Цитологические основы бесполого и полового размножения

Размножение. Формы размножения, их цитологические основы. Биологическое преимущество полового размножения, его эволюция. Половой диморфизм, его аспекты и биологическое значение

Цитологические основы бесполого и полового размножения

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Размножение— это процесс воспроизведения организмами себе подобных, обеспечивающий продолжение существования вида.

Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах.

Различают следующие способы бесполого размножения: деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро­образование, вегетативное размножение.

Деление —способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток.

Можно выделить:

а) простое бинарное деление (прокариоты),

б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли),

в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы).

Во время деления парамеции микронуклеус делится митозом, макронуклеус — амитозом. Во время шизогонии сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.

Почкование— способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи .Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).

Фрагментация — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.

Полиэмбриония — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).

Вегетативное размножение— способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень).

Вегетативный орган Способ вегетативного размножения Примеры
Корень Корневые черенки Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик
Корневые отпрыски Вишня, слива, осот, бодяк, сирень
Надземные части побегов Деление кустов Флокс, маргаритка, примула, ревень
Стеблевые черенки Виноград, смородина, крыжовник
Отводки Крыжовник, виноград, черемуха
Подземные части побегов Корневище Спаржа, бамбук, ирис, ландыш
Клубень Картофель, седмичник, топинамбур
Луковица Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт
Клубнелуковица Гладиолус, крокус
Лист Листовые черенки Бегония, глоксиния, колеус

Спорообразование— размножение посредством спор. Споры — специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах — спорангиях.

Клонирование — комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон — совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление).

Половое размножение

Половое размножение развитие новых организмов из половых клеток – гамет. Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз.

Дочернее поколение развивается из зиготы — клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением.

Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.

Формы полового размножения: изогамию, гетерогамию и овогамию.

Изогамия (1) — форма полового размножения, при которой гаметы являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.

Гетерогамия (2) — форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские — крупнее мужских и менее подвижны.

Овогамия (3) — форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками, мужские гаметы, если имеют жгутики, — сперматозоидами, если не имеют, — спермиями.

Преимущества полового размножения
В результате слияния гамет образуется оплодотворенная яйцеклетка – зигота, несущая наследственные задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество полового размножения перед бесполым.

Аспекты полового диморфизма. Выделяют такие компоненты полового диморфизма:

  • генетический;
  • гормональный;
  • морфологический;
  • поведенческий;
  • психологический.

Первые три связаны со строением организма, остальные, в основном, определяются особенностями воспитания и влияния общества

Биологическое значение полового диморфизма связано с воспроизведением человека как вида.

Разделение полов соответствует двум фундаментальным тенденциям, равно необходимым для фун­кционирования биологической системы, наследственности: генетическому воспроизводству ее внутренних свойств и их изменчивости, обеспечивающим приспособление к изменениям внешней среды.

В этом и состоит эволюционное обоснование, значение полового диморфизма. За неизменное сохранение генетического кода биологической системы “отвечает” женская особь, а за его возможные ва­риации, попытки развития, соответствующие новым полезным кон­тактам со средой, – мужская.

⇐ Предыдущая10111213141516171819Следующая ⇒

Дата добавления: 2016-07-29; просмотров: 2246 | Нарушение авторских прав | Изречения для студентов

Источник: //lektsii.org/6-37945.html

Бесполое размножение

Цитологические основы бесполого и полового размножения

Осуществляется при участии одной родительской особи и происходит без образования гамет. Организм образуется из соматических клеток родителя путем митоза. Потомство является генетически идентичным родителю. Распространено среди прокариот, грибов, растений и некоторых животных (простейшие).

Бесполое размножение одноклеточных животных

  • 1) Деление надвое – наиболее древняя форма деления. Ядро делится митозом, цитоплазма делится путем перетяжки, поровну распределяются органоиды. Организмы растут, и достигнув размеров материнского, приступают к новому делению. Амебы, жгутиковые, инфузории.
  • 2) Шизогония – множественное деление, идет многократное деление ядра, а затем деление цитоплазмы, которая обособляется вокруг ядер. В результате из одной материнской клетки образуются много дочерних. Малярийный плазмодий.
  • 3) Почкование – на материнской клетке образуется небольшой бугорок с ядром. Такая почка растет и достигнув размеров материнской клетки отделяется от нее. Сосущие инфузории.

Бесполое размножение многоклеточных животных

Новый организм образуется из группы клеток, которая отделяется от материнского организма. Встречаются только у примитивных одноклеточных: некоторые черви и кишечнополостные.

  • 1) Почкование – новые организмы образуются из почек – выростов на материнском организме, куда входят клетки экто- и энтодермы. Они растут, а затем отделяются от материнской особи. Характерно для губок и гидры.
  • 2) Фрагментация – новые организмы образуются из фрагментов, на которые распадается материнская особь. Характерна для ресничных и кольчатых червей: они делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из которых восстанавливаются недостающие органы.
  • 3) Полиэмбриония – новые особи образуются из частей, на которые распадается эмбрион. Броненосец, однояйцевые близнецы.
  • 4) Клонирование – искусственный метод размножения, в основе которого лежит митоз.

Бесполое размножение растений

  • 1) Вегетативное размножение – новый организм развивается из части, которая отделилась от материнского организма. Характерно для многоклеточных растений, которые используют отдельные части вегетативных органов:
    • корневище разрастается, от него отходят стебли, старые корневища отмирают, и таким образом новое растение теряет связь с материнским. (осот и пырей)
    • видоизмененные части стебля: клубни картофеля, луковицы чеснока, усы земляники.

В с/х практике человек широко использует вегетативное размножение: картофель размножают исключительно вегетативным путем, многие плодовые и декоративные растения размножают отрезками ветвей, посаженными в землю – черенками. В садоводстве применяют метод прививок, когда на растение дичек прививается культурное растение.

Спорообразование растений

Спорообразование связано с возникновением спор, развилось из вегетативного размножения. Встречается у водорослей, грибов, мхов, плаунов, хвощей и папоротникообразных. Споры, как и неспециализированные клетки, способны дать начало новому организму. У водорослей обладают жгутиками и способны двигаться – зооспоры.

Споры наземных растений содержат ядро и цитоплазму, образуются в спорангиях. Плотная оболочка защищает от неблагоприятных условий, а за счет мелких размеров легко разносятся ветром. У многих растений, начиная с мхов, размножение спорами чередуется с половым:

  • спорофит – дает споры и развивается из зиготы: бесполое диплоидное поколение.
  • гаметофит – дает гаметы, развивается из спор: половое гаплоидное поколение.

У высших растений в жизненном цикле имеется закономерная смена полового и бесполого поколения: у мхов преобладает гаметофит, а у всех остальных высших растений – спорофит с тенденцией постепенной редукции гаметофита.

Некоторые бактерии так же способны образовывать споры: вся клетка покрывается плотной оболочкой, замедляются процессы жизнедеятельности. Споры бактерий служат только для переживания неблагоприятных условий.

Идет при участии двух родительских особей и характеризуется наличием полового процесса.

Новый организм образуется в результате слияния гамет – специализированных гаплоидных половых клеток,образовавшихся в ходе мейоза.

Половое размножение длится дольше и требует больше особей, но обеспечивает генетически разнообразное потомство, что делает организм более приспособленным к условиям среды обитания.

Половое размножение у одноклеточных и многоклеточных различается: у одноклеточных половой процесс может не сопровождаться увеличением количества особей.

Половой процесс одноклеточных животных

  • 1) Коньюгация – процесс соединения двух особей, при котором идет обмен наследственной информацией без увеличения числа особей. Характерен для инфузорий. Они имеют 2 ядра: вегетативное макронуклеус и генеративное микронуклеус. В ходе конъюгации 2 инфузории сближаются, между ними образуются цитоплазматические мостики и происходит обмен ядрами, после чего инфузории расходятся. В результате возникают новые комбинации генов, повышающие жизнеспособность особей.
  • 2) Копуляция -копулирующие особи сливаются друг с другом, выполняя функции гамет. Бывает
  • изогамная: подвижные особи и одинакового размера
  • гетерогамная: подвижные особи разного размера
  • оогамная: мужская особь мелкая и подвижная, а женская – большая и неподвижная.

Половое размножение многоклеточных организмов

Мужские половые клетки сперматозоиды развиваются в семенниках, ими обладают самцы.

Женские половые клетки яйцеклетки развиваются в яичниках, ими обладают самки.

Половые клетки гаметы образуются в гонадах в ходе гаметогенеза. Если у одной особи есть и мужские и женские гонады, то она – гермафродит. В норме гермафродитизм встречается у кольчатых червей и моллюсков и является приспособлением при затрудненной встрече полов. Как патология встречается и в других группах животных.

Самооплодотворение – процесс слияния гамет одного организма, полового процесса нет. Характерно для некоторых растений и плоских червей (бычий и свиной цепень).

Обмен наследственной информацией настолько важен, что даже гермофрадиты, в чьих организмах находится и мужская и женская половая система, обладают специальными механизмами, препятствующими самооплодотворению (созревание гамет разных полов в разное время).

У растений в ходе эволюции также появилось разделение полов:

  • однодомные: мужские тычиночные и женские пестичные цветки развиваются на одном растении. Кукуруза
  • двудомные: мужские тычиночные и женские пестичные цветки развиваются на разных растениях. Облепиха.
  • 1) Изогамия – слияние двух подвижных гамет, одинаковых по величине.

Водоросли, хитридиевые грибы, равножгутиковые

2) Гетерогамия – слияние двух подвижных гамет со жгутиками, разных по величине.

Водоросли, хитридиевые грибы

3) Оогамия – слияние с мелкого подвижного мужского сперматозоида с крупной неподвижной женской яйцеклеткой. Водоросли, высшие растения, грибы, многоклеточные животные.

Партеногенез

Развитие зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки. Является приспособлением в условиях затрудненной встречи полов. У некоторых организмов партеногенез носит сезонный характер: у тлей летом существуют только самки, которые размножаются только партеногенетически, а осенью появляются самцы и идет размножение с оплодотворением.

  • 1) Естественный характерен для некоторых растений, червей, насекомых, ракообразных.
  • факультативный необязательный – из неоплодотворенных яиц развиваются самцы, а из оплодотворенных самки. Встречается у пчел и муравьев
  • облигатный обязательный – яйца развиваются без оплодотворения, а вид представлен исключительно самками. Кавказская скальная ящерица, индейка.
  • 2) Искусственный предполагает активацию развития яйца с помощью внешних факторов, управляемых экспериментатором: воздействие на яйца слабым раствором кислоты.

Гиногенез – источником генетического материала является яйцеклетка.

Андрогенез – источником генетического материала является т.к. ядро яйцеклетки погибает.

Page 3

Перейти к загрузке файла
В онтогенезе – индивидуальном развитии организмов, выделяют 2 периода: эмбриональный и постэмбриональный. Гаметы – высокодифференцированные клетки, содержащие наследственную информацию, необходимую для развития организма.ЯйцеклеткаЯйцеклетки – большие неподвижные женские половые гаметы, которые образуются в яичниках в процессе овогенеза.Включает в себя ядро,цитоплазму и запас питательных веществ в виде желтка. От количества и характера распределения желтка в яйцеклетке, зависит тип дробления зиготы. Имеет три защитные оболочки:
  • первичная желточная оболочка несет микроворсинки и отростки фолликулярных клеток, по которым поступают питательные вещества
  • вторичная хорион оболочка с секретирующими фолликулярными клетками и каналом для проникновения сперматозоида – микропиле
  • третичная оболочка формируется при прохождении по яйцеводу и формируется из веществ, секретируемых стенками яйцеводов.
  • 1) В зависимости от количества желтка:
    • алицитальные – нет (плацентарные)
    • олиголицитальные – мало
    • мезолицетальные – средне
    • полилицитальные – много
  • 2) По расположению желтка в клетке:
    • изолицитальные: мелкие с небольшим количеством равномерно распределенного желтка яйцеклетки. Характерны для хордовых, двустворчатых и брюхоногих моллюсков.
    • центролицитальные: желток находится вокруг ядра, а по периферии лежит цитоплазма. Характерно для членистоногих.
    • телолицитальные: желток сосредоточен на вегетативном полюсе,на анимальном желтка нет. Умеренное количество у рыб и амфибий; большое – у птиц и рептилий, поэтому на анимальном полюсе у них располагается диск с ядром и цитоплазмой, а остальное место занимает желток.

СперматозоидыСперматозоиды – мелкие подвижные мужские половые клетки, которые образуются в семенниках в процессе сперматогенеза. У млекопитающих сперматозоиды состоят из 3 частей:

  • головка несет гаплоидное ядро. Спереди лежит акросома – видоизмененный Комплекс Гольджи, который выделяет фермент для растворения оболочки яйцеклетки.
  • шейка несет центриоли и митохондрии, которые вырабатывают необходимую энергию.

  Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter

Источник: //vuzlit.ru/1156533/bespoloe_razmnozhenie

Цитологические основы полового размножения. Мейоз, как специфический процесс при формировании половых клеток

Цитологические основы бесполого и полового размножения
⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 3Следующая ⇒

При половом размножении процесс воспроизведения организмов

осуществляется с участием специализированных половых клеток — гамет,

вступающих в оплодотворение. При оплодотворении наследственный материал двух

родительских гамет сливается, образуя генотип организма нового поколения —

зиготы. Чтобы потомки получили соответствующую программу для развития

видовых и индивидуальных характеристик, они должны обладать кариотипом,

которым располагало предыдущее поколение. В такой ситуации поддержание

постоянства кариотипа в ряду поколений организмов достигается предварительным

уменьшением вдвое набора хромосом в гаметах, который восстанавливается до

диплоидного при их оплодотворении: п + п = 2n.

Образование гаплоидных гамет осуществляется в ходе гаметогенеза путем

особой формы клеточного деления — мейоза. При мейозе из клеток с диплоидным

набором In образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом п (см. гл. 5). Такой

результат достигается благодаря тому, что после однократного удвоения ДНК клетка

делится дважды. В отличие от митоза в первом мейотическом делении в результате

конъюгации гомологичные хромосомы объединяются в пары — биваленты.

Последующее расхождение гомологов к разным полюсам веретена деления приводит

к образованию клеток с гаплоидным набором хромосом: 2n4с → п2с. На рис. 3.70

представлены особенности первого деления мейоза в сравнении с митозом. В ходе

второго мейотического деления сестринские хроматиды каждой хромосомы, как и в

митозе, распределяются между дочерними клетками с наследственным материалом

Благодаря особенностям мейоза образуются клетки, несущие полноценный

геном, в котором каждая группа сцепления представлена в единственном экземпляре

(гаплоидный набор хромосом).

При самооплодотворении гаметы одного и того же родителя, а при

перекрестном оплодотворении половые клетки разных организмов взаимодействуют

друг с другом. Сперматозоиды, проникая в яйцеклетку, вводят в нее свой ядерный

наследственный материал, заключенный в гаплоидном наборе хромосом. Ядра гамет

сливаются и формируют диплоидное ядро зиготы, в котором каждая группа

сцепления представлена в двойном экземпляре — отцовской и материнской

хромосомами.

Таким образом, мейоз и последующее оплодотворение обеспечивают

сохранение у нового поколения организмов диплоидного кариотипа, присущего всем

особям данного вида.

9.Роль РНК в реализации наследственной информации (учебник с 92-в учебнике все дополнено картинками и схемами.))

Наследственная информация, записанная с помощью генетиче­ского кода, хранится в молекулах ДНК и размножается для того, чтобы обеспечить вновь образуемые клетки необходимыми «инст­рукциями» для их нормального развития и функционирования.

Вместе с тем непосредственного участия в жизнеобеспечении клеток она не принимает. Роль посредника, функцией которого является перевод наследственной информации, сохраняемой в ДНК, в рабо­чую форму, играют рибонуклеиновые кислотыРНК.

В отличие от молекул ДНК рибонуклеиновые кислоты представ­лены одной пол и нуклеотидной цепью, которая состоит из четырех разновидностей нуклеотидов, содержащих сахар рибозу, фосфат и одно из четырех азотистых оснований —аденин, гуанин, урацил или цитозин.

РНК синтезируется на молекулах ДНК при помощи ферментов РНК-полимераз с соблюдением принципа комплемен- тарности и антипараллельности, причем аденину ДНК в РНК комплементарен урацил.

Все многообразие РНК, действующих в клетке, можно разделить на три основных вида: мРНК, тРНК, рРНК.

Матричная, или информационная, РНК (мРНК, или иРНК). Транскрипция.

Для того чтобы синтезировать белки с заданными свойствами, к месту их построения поступает «инструкция» о порядке включения аминокислот в пептидную цепь.

Эта инструкция заключена в нуклеотидной последовательности матричных, или информационных РНК (мРНК, иРНК), синтезируемых на соответ­ствующих участках ДНК. Процесс синтеза мРНК называют транс­крипцией.

Синтез мРНК начинается с обнаружения РНК-полимеразой особого участка в молекуле ДНК, который указывает место начала транскрипции—промотора. После присоединения к промотору РНК-полимераза раскручивает прилежащий виток спирали ДНК.

Две цепи ДНК в этом месте расходятся, и на одной из них фермент осуществляет синтез мРНК. Сборка рибонуклеотидов в цепь про­исходит с соблюдением их комплементарности нуклеотидам ДНК, а также анти параллельно по отношению к матричной цепи ДНК.

В связи с тем, что РНК-полимераза способна собирать полинуклеотид лишь от 5'- конца к З'-концу, матрицей для транскрипции может служить только одна из двух цепей ДНК, а именно та, которая обращена к ферменту своим З'-концом (3'-»5'). Такую цепь назы­вают кодогенной (рис. 3.24).

Антипараллельность соединения двух полинуклеотидных цепей в молекуле ДНК позволяет РНК-полиме- разе правильно выбрать матрицу для синтеза мРНК.

Продвигаясь вдоль кодогенной цепи ДНК, РНК-полимераза осуществляет постепенное точное переписывание информации до тех пор, пока она не встречает специфическую нуклеотидную последовательность—терминатор транскрипции. В этом участке РНК-полимераза отделяется как от матрицы ДНК, так и от вновь синтезированной мРНК (рис.

3.25). Фрагмент молекулы ДНК, включающий промотор, транскрибируемую последовательность и терминатор, образует единицу транскрипции — транскриптон.В процессе синтеза, по мере продвижения РНК-полимеразы вдоль молекулы ДНК, пройденные ею одноцепочечные участки ДНК вновь объединяются в двойную спираль.

Образуемая в ходе транскрипции мРНК содержит точную копию информации, запи­санной в соответствующем участке ДНК. Тройки рядом стоящих нуклеотидов мРНК, шифрующие аминокислоты, называют кодона­ми. Последовательность кодонов мРНК шифрует последователь­ность аминокислот в пептидной цепи.

Кодонам мРНК соответст­вуют определенные аминокислоты.

Транспортная РНК (тРНК). Трансляция.Важная роль в процессе использования наследственной информации клеткой принадлежит транспортной РНК (тРНК). Доставляя необходимые аминокислоты к месту сборки пептидных цепей, тРНК выполняет функцию транс­ляционного посредника.

Молекулы тРНК представляют собой полинуклеотидные цепи, синтезируемые на определенных последовательностях ДНК. Они состоят из относительно небольшого числа нуклеотидов —75—95. В результате комплементарного соединения оснований, которые находятся в разных участках полинуклеотидной цепи тРНК, она приобретает структуру, напоминающую по форме лист клевера

В целом различные виды тРНК характеризуются определенным постоянством нуклеотидной последовательности, которая чаще все­го состоит из 76 нуклеотидов. Варьирование их числа связано главным образом с изменением количества нуклеотидов в допол­нительной петле. Комплементарные участки, поддерживающие структуру тРНК, как правило, консервативны.

Первичная структура тРНК, определяемая последовательностью нуклеотидов, формирует вторичную структуру тРНК, имеющую форму листа клевера. В свою очередь, вторичная структура обусловливает трехмерную третичную структуру, для которой характерно образование двух перпендику­лярно расположенных двойных спиралей (рис. 3.27).

Одна из них образована акцепторной и Тц/С-ветвями, другая —антикодоновой и D-ветвями.

На конце одной из двойных спиралей располагается транспор­тируемая аминокислота, на конце другой — антикодон. Эти участки оказываются максимально удаленными друг от друга.

Стабильность третичной структуры тРНК поддерживается благодаря возникнове­нию дополнительных водородных связей между основаниями по- линуклеотидной цепи, находящимися в разных ее участках, но пространственно сближенных в третичной структуре.

Различные виды тРНК имеют сходную третичную структуру, хотя и с некоторыми вариациями.

Одной из особенностей тРНК является наличие в ней необыч­ных оснований, возникающих вследствие химической модифика­ции уже после включения нормального основания в полинуклео- тидную цепь. Эти измененные основания обусловливают большое структурное многообразие тРНК при общем плане их строения.

Наибольший интерес представляют модификации оснований, фор­мирующих антикодон, которые влияют на специфичность его вза­имодействия с кодоном.

Например, нетипичное основание инозин, иногда стоящий в 1-м положении антикодона тРНК, способен комплементарно соединяться с тремя разными третьими основани­ями кодона мРНК—У, Ц и А (рис. 3.28). Так как одной из особенностей генетического кода является его вырожденность (см. разд. 3.4.1.

2), многие аминокислоты шифруются несколькими ко­донами, которые, как правило, различаются своим третьим осно­ванием. Благодаря неспецифичности связывания модифицирован­ного основания антикодона одна тРНК узнает несколько кодонов- синонимов.

Установлено также существование нескольких видов тРНК, способных соединяться с одним и тем же кодоном. В результате в цитоплазме клеток встречается не 61 (по количеству кодонов), а около 40 различных молекул тРНК. Этого количества достаточно, чтобы транспортировать 20 разных аминокислот к месту сборки белка.

Наряду с функцией точного узнавания определенного кодона в мРНК молекула тРНК осуществляет доставку к месту синтеза пептидной цепи строго определенной аминокислоты, зашифрован­ной с помощью данного кодона. Специфическое соединение тРНК со «своей» аминокислотой протекает в два этапа и приводит к образованию соединения, называемого аминоацил-тРНК.

Специфичность соединения аминокислоты и тРНК, несущей соответствующий антикодон, достигается благодаря свойствам фер­мента аминоацил-тРНК-синтетазы. В цитоплазме существует це­лый набор таких ферментов, которые способны к пространствен­ному узнаванию, с одной стороны, своей аминокислоты, а с другой — соответствующего ей антикодона тРНК (рис. 3.30).

Наследственная информация, «записанная» в молекулах ДНК и «переписанная» на мРНК, расшифровывается в ходе трансляции благодаря двум процессам специфического узнавания молекуляр­ных поверхностей.

Сначала фермент аминоацил-тРНК-синтетаза обеспечивает соединение тРНК с транспортируемой ею аминокис­лотой. Затем аминоацил-тРНК комплементарно спаривается с мРНК благодаря взаимодействию антикодона с кодоном.

С по­мощью системы тРНК язык нуклеотидной цепи мРНК транслиру­ется в язык аминокислотной последовательности пептида (рис. 3.30).

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Рекомендуемые страницы:

Источник: //lektsia.com/2xa671.html

Цитологические основы наследственности.Мейоз. Гаметогенез

Цитологические основы бесполого и полового размножения

Занятие №3 (2ч)

Раздел 2. Цитологические основы наследственности.

Тема: Мейоз. Гаметогенез

Цели и задачи:

  1. Изучить виды бесполого размножения, рассмотреть его особенности

  2. Рассмотреть виды полового размножения, способ образования половых клеток и изучить их строение

Домашнее задание: О-1, стр. 28-33, конспект лекции.

План

  1. Понятие о бесполом размножении, его виды, примеры

  2. Виды полового размножения. Мейоз, его фазы и значение

  3. Образование половых клеток и оплодотворение

1. Понятие о бесполом размножении, его виды, примеры

Размножение – это способность живых существ воспроизводить себе подобных

Бесполое размножение – это тип размножения, при котором новый организм возникает из одной или нескольких соматических клеток

Типы бесполого размножения

Название типа

Особенности

Примеры

1. Митоз

Митотическое деление

Простейшие (амеба, эвглена), одноклеточные водоросли

2. Спорообразование

Клетка распадется на большое количество частей, равное количеству ядер, заранее образованных в родительской клетке

Мхи, высшие грибы, многоклеточные водоросли, папоротники, растения, у некоторых прокариот

3. Почкование

На материнской клетке образуется небольшой бугорок с ядром – почка, которая растет и достигает размеров, близких к материнским, а затем отделяется, переходя к самостоятельному существованию

Дрожжевые грибы, сосущие инфузории, гидры

4. Деление тела на 2 части

Деление тела на две части

Медузы, кольчатые черви

5. Фрагментация

Тело фрагментируется на несколько частей, из которых потом развиваются полноценные особи

Плоские черви, дождевые черви, иглокожие

6. Вегетативное размножение

Размножение частями тела: черенками, усами, клубнями, луковицами

Картофель, виноград, земляника, розы, фиалка, смородина

При любых формах бесполого размножения все потомки имеют генотип идентичный материнскому.

2. Виды полового размножения. Мейоз, его фазы и значение

Половое размножение – это развитие организма на основе специализированных половых клеток, образующихся в половых железах (гонадах)

Гермафродитизм (обоеполость) – врождённое нарушение полового развития, при котором наружные половые органы имеют признаки женского и мужского пола (некоторые виды рыб, кишечнополостных, червей, моллюски, ракообразные)

Формами полового процесса являются конъюгация и копуляция.

Конъюгация — своеобразная форма полового процесса, при которой оплодотворение происходит путем взаимного обмена мигрирующими ядрами, перемещающимися из одной клетки в другую по цитоплазматическому мостику, образуемому двумя особями.

При конъюгации обычно не происходит увеличения количества особей, но происходит обмен генетическим материалом между клетками, что обеспечивает перекомбинацию наследственных свойств.

Конъюгация типична для ресничных простейших (например, инфузорий), некоторых водорослей (спирогиры).

Копуляция (гаметогамия) — форма полового процесса, при которой две различающиеся по полу клетки — гаметы — сливаются и образуют зиготу. При этом ядра гамет образуют одно ядро зиготы.

Различают следующие основные формы гаметогамии: изогамия, анизогамия и оогамия.

При изогамии образуются подвижные, морфологически одинаковые гаметы, однако физиологически они различаются на «мужскую» и «женскую». Изогамия встречается у многих водорослей.

При анизогамии (гетерогамии) формируются подвижные, различающиеся морфологически и физиологически гаметы. Такой тип полового процесса характерен для многих водорослей.

В случае оогамии гаметы сильно отличаются друг от друга. Женская гамета — крупная

неподвижная яйцеклетка, содержащая большой запас питательных веществ. Мужские гаметы — сперматозоиды —- мелкие, чаще всего подвижные клетки, которые перемещаются с помощью одного или нескольких жгутиков. У семенных растений мужские гаметы — спермии — не имеют жгутиков и доставляются к яйцеклетке с помощью пыльцевой трубки. Оогамия характерна для животных, высших растений и многих грибов.

Виды полового размножения:

1. Партеногенез – так называемое «девственное размножение», одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения (тли, муравьи, термиты, некоторые виды ящериц, птиц, рыб)

Открыт в середине XVIII в. швейцарским натуралистом Ш. Бонне. Партеногенез встречается у растений и животных. При нем развитие дочернего организма осуществляется из неоплодотворенной яйцеклетки.

Причем образующиеся дочерние особи, как правило, либо мужского пола (трутни у пчел), либо женского (у кавказских скальных ящериц), кроме того, могут рождаться потомки обоих полов (тли, дафнии).

Количество хромосом у партеногенетических организмов может быть гаплоидным (самцы пчел) или диплоидным

(тли, дафнии).

2. Гиногенез (у костистых рыб и некоторых земноводных). Сперматозоид проникает в яйцеклетку и лишь стимулирует ее развитие. Ядро сперматозоида при этом с ядром яйцеклетки не сливается и погибает, а источником наследственного материала для развития потомка служит ДНК ядра яйцеклетки.

3. Андрогенез. В развитии зародыша участвует мужское ядро, привнесенное в яйцеклетку, а ядро яйцеклетки при этом гибнет. Яйцеклетка дает лишь питательные вещества своей цитоплазмы.

4. Полиэмбриония. Зигота (эмбрион) делится на несколько частей бесполым способом, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Встречается у насекомых (наездников), броненосцев. У броненосцев клеточный материал первоначально одного зародыша на стадии бластулы равномерно разделяется между 4—8 зародышами, каждый из которых в дальнейшем дает полноценную особь.

Мейоз – это способ образования половых клеток из материнской, когда в результате деления одной клетки образуются 4 гаплоидные клетки

В ходе мейоза создаются новые комбинации генов путем сочетания отцовских и материнских хромосом. Перекомбинирование участков возникает в результате обмена участками между гомологичными хромосомами.

Мейоз состоит из двух последовательных делений: меоз 1 (редукционное деление) и мейоз 2 (эквационное деление)

У особей все 4n клетки, образовавшиеся в ходе мейоза преобразуются в сперматозоиды и яйцеклетки.

Фазы

Процессы

Интерфаза

2n4c. Подготовка к делению

Мейоз 1

Профаза 1

Происходит спирализация хромосом которые становятся тонкие как нити, затем они сближаются и происходит кроссинговер (обмен гомологичными участками)

– лептотена

Появляются перекрученные нити хромосом

– зиготена

Происходит конъюгация отдельных участков гомологичных хромосом. Конъюгированную пару называют – бивалентом

– пахитена

Хромосомы хорошо видны

– диплотена

кроссинговер

– диакинез

Спирализация, исчезает ядро я ядрышко

Метафаза 1

Спирализация достигает максимума. Хромосомы (биваленты) располагаются к экватору клетки, образуя метафазную пластинку, образуется двухполюсное веретено деления и его нити прикрепляются к ним

Анафаза 1

Центромеры делятся и хромосомы расходятся с помощью нитей веретена деления к полюсам клетки

Телофаза 1

Исчезает веретено деления. Вокруг разошедшихся хромосом образуется ядерная оболочка. Из пары гомологичных хромосом к дочерней клетке попадает одна. Число хромосом уменьшается в два раза и становится n. Образуются две дочерние клетки

Мейоз 2

Интерфаза

Подготовка к делению. Удвоение ДНК не происходит

Профаза 2

Происходит митотическое деление гаплоидных клеток

Метафаза 2

Анафаза 2

Центромеры делятся и хроматиды расходятся к полюсам клетки

Телофаза 2

Образуются 4 гаплоидные клетки

Вывод: в половых клетках путем двукратного мейотического деления количество ДНК уменьшается вчетверо, а хромосом – вдвое: 2n4c– 1n2c-1n1c

3. Образование половых клеток и оплодотворение

Гаметогенез – процесс развития половых клеток

Овогенез – развитие женских половых клеток

Сперматогенез – развитие мужских половых клеток

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток, в результате чего возникает зигота

У водных животных оплодотворение – внешнее (половые продукты – в воду – там оплодотворяются), у сухопутных внутреннее (перенос семенной жидкости из половых путей самца в половые пути самки).

5

Источник: //multiurok.ru/files/tsitologhichieskiie-osnovy-nasliedstviennosti-miei.html

WikiMedicOnline.Ru
Добавить комментарий