способ | Кто? | Как? |
| Раздельнополость (копуляция) | Большинство животных | Есть самец и самка. Женские и мужские гаметы - яйцеклетка и сперматозоид |
| Гермафродитизм | Плоские черви, дождевые черви, улитки | Одна особь содержит и мужские, и женские половые железы и способна оплодотворять сама себя. Но чаще встречается перекрестное оплодотворение, где участвуют две особи и «беременеют» обе |
| Партеногенез | Пчелы, муравьи, шмели, тли, дафнии | Развитие организма из неоплодотворенной яйцеклетки. У пчел и муравьев партеногенез используется для регулирования соотношения полов: из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы |
| Андрогенез | Наездники, тутовый шелкопряд | Организм развивается из ядра сперматозоида, т.к. после проникновения сперматозоида внутрь яйцеклетки ее ядро погибает |
*Конъюгация – НЕ размножение (т.к. не увеличивается кол-во особей) - половой процесс у инфузорий и некоторых водорослей – обмен генетическим материалом между двумя особями
Гаметогенез - процесс образования половых клеток (гамет). Сперматогенез и овогенез (оогенез). Развиваются половые клетки в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники или яички (сперматогенез) и яичники (овогенез).
Сперматогенез – у человека до 80 суток (в 1 мл семенной жидкости до 100 млн сперматозоидов)
| Стадия | Что происходит? | Результат |
| Размножение | У самцов млекопитающих начинается с момента половой зрелости. Сперматогонии - первичные половые клетки (клетки, из которых в последующем образуются мужские гаметы) несут диплоидный набор хромосом. Они многократно делятся митозом. | Много диплоидных первичных клеток (сперматогониев) (набор 2n2c) |
| Рост | Сперматоциты 1 порядка – интенсивно растут, накапливат питательные вещества в интерфазу с репликацией ДНК | Диплоидные клетки (набор 2n4c) – сперматоцитов 1 порядка |
| Созревание | Происходят два мейотических деления. После первого деления образуются сперматоциты второго порядка – 1n2c. После второго деления образуется сперматиды – nc. | После первого деления образуются клетки с набором n2c; После второго – гаплоидные клетки (сперматиды НЕ сперматозоиды – не могут плыть) с набором nc |
| Формирование | Ядро уменьшается, резко сокращается объем цитоплазмы, и формируются структуры, характерные только для сперматозоида, потом они попадают в просвет семенного канальца и выносятся во вне. | Превращение сперматид в сперматозоиды |
Овогенез
| Стадия | Что происходит? | Результат |
| Размножение | Начинается еще до рождения – на стадии эмбриона. Первичные половые клетки (овогонии) несут диплоидный набор хромосом. Они многократно делятся митозом. К моменду рождения у женщины до 30 тыс. первичных половых клеток. | Много диплоидных первичных клеток (набор 2n2c) - овогонии |
| Рост | После наступления половой зрелости, овогонии увеличиваются в размерах и превращаются в большие овоциты с питтельными веществами. Проходит интерфаза с репликацией ДНК | Большие диплоидные клетки (набор 2n4c) - овоциты |
| Созревание | Мейоз (2 деления): после первого деления – овоцит 2 порядка – 1n2c и направительное (полярное) тельце – 1n2c. Овоцит 2 порядка попадает из яичника в маточную трубу (во время овуляции) и наступает второе мейотическое деление, после - одна крупная яйцеклетка и 3 мелких редукционных тельца (так как направительное тельце тоже поделилось), которые со временем разрушаются – nc | После первого деления образуются клетки с набором 1n2c – овоциты 2 порядка После второго – гаплоидная яйцеклетка с набором nc и 3 редукционных тельца тоже nc |
| Биологический смысл такого количества клеток: Накопление в цитоплазме яйцеклетки большого количества запасных питательных веществ необходимо, так как на этой «базе» осуществляется развитие дочернего организма из оплодотворенного яйца. Неравномерное клеточное деление при овогенезе и обеспечивает формирование крупной яйцеклетки. Функция же сперматозоидов заключается в отыскании яйцеклетки, проникновении в нее и доставке своего хромосомного набора. Их существование кратковременно, а поэтому нет необходимости в запасании большого количества веществ в цитоплазме. А поскольку сперматозоиды в массе гибнут в процессе поиска яйцеклетки, их образуется огромное количество. |
Гаметы - гаплоидные половые клетки, предназначенные только для полового размножения. Имеют одинарный набор хромосом, НЕ способны делиться. НЕ делятся, а ОБРАЗУЮТСЯ в результате МЕЙОЗА.
| Сперматозоиды- · Меньше яйцеклеток · Не имеют запаса питательных веществ · Подвижны · Состоят из головки, шейки и хвоста. В центре головки расположено ядро с набором nc. Рядом с ядром находится акросома – это пузырек, содержащий ферменты для растворения оболочек яйцеклетки. Между головкой и шейкой находится центриоль; сама шейка богата митохондриями (дают энергию для движения). В хвосте находятся миофибриллы | 
|
| Яйцеклетки - · Крупнее сперматозоидов · У животных неподвижны · В цитоплазме содержатся запасные питательные вещества, необходимые для развития зародыша · Для яйцеклеток характерна полярность: на одном полюсе ядро, на другом – цитоплазматические структуры. · НЕ НУЖНО ДЛЯ ЕГЭ: Оболочки: первичная (желточная оболочка) – производная цитоплазмы; вторичная (состоит из фолликулярных клеток и выполняет защитную и трофическую функции); третичная (формируется из секрета яйцевода; защитная и трофическая функция; у птиц и рептилий это белок, подскорлуповая и скорлуповая оболочка). У млекопитающих третичной оболочки нет | 
|
Оплодотворение
| 
|
Оплодотворение – это процесс слияния мужской и женской гамет, который приводит к образованию зиготы, чтобы оно осуществилось должно пройти осеменение – сближение мужских и женских гамет.
У животных осеменение бывает наружное (внешнее) и внутреннее.
Наружное - слияние гамет во внешней среде – в воде (костные рыбы, бесхвостые амфибии) – нужно много гамет, так как часть теряется или гибнет в среде.
Внутреннем – слияние гамет в половой системе самки (хрящевые рыбы, млекопитающие, птицы, рептилии, круглые черви, пауки, насекомые).
Оплодотворение у животных состоит из нескольких этапов.
НЕ НУЖНО ДЛЯ ЕГЭ ПРОСТО ПРИКОЛЬНО: как сперматозоид знает куда плыть?
· Хемотаксис – способность сперматозоидов двигаться по градиенту концентрации веществ, выделяемых яйцеклеткой. Хемотаксис показан для многих беспозвоночных (иглокожие, гидроидные, моллюски)
· Реотаксис – способность сперматозоидов двигаться против тока жидкости вØ половых путях самки
· Стереотаксис- способность двигаться по направлению к более крупному, чемØ сам сперматозоид, объекту, каким является яйцеклетка
| Сперматозоид проникает внутрь яйцеклетки. | Акросома выделяет особый фермент, который растворяет оболочку яйцеклетки, и ядро сперматозоида проникает внутрь. Вокруг яйцеклетки формируется оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению других сперматозоидов в нее. Однояйцевые (монозиготные) близнецы – 1 сперматозоид оплодотворяет 1 яйцеклетку, зигота делится на две клетки и из каждой образуется организм. Разнояйцевые (дизиготные) близнецы – 2 сперматозоида оплодотворяют две яйцеклетки |
| Слияние гаплоидных ядер обеих гамет и образование диплоидной клетки – зиготы . | Гаплоидные ядра несут генетическую информацию от двух родительских организмов. Каждая хромосома отца находит себе гомологичную ей (одинаковую по форме и размерам) хромосому от матери – диплоидный набор хромосом. |
| Активация зиготы, и она начинает делиться митозом. | Иногда зигота делится на несколько частей, и из нее развивается не один организм, а несколько, – это явление называется полиэмбрионией. В природе полиэмбриония встречается у броненосцев и некоторых насекомых (наездники). У человека именно таким способом возникают однояйцевые близнецы. |