Hovedartikkel: Aseksuell reproduksjon
Aseksuell reproduksjon er en form for reproduksjon som ikke er forbundet med utveksling av genetisk informasjon mellom individer – den seksuelle prosessen.
Aseksuell reproduksjon er den eldste og enkleste reproduksjonsmetoden og er utbredt i encellede organismer (bakterier, blågrønnalger, chlorella, amøber, ciliater). Denne metoden har sine fordeler: det er ikke nødvendig å finne en partner, og fordelaktige arvelige endringer blir bevart nesten for alltid. Men med denne reproduksjonsmetoden oppnås variasjonen som er nødvendig for naturlig seleksjon bare gjennom tilfeldige mutasjoner og skjer derfor veldig sakte. Det skal imidlertid bemerkes at evnen til en art til å reprodusere aseksuelt ikke utelukker evnen til å gjennomgå den seksuelle prosessen, men da blir disse hendelsene separert i tid.
Den vanligste reproduksjonsmetoden encellede organismer- inndeling i to deler, med dannelse av to separate individer.
Blant flercellede organismer har nesten alle planter og sopp evnen til å formere seg aseksuelt – unntaket er for eksempel Welwitschia. Aseksuell reproduksjon av disse organismene skjer vegetativt eller av sporer.
Blant dyr er evnen til å reprodusere aseksuelt mer vanlig i lavere former, men er fraværende hos mer utviklede. Den eneste måten aseksuell reproduksjon hos dyr - vegetativ.
Det er en utbredt misforståelse at individer som følge av aseksuell reproduksjon alltid er genetisk identiske med foreldreorganismen (hvis mutasjoner ikke tas i betraktning). Det mest slående moteksemplet er reproduksjon av sporer i planter, siden det under sporulering skjer en reduksjonsdeling av celler, som et resultat av at sporene inneholder bare halvparten av den genetiske informasjonen som er tilgjengelig i sporofyttcellene (se Planters livssyklus).
Seksuell reproduksjon
Seksuell reproduksjon er assosiert med den seksuelle prosessen (cellefusjon), og også, i det kanoniske tilfellet, med det faktum at det eksisterer to komplementære seksuelle kategorier (mannlige organismer og kvinnelige organismer).
Under seksuell reproduksjon dannes kjønnsceller eller kjønnsceller. Disse cellene har et haploid (enkelt) sett med kromosomer. Dyr er preget av et dobbelt sett med kromosomer i vanlige (somatiske) celler, derfor skjer gametdannelse hos dyr under prosessen med meiose. Mange alger og alt høyere planter Gameter utvikler seg i en gametofytt, som allerede har et enkelt sett med kromosomer, og oppnås ved enkel mitotisk deling.
Basert på likhetene og forskjellene mellom de resulterende gametene, skilles flere typer gametdannelse ut:
isogami - kjønnsceller av samme størrelse og struktur, med flageller
anisogamy - gameter av forskjellige størrelser, men lignende struktur, med flageller
oogamy - gameter av forskjellige størrelser og strukturer. Små hannkjønnsceller med flageller kalles sædceller, og store hunnkjønnsceller uten flageller kalles egg.
Når to kjønnsceller smelter sammen (i tilfelle av oogami er det nødvendig med sammensmelting av kjønnsceller av forskjellige typer), dannes det en zygote, som nå har et diploid (dobbelt) sett med kromosomer. Fra zygoten utvikles en datterorganisme, hvis celler inneholder genetisk informasjon fra begge foreldrene.
Med aseksuell forplantning av planter er deling av foreldreindividet og vegetativ forplantning mulig.
Aseksuell reproduksjon er utbredt i alle plantegrupper. I sin enkleste form, med denne typen reproduksjon, deles foreldreindividet i to deler, som hver utvikler seg til en uavhengig organisme. Denne reproduksjonsmetoden, kalt fisjon, finnes som regel bare i encellede organismer. Cellen deler seg ved mitose.
Mange flercellede organismer er også i stand til å reprodusere seg ved å skille levedyktige deler av den vegetative kroppen, hvorfra fullverdige datterindivider dannes. Denne typen aseksuell reproduksjon i planteverdenen kalles ofte vegetativ. Evnen til vegetativ reproduksjon er veldig karakteristisk for planter og sopp på alle nivåer i deres organisasjon, så vel som for noen lavere grupper av dyr. Slik reproduksjon er preget av restaurering av hele organismen fra sin del, kalt regenerering.
Ofte formerer planter seg med skrap eller deler av thallus, mycel eller deler av vegetative organer. Mange filamentøse og lamellære alger, soppmycelier og lavtaller går fritt i oppløsning i deler, som hver enkelt enkelt blir en uavhengig organisme. Noen blomstrende planter som lever i vann kan også formere seg på denne måten. Et eksempel på en plante som reproduserer utelukkende vegetativt i Europa er den toboende Elodea canadensis, som kom hit fra Nord Amerika. Samtidig ble bare kvinnelige prøver brakt til Europa, uten å kunne danne frø i fravær av mannlige planter. Til tross for mangelen på frøfornyelse, formerer denne planten seg eksepsjonelt raskt og utvikler raskt nye habitater.
I praksis Jordbruk Det er utviklet mange metoder for kunstig vegetativ formering av kulturplanter som tilhører en rekke livsformer. Dermed formerer mange busker og flerårige urter seg ved å dele busken, jordstengler og rotsugere. Løk, hvitløk, liljer, tulipaner, hyasinter, krokus, gladioler, etc. reproduserer seg med hell fra løker og knollløker, og skiller datterløk, eller "babyer", fra moderplantene. I hagearbeid er former for vegetativ formering ved bruk av stiklinger og poding spesielt utbredt.
En stikling er et segment av et vegetativt organ som brukes til kunstig vegetativ forplantning. Stiklinger kan være stilk eller skudd, men noen planter kan også formeres med blad (begonia, lilje) eller rot (bringebær) stiklinger. En type kutting er forplantning av trær og busker ved lagdeling. I dette tilfellet blir en del av skuddet først presset spesielt til jorden for roting og først deretter kuttet av. Lagdelinger finnes også i naturen, når grener av gran, lind, fuglekirsebær og andre arter som kan slå rot på denne måten, er fastlåst. Mange frukt-, tre- og urteplanter forplantes med stiklinger. prydplanter i åpen og lukket mark. Ved stiklinger blir alle egenskapene til den dyrkede morplanten bevart, noe som er veldig viktig, siden under frøformering går mange egenskaper spesielt utvalgt gjennom seleksjon lett tapt.
Poding brukes veldig mye i hagearbeid, når en stikling eller bare en vegetativ knopp av en plante med de ønskede egenskapene, den såkalte scion, er smeltet sammen med en kraftigere og upretensiøs plante eller grunnstamme. Poding lar deg raskt forplante verdifulle planter og sikre deres akselererte utvikling, med full bevaring nødvendige egenskaper. I dette tilfellet mottar den podede planten slike verdifulle eiendommer grunnstamme, som frostbestandighet, motstand mot soppsykdommer og upretensiøsitet mot jordfruktbarhet. Mer enn 100 vaksinasjonsmetoder er utviklet. Mange sortplanter som ikke produserer frø, formerer seg utelukkende ved poding.
Reproduksjon – universell eiendom lever, og sikrer materiell kontinuitet på tvers av generasjoner. Evolusjon av metoder for reproduksjon.
Reproduksjon – organismers evne til å reprodusere seg selv. Egenskapene til organismer til å produsere avkom. Dette er en betingelse for eksistensen av en art, som er basert på overføring av genetisk materiale. Reproduksjonsutviklingen gikk som regel i retning fra aseksuell til seksuell reproduksjon, fra isogami til oogami, fra deltakelse av alle celler i reproduksjon til dannelse av kjønnsceller og fra ekstern befruktning til intern befruktning. intrauterin utvikling og ta vare på avkom. I løpet av evolusjonen har forskjellige grupper av organismer utviklet forskjellige måter og strategier for reproduksjon, og det faktum at disse gruppene har overlevd og eksisterer beviser effektiviteten til forskjellige implementeringsmetoder denne prosessen. Alle forskjellige former for reproduksjon kan deles inn i to hovedtyper: aseksuell og seksuell reproduksjon.
Aseksuell reproduksjon, dens typer og biologisk betydning.
På aseksuell reproduksjon en person deltar; det dannes individer som er genetisk identiske med den opprinnelige forelderen; kjønnsceller dannes ikke. Aseksuell reproduksjon øker rollen som stabilisering av naturlig utvalg og sikrer bevaring av kondisjon under skiftende miljøforhold.
Det er to typer aseksuell reproduksjon: vegetativ og sporulering (tabell 10). Et spesielt tilfelle er polyembryoni hos virveldyr - aseksuell reproduksjon ved tidlige stadier embryonal utvikling. Først beskrevet av I.I. Mechnikov ved å bruke eksemplet med splitting av blastulae i en manet og utvikling av celler i hele organismen fra hvert aggregat. Hos mennesker er et eksempel på polyembryoni utviklingen av eneggede tvillinger.
Tabell 10 - Typer aseksuell reproduksjon på organismenivå
|
Vegetativ: |
Sporulering: |
|
Reproduksjon av en gruppe somatiske celler. Enkel deling i to: i prokaryoter og encellede eukaryoter. Schizogoni (endogoni): hos encellede flagellater og sporozoer. Spirende: i encellet gjær; i flercellede organismer - hydra. Fragmentering: i flercellede ormer. Polyembryoni. Vegetative organer: stengel- og rotknopper, løker, knoller. Ordnet inndeling: uniform, langsgående og tverrgående amitose hos sjøstjerner og annelid. |
En spore er en spesialisert celle med et haploid sett med kromosomer. Den dannes av meiose, sjeldnere av mitose, på morplanten sporofytten i sporangia. Finnes i protozoiske eukaryoter, alger, sopp, moser, bregner, kjerringrokk og moser. |
Seksuell reproduksjon, dens typer og fordeler fremfor aseksuell reproduksjon.
Evolusjonsmessig ble seksuell reproduksjon innledet av en seksuell prosess - konjugasjon. Konjugering sikrer utveksling av genetisk informasjon uten å øke antall individer. Finnes i protozoer, eukaryoter, alger og bakterier.
Seksuell reproduksjon – fremveksten og utviklingen av avkom fra et befruktet egg - zygote (tabell 11). I løpet av den historiske utviklingen har seksuell reproduksjon av organismer blitt dominerende i plante- og dyreverdenen. Det har en rekke fordeler:
Høy reproduksjonshastighet.
Oppdatering av genetisk materiale. Kilde til arvelig variasjon. Suksess i kampen for tilværelsen.
Store tilpasningsevner til datterindivider.
Seksuell reproduksjon er preget av følgende funksjoner:
To personer deltar.
Kilden til dannelsen av nye organismer er spesielle celler - gameter, som har seksuell differensiering.
For å danne en ny organisme er fusjon av to kjønnsceller nødvendig. En celle fra hver forelder er nok.
Uregelmessige typer seksuell reproduksjon (tabell 11):
1. Partenogenese -utvikling av et embryo fra et ubefruktet egg. Finnes i lavere krepsdyr, hjuldyr, bier og veps. Det er somatisk eller diploid og generativ eller haploid partenogenese. I somatiske tilfeller gjennomgår egget enten ikke reduksjonsdeling, eller to haploide kjerner smelter sammen, og gjenoppretter det diploide settet av kromosomer. I generativ utvikler embryoet seg fra et haploid egg. I honningbien utvikles således droner fra ubefruktede haploide egg. Hos veps og maur, under partenogenese, gjenopprettes det diploide settet i somatiske celler på grunn av endomitose.
Tabell 11 - Typer seksuell reproduksjon hos eukaryoter
2. Gynogenese – en type seksuell reproduksjon der sædceller deltar som stimulatorer for eggutvikling, men befruktning (karyogami) forekommer ikke i dette tilfellet. Utviklingen av embryoet utføres på bekostning av den kvinnelige kjernen. Det er observert hos rundorm og hos den viviparøse fisken Molinesia. Sædkjernen blir ødelagt og mister evnen til å utføre karyogami, men beholder evnen til å aktivere egget. Avkommet mottar genetisk informasjon fra moren.
3. Androgenese – type reproduksjon der egget utvikler seg pga mannlig kjerne og mors cytoplasma. Det haploide embryoet er preget av lav levedyktighet, som normaliseres når det diploide settet med kromosomer gjenopprettes. Med polyspermi er fusjonen av to paternale pronuklei mulig og dannelsen av en diploid kjerne, som i silkeormen.
Gametogenese. Funksjoner av oogenese og spermatogenese hos mennesker, dens hormonelle regulering.
Prosessen med dannelse av kjønnsceller kalles Gametogenese . Denne prosessen skjer i gonadene (testikler og eggstokker) og er delt inn i permatogenese – spermdannelse og oogenese – oocyttdannelse.
Spermatogenese finner sted i de kronglete sædrørene i testiklene og inkluderer fire faser (tabell 12):
modning;
formasjon.
reproduksjon;
Avlsfase: multippel mitose av spermatogoni.
Vekstfase: celler mister evnen til å gjennomgå mitose og øker i størrelse. Nå kalles de førsteordens spermatocytter, som går inn i den lange (ca. 3 uker) profasen til 1. deling av meiose.
Tabell 12 - Stadier av spermatogenese
|
Gonadsoner |
Stadier |
|
1. Reproduksjon |
Spermatogonia (2n4C) |
|
Spermatocytter I (2n4C) |
|
|
3. Modning |
Spermatocytter II (1n2C) Spermatider (1n1C) |
|
4. Formasjoner |
Sperm |
Modningsfase: Den inkluderer to påfølgende oppdelinger av meiose: som et resultat av den første (reduksjons) delingen, dannes haploide spermatocytter av andre orden fra spermatocytter av første orden (1n 2 kromatider 2c). De er mindre i størrelse enn første-ordens spermatocytter og er plassert nærmere lumen av tubuli. Den andre delingen av meiose (likning) fører til dannelsen av fire spermatider - relativt små celler med et haploid sett med DNA (1n 1 kromatid 1c).
Formasjonsfase: Det innebærer transformasjon av spermatider til spermatozoer. Kromatinet i kjernen blir tettere, og størrelsen på kjernen avtar. Golgi-komplekset omdannes til et akrosom som inneholder lytiske enzymer som er nødvendige for nedbrytning av eggmembraner. Akrosomet ligger ved siden av kjernen og sprer seg gradvis over den i form av en hette. Sentrioler beveger seg til motsatt pol av cellen. Et flagell dannes fra den distale sentriolen, som deretter blir det aksiale filamentet til den utviklende sædcellen. Overflødig cytoplasma dumpes inn i lumen av tubuli og fagocyteres av Sertoli-celler.
Spermatogenese hos mennesker skjer gjennom hele puberteten i de kronglete sædrørene. Spermutvikling varer i 72-75 dager.
Oogenese – et sett med sekvensielle prosesser i utviklingen av den kvinnelige reproduktive cellen. Oogenese inkluderer perioder med reproduksjon, vekst og modning (tabell 13). I løpet av reproduksjonsperioden øker antallet diploide kjønnsceller - oogonia - gjennom mitose; etter opphør av mitose og DNA-replikasjon i den premeiotiske interfasen går de inn i meioseprofasen, som faller sammen med vekstperioden for celler kalt førsteordens oocytter. Ved begynnelsen av vekstperioden (langsom vekstfase) øker oocytten litt konjugering av homologe kromosomer og kryssing skjer i kjernen. Antall organeller øker i cytoplasmaet. Denne fasen varer i årevis hos mennesker. I fase hurtig vekst volumet av oocytter øker hundrevis eller flere ganger, hovedsakelig på grunn av akkumulering av ribosomer og eggeplomme. Under modning oppstår 2 meiotiske delinger. Som et resultat av 1. divisjon dannes en annenordens oocytt og en reduksjonskropp. Ved slutten av modningsperioden får oocytter evnen til å bli befruktet, og ytterligere deling av kjernene deres blokkeres. Meiose fullføres under befruktningsprosessen med dannelse av ett egg og frigjøring av 3 reduksjonslegemer. Sistnevnte utarte seg senere.
Tabell 13 - Stadier av oogenese
Forskjeller mellom oogenese og spermatogenese:
Reproduksjonsperioden til oogonia slutter ved fødselen.
Vekstperioden under oogenese er lengre enn under spermatogenese og har en periode med langsom vekst, når størrelsen på kjernen og cytoplasma øker, og en periode med rask vekst - akkumulering av eggeplommene.
Under oogenese dannes en fullverdig kjønnscelle fra en oocytt I, og fire dannes fra spermatocytt I under spermatogenesen.
Dannelsesfasen er kun karakteristisk for spermatogenese. Dannelsen av egget skjer i befruktningsperioden.
Hos mennesker utvikles egg og sædceller fra primordiale kjønnsceller, som dannes i den ekstraembryonale mesodermen. Primære kjønnsceller migrerer deretter til deres endelige plassering - den bifile gonaden. Hos mange dyr er områdene i cytoplasmaet som er ansvarlige for frigjøring av primære kjønnsceller kjennetegnet ved pigmentering eller granulat. Dette er kjønnsdeterminanter. Det reproduktive cytoplasmaet er konsentrert ved den vegetative polen til cellen.
Spesifikke tegn på kvinnelig kjønn (ovarieutvikling) blir merkbare på slutten av den 8. uken. Ved slutten av den 3. måneden med intrauterin utvikling dannes oocytter dypt i gonadene (profase 1). Innen den 7. måneden vil ovariedifferensiering akselerere. Innen den 9. måneden er det 200-400 tusen oocytter i eggstokken.
Under oogenese opphører den mitotiske delingen av primære kvinnelige kjønnsceller (oogonium) innen den 5. måneden av intrauterin utvikling. Antallet deres når nesten 7 millioner Oogonia i utviklingsprosessen blir til førsteordens oocytter. Ytterligere intrauterin reproduksjon av oogonia opphører. Derfor, ved fødselen, inneholder en jentes eggstokk allerede omtrent 2 millioner oocytter i de primære folliklene. Imidlertid oppstår en intensiv prosess med atresi blant dem. Derfor, ved begynnelsen av puberteten, er det rundt 400-500 tusen igjen i kvinnens eggstokk, i stand til å videre utvikling oocytter.
Dannelsen av primære follikler er fullført ved slutten av den tredje måneden av intrauterin utvikling, når follikulære celler dekker oocytten fullstendig. Når dannelsen av den primære follikkelen er fullført, er oocyttene på meiose I-stadiet, på diktyotenstadiet (diplotenfasen). Fra dette øyeblikket kommer det en lang pause i deres videre utvikling. Arrestasjonen av oocyttdeling I vedvarer til puberteten.
Kort før eggløsning avbrytes den første arrestasjonen på diplotenstadiet av den første meiotiske deling. Delingen ender raskt med dannelsen av en annenordens oocytt og én såkalt reduksjonskropp. En eggløsning kalles en oocytt av andre orden. Etter eggløsning begynner den andre meiotiske delingen i oocytten, som varer til metafase II. Hvis befruktning har skjedd, fullføres den andre fasen av meiose nesten samtidig med den. Som et resultat dannes et egg. Hvis befruktning ikke skjer innen 48 timer etter eggløsning, dør eggløsningen (oocytt II).
Hver måned modnes en follikkel i eggstokken, der det er en kjønnscelle som er i stand til befruktning. Follikkelmodning har flere stadier. Til å begynne med er førsteordens oocytter omgitt av et lag med celler, og en primær follikkel dannes. Videre, i perioden før puberteten, øker folliklene i størrelse på grunn av veksten av oocytten, dannelsen av zona pellucida og corona radiata. Deretter vokser den sekundære follikkelen, blir til en tertiær eller moden, som inneholder en annenordens oocytt. Totalt modnes 400-800 follikler hos en kvinne i løpet av den fødende perioden.
Etter at eggstokkfollikkelen modnes, brister veggene og oocytt II kommer inn i kroppshulen. Eggledertrakten (egglederen) er plassert nær eggstokken. Cilia sørger for bevegelse av egget gjennom egglederen, hvor befruktning skjer. Etter eggløsning trekker den ødelagte eggstokkfollikkelen seg sammen, og som et resultat av delingen av follikulære celler dannes det en "corpus luteum" som fyller hulrommet i vesikelen. Hvis befruktning ikke skjer, degenererer den, og nye follikler begynner å vokse i en annen del av eggstokken. Når graviditet oppstår, forblir "corpus luteum", og nye follikler dannes etter fødsel. Under de unge og modne periodene av ontogenese er oocytter i eggstokkene i profase I (diplotenstadiet: kromosomer i dem er i form av lampebørster, intens RNA-syntese på visse gener). Profaseblokk 1 fjernes med jevne mellomrom fra oocyttene, meiose I fullføres og meiose II starter. Under befruktning, etter 24 timer, er meiose II fullført, og etter ytterligere 10 timer dannes et synkaryon og synkaryogami oppstår.
Blokkeringen er adaptiv. Konjugering og overkryssing i meiose er beskyttet av mors kropp, noe som garanterer færre abnormiteter i embryoet. I den postembryonale perioden er kroppen utsatt for en rekke påvirkninger miljø, som øker frekvensen av dannelse av unormale kjønnsceller.
Veksten av follikler og deres eggløsning er hormonavhengige prosesser som reguleres av tre gonadotrope hormoner i hypofysen: follikkelstimulerende hormon (FSH), luteiniserende hormon (LH), luteotropt hormon (LTG), ovariehormoner - østrogen og progesteron . Under påvirkning av FSH utvikler follikler og modnes i eggstokken. Med den kombinerte virkningen av FSH og LH, brister den modne follikkelen, eggløsning og dannelsen av "corpus luteum." Etter eggløsning fremmer LH produksjonen av hormonet progesteron i eggstokken av corpus luteum.
Utskillelsen av LH og FSH av hypofysen reguleres av den nevrohumorale aktiviteten til hypothalamus, som produserer nevrohormoner: vasopressin, oksytocin. Disse sentrene er på sin side påvirket av eggstokkhormoner - østrogener. De påvirker utviklingen av sekundære seksuelle egenskaper, metabolisme (øker proteindissimilering) og termoregulering. I tillegg produserer eggstokkene også androgener – mannlige kjønnshormoner. Sistnevnte dannes også i binyrebarken.
Spesifikke tegn på det mannlige kjønn, utviklingen av testiklene observeres på slutten av den 7. uken av intrauterin utvikling.
Den mannlige reproduktive kjertelen, testiklene, består av sædrør omgitt av binde- og løst interstitielt vev som produserer hormoner.
Spermatogenese - Dette er prosessen med transformasjon av primære kjønnsceller - spermatogonia til spermatozoer i testiklene. Prosessen skjer i seminiferøse tubuli av mannlige gonadene. Spermatogonia er lokalisert ved ytterveggen av seminiferøse tubuli. På et visst tidspunkt begynner de å vokse og bevege seg fra periferien til midten av tubuli, og fortsetter til mitotisk deling, noe som resulterer i dannelsen av spermatogoni. Spermatogonia vokser og, etter mange mitotiske delinger, danner spermatocytter som fortsetter til meiose, to påfølgende delinger som kulminerer i dannelsen av fullverdige celler - spermatider, som differensierer til spermatozoer. To påfølgende delinger av meiose kalles ofte modningsdivisjoner.
Hos mennesker varer den første meiotiske divisjonen flere uker, den andre - 8 timer. Under den andre divisjonen produserer andreordens spermatocytter fire umodne haploide (1n1c) kjønnsceller - spermatider. I formasjonssonen blir de til spermatozoer.
Spermatogenese skjer gjennom hele perioden med mannlig pubertet. Full cellemodning tar 72 dager.
Funksjonene til testiklene reguleres av de endokrine kjertlene og hypofysen. Det viktigste mannlige kjønnshormonet som produseres i Leydig-cellene i testiklene er testosteron. Under påvirkning av mannlige kjønnshormoner øker dannelsen og nedbrytningen av protein i kroppen, noe som fører til utvikling av muskler, beinvev og kroppsstørrelse.
Morfofunksjonelle egenskaper ved modne kjønnsceller hos mennesker.
Egg – oval, stor, stillesittende eller ubevegelig. De fleste dyr mangler et sentrosom og er ikke i stand til uavhengig deling. Basert på plommens innhold og fordeling skilles flere typer oocytter ut (tabell 14).
Tabell 14 - Eggtyper
Fordelingen av eggeplommen bestemmer den romlige organiseringen av embryoet. Isolecithal eggløsninger er preget av en liten mengde jevnt fordelt eggeplomme, for eksempel i lansetten. Polylecithales – med moderat (amfibier) og for høyt eggeplommeinnhold (krypdyr, fugler). Telolecithales egg er preget av ujevn fordeling av eggeplommen og dannelsen av poler: dyr , som ikke har eggeplomme, vegetativ – med eggeplomme. Centrolecithal – preget av en stor mengde jevnt fordelt eggeplomme i midten av egget og er karakteristisk for leddyr.
Egget danner 3 typer beskyttende skall:
Hoved – Vitelline, et avfallsprodukt fra oocytten eller egget, er i kontakt med cytoplasmaet. Hos mennesker er den en del av den tette membranen og danner den indre del. Dens ytre sone er dannet av follikulære celler og er sekundær (corona radiata).
Sekundær - dannes som et derivat av follikulære celler (deres sekresjon) som omgir oocytten (cellene i det granulære laget). Hos insekter er det en korion, hos mennesker er det en corona radiata. Det tette skallet penetreres av mikrovilli av egget fra innsiden, og fra utsiden av mikrovilli av follikulære celler. Dermed utvikler en person en corona radiata og en zona pellucida.
Tertiær - dannes etter befruktning på grunn av sekresjon av kjertler eller slimete epitel i kjønnsorganet når det passerer gjennom hunnens eggleder. Dette er de gelatinøse membranene til amfibieegg, albumin, underskall og skallmembraner til fugler.
Under befruktning overvinner sædcellene de sekundære og primære membranene.
Sperm. Kjønnscellen er liten og mobil. Den har deler: hode, nakke, midtre del og hale. Hodet består av et akrosom og en kjerne. Akrosomet er dannet av elementer fra Golgi-komplekset til spermatiden. Akrosomet sikrer penetrasjon av sæd i egget og aktivering av sistnevnte ved hjelp av enzymet hyaluronidase.
Sædkjernen inneholder kompaktpakkede deoksynukleoproteiner. Denne innpakningen av det haploide settet av kromosomer er assosiert med protaminproteiner. Dens betydning er nesten fullstendig inaktivering av genetisk materiale.
Halsen har proksimale og distale sentrioler plassert i rette vinkler. Den proksimale er involvert i dannelsen av spindelen til det befruktede egget, og fra den distale dannes halens aksiale filament.
Mitokondrier er konsentrert i den midtre delen og danner en kompakt klynge - mitokondriell helix. Denne delen sikrer den energiske og metabolske aktiviteten til sædcellene.
Halebunnen er en aksial filament, omgitt av en liten mengde cytoplasma og en cellemembran.
Levedyktigheten til sæd avhenger av konsentrasjonen av sæd (tykk suspensjon), konsentrasjonen av hydrogenioner (den største aktiviteten i et alkalisk miljø) og temperatur.
Befruktning, dens faser, biologisk essens.
Befruktningsprosessen (fusjon av kjernene til mannlige og kvinnelige kjønnsceller) innledes med inseminering. Inseminering – prosesser som forårsaker møtet av sæd og egg. Samspillet mellom kjønnsceller er sikret ved frigjøring av spesielle stoffer – gamons (gynogamoner og androgamonikk). Gynogamon I stimulerer sædmotiliteten. Gynogamon II blokkerer den motoriske aktiviteten til sædceller og fremmer deres fiksering på eggeskallet. Androgamon I hemmer bevegelsen av sædceller, noe som beskytter dem mot for tidlig sløsing med energi. Androgamon II fremmer oppløsningen av eggmembranen.
Det er to metoder for inseminering: ekstern og intern. Noen dyr opplever hudinseminering, som er overgangsform. Dette er typisk for nemerteaner og igler.
Stadier av befruktning:
Gamete tilnærming, akrosomal reaksjon og spermiepenetrasjon;
Aktivering av egget og dets syntetiske prosesser;
Fusjon av kjønnsceller (syngami).
Ekstern fase. Tilnærming kjønnsceller tilhører den ytre fasen. Kvinnelige og mannlige kjønnsceller skiller ut spesifikke forbindelser kalt gamoner. Egg produserer gynogamon I og II, og sædceller produserer androgamon I og II. Gynogamoner I aktiverer bevegelsen av sædceller og gir kontakt med egget, og androgamoner II løser opp eggeskallet.
Levedyktighetsperioden for egg hos pattedyr varierer fra noen få minutter til 24 timer eller mer. Det avhenger av interne og eksterne forhold. Sperm levedyktighet er 96 timer. Evnen til å befrukte varer i 24-48 timer.
I det øyeblikket sædcellene kommer i kontakt med eggets ytre skall, begynner den akrosomale reaksjonen. Enzymet hyaluronidase frigjøres fra akrosomet. Ved kontaktpunktet mellom sædcellene og eggets plasmamembran dannes en fremsprings- eller befruktningstuberkel. Befruktningstuberkelen hjelper til med å trekke sædcellene inn i egget. Membranene til kjønnscellene smelter sammen. Fusjon av mannlige og kvinnelige reproduktive celler kalles syngami. I noen tilfeller (hos pattedyr) trenger sædcellene inn i egget uten aktiv deltakelse fra befruktningstuberkelen. Kjernen og sentriolen til sædcellene passerer inn i eggets cytoplasma, noe som bidrar til fullføringen av meiose II i oocytten.
Intern fase. Karakterisert av en kortikal reaksjon fra eggets side. Vitellinemembranen løsner, som stivner og kalles befruktningsmembranen. I det øyeblikket meiosen er fullført, dannes de mannlige og kvinnelige pronuklei. Begge prokjernene smelter sammen. Fusjon av kjønnsceller - synkaryogami utgjør essensen av befruktningsprosessen, noe som resulterer i dannelsen av en zygote.
Moderne menneskelig reproduktiv strategi.
Moderne menneskelig reproduksjonsstrategi inkluderer:
Prenatal diagnose av arvelige sykdommer;
Bruk av metoder for å overvinne infertilitet:
Kunstig befruktning;
befruktning av et egg in vitro;
embryotransplantasjon ved bruk av "surrogati".
donasjon av egg og embryoer.
Hensikten med leksjonen: utdype kunnskap om egenskaper og metoder for aseksuell reproduksjon av organismer i naturen.
Oppgaver:
pedagogisk: karakteriser reproduksjon som et av stadiene i individuell utvikling av organismer; utvide og utdype kunnskap om aseksuell reproduksjon (metoder for aseksuell reproduksjon og dens praktisk betydning i naturen og menneskelig aktivitet);
utvikle: fortsett dannelsen av ferdigheter og evner selvstendig arbeid med en lærebok, fremhev hovedpunktene og formuler konklusjoner;
pedagogisk: å danne et vitenskapelig og praktisk verdensbilde blant studentene for å anvende denne kunnskapen i praksis.
Ny kunnskap: mitose, spordannelse, spirende, vegetativ forplantning.
Kjernekunnskap: Virus
Leveringsform: leksjon
Metoder for gjennomføring: forklarende og illustrerende, reproduktiv, problematisk.
Leksjonstype: leksjon om å lære ny kunnskap.
Utstyr: tegninger, tabeller, Internett.
I løpet av timene
I. Organisatorisk øyeblikk
II. Oppdatere elevenes sanseerfaring og grunnleggende kunnskap
Gutter her i dag uvanlig leksjon. Før du starter leksjonen, la oss svare på noen spørsmål:
Hva er de viktigste egenskapene til levende ting? Metabolisme, respirasjon, ernæring, reproduksjon.
Ja, gjennom reproduksjon øker organismer i antall og sprer seg over hele planeten Jorden.
Husk hva som kalles reproduksjon og hvilke former for reproduksjon kjenner du til? Reproduksjon er reproduksjon av eget slag.
Det stemmer, reproduksjon er en av de grunnleggende egenskapene til levende ting. Som er basert på celledeling og vekst.
Former for reproduksjon, som du merket, er aseksuelle og seksuelle.
Husk definisjonen av aseksuell og seksuell reproduksjon. Reproduksjon der bare én forelder er involvert kalles aseksuell reproduksjon. Seksuell reproduksjon involverer to foreldre.
Aseksuell reproduksjon.
Hvorfor sikrer aseksuell reproduksjon konstansen til kromosomsettet over generasjoner? Vi vil få svar på dette spørsmålet etter å ha studert et nytt emne.
III. Motivasjon pedagogiske aktiviteter skolebarn
Gutter, se på bildene. Hva viser de? ? Plante reproduktive organer.
Ikke sant! Hvilken type reproduksjon er disse organene typiske for? (Aseksuell reproduksjon)
Bra gjort! Som du sikkert allerede har forstått, er temaet for leksjonen vår i dag "Aseksuell reproduksjon.
Aseksuell reproduksjon er en metode for reproduksjon av organismer der en eller flere somatiske celler i mors organisme gir opphav til nye individer. Aseksuell reproduksjon oppsto veldig tidlig i evolusjonen. Den er basert på celledeling gjennom mitose. Takket være mitose opprettholdes konstanten av antall kromosomer i cellegenerasjoner, dvs. datterceller mottar den samme genetiske informasjonen som finnes i morcellens kjerne.
I naturen er det encellede og flercellede organismer. Mange av dem formerer seg aseksuelt. (Bakterier, tøfler ciliater, hydra, sopp, bregne)
Tenk på hvordan disse organismene formerer seg? Bakterier - ved celledeling, sopp og bregner - ved sporer, hydra - ved spirende og seksuelt, planter - ved vegetativ og seksuelt.
Ikke sant. Således har aseksuell reproduksjon mange måter: celledeling, sporulering, spirende og vegetativ reproduksjon.
La oss vurdere mer detaljert prosessen med aseksuell reproduksjon i forskjellige organismer.
Når du arbeider med lærebokteksten og tabellen, må du gi eksempler på organismer og skrive dem inn i tabellen
Tabell 1
Metoder for aseksuell reproduksjon
| Reproduksjonsmetode | Funksjoner ved reproduksjon | Eksempler på organismer |
| 1. Celledeling i to | Kroppen til den opprinnelige (foreldre)cellen deles ved mitose i to deler, som hver gir opphav til nye fullverdige celler | Encellede organismer, bakterier, amøber |
| 2. Multippel celledeling | Kroppen til den opprinnelige cellen deler seg mitotisk i flere deler, som hver blir en ny celle. | Encellede organismer malariaplasmodium, chlorella, chlamydomonas |
| 3. Spirende | En tuberkel som inneholder en kjerne dannes først på modercellen. Knoppen vokser, når størrelsen på moderknoppen og skiller seg. | Gjær, hydra, sugende ciliater |
| 4. Sporulering | En spore er en spesiell celle dekket med et tett skall som beskytter mot ytre påvirkninger. | Sopp, moser, bregner, moser, flercellede alger |
| 5. Vegetativ formering: | En økning i antall individer av en gitt art skjer ved å skille de levedyktige delene av den vegetative kroppen til planteorganismen | Planter |
| a) i planter | Dannelse av knopper, stengel- og rotknoller, løker, rhizomer, blader, stengler | Liljer, nattskygger, stikkelsbær, rips, jordbær |
| b) hos dyr | Ordnet og uordnet deling | Coelenterates (hydra, polypper), sjøstjerner, flate og annelids |
Først fylles tabellen ut sammen, deretter går elevene videre til å fylle den ut selvstendig ved hjelp av lærebokmaterialet. Den tredje kolonnen fylles ut av studenter.
Etter å ha studert og fylt ut tabellen, hvilken konklusjon kom du til?
Konklusjon.
Det finnes mange og varierte metoder for aseksuell reproduksjon.
Aseksuell reproduksjon er utbredt i naturen.
Hvordan skiller vegetativ forplantning seg fra sporulering, celledeling og spirende? Vegetativ formering er formering i deler flercellet organisme. For eksempel formerer planter seg med røtter og skudd.
Disse metodene for aseksuell reproduksjon begynner livet fra én celle, og vegetativ reproduksjon begynner fra celler i kroppsdeler av en flercellet organisme.
IV. Generalisering og systematisering av begreper studert i klassen og tidligere tilegnet kunnskap
Fortsett å liste opp metodene for vegetativ forplantning som selvstendig arbeid.
tabell 2
Vegetativ forplantning av planter
Svar: 1 - stamknopper, 2 - stilk, 3 - blad, 4 - knoll, 5 - løk, 6 - rhizom, 7 - ranker, 8 - lagdeling.
Betydningen av aseksuell reproduksjon:
Rask og energisk gunstig reproduksjon;
Avhenger ikke av miljøet, tilstedeværelsen av en partner eller pollinerende insekter;
Fullstendig bevarer et sett med gener og egenskaper, som er nyttig i uforanderlige miljøforhold;
Mye brukt i plantedyrking.
V. Oppsummering av leksjonen
Hvorfor gjentar nye organismer nøyaktig genotypen til morsorganismen, med alle de forskjellige metodene for vegetativ reproduksjon?
Hvilken cytologisk prosess fører til at aseksuell reproduksjon ikke blir ledsaget av en økning i genetisk mangfold?
Avslutning på leksjonen.
1. Ved aseksuell reproduksjon dannes nye individer fra en eller flere celler i mors kropp gjennom mitotiske delinger. At. cellene deres mottar den samme arvelige informasjonen som var inneholdt i cellene i mors kropp.
2. Følgelig er nye organismer som oppsto aseksuelt genetisk eksakte kopier av mors.
VI. Hjemmelekser
din hjemmelekser er å komponere et kryssord om temaet "Aseksuell reproduksjon".
Referanser.
- Biologi. Karakter 10: læreplaner basert på læreboken av V.B. Zakharov, S.G. Mamontov, S.I. Sonin / forfatter. T.I.Chaika. - Volgograd: Teacher, 2006. -205 s.
- Generell biologi: Lærebok for 10-11 klassetrinn. skole med dybde studert biologi / A.O. Ruvinsky, L.V. Vysotskaya, M.S. Ed. A.O.Ruvinsky. -M.: Utdanning, 1993. -544 s.: ill.
- Biologi lærebok for 10-11 klassetrinn. allmennutdanning lærebok
Reproduksjon institusjoner /V.B.Zakharov, S.G.Mamontov, N.I.Sonin. 5. utgave, stereotypi. – M.: Bustard, 2002. - Levende organismers evne til å reprodusere sin egen type. Det er to hoved reproduksjonsmetode
- aseksuell og seksuell. Aseksuell reproduksjon skjer med deltakelse av bare en forelder og skjer uten dannelse av kjønnsceller. Dattergenerasjonen i noen arter oppstår fra en eller en gruppe celler i mors kropp, i andre arter - i spesialiserte organer. Følgende skilles ut: metoder for aseksuell reproduksjon
: deling, spirende, fragmentering, polyembryoni, spordannelse, vegetativ forplantning. Inndeling - en metode for aseksuell reproduksjon, karakteristisk for encellede organismer, der mors individ er delt i to eller stor kvantitet datterceller. Vi kan skille mellom: a) enkel binær fisjon (prokaryoter), b) mitotisk binær fisjon (protozoer, encellede alger
), c) multippeldeling eller schizogoni (malariaplasmodium, trypanosomer). Under delingen av paramecium (1) deles mikrokjernen ved mitose, makronucleus av amitose. Ved schizogoni (2) blir kjernen først delt gjentatte ganger ved mitose, deretter er hver av datterkjernene omgitt av cytoplasma, og det dannes flere uavhengige organismer. Spirende
- en metode for aseksuell reproduksjon der nye individer dannes i form av utvekster på kroppen til foreldreindividet (3). Datterindivider kan skille seg fra moren og gå videre til en uavhengig livsstil (hydra, gjær), eller forbli knyttet til den, i dette tilfellet danne kolonier (korallpolypper).(4) - en metode for aseksuell reproduksjon, der nye individer dannes fra fragmenter (deler) som morsindividet bryter opp i (anneli, sjøstjerne, spirogyra, elodea). Fragmentering er basert på organismenes evne til å regenerere.
Polyembryoni- en metode for aseksuell reproduksjon der nye individer dannes fra fragmenter (deler) som embryoet brytes opp i (eneggede tvillinger).
Vegetativ forplantning- en metode for aseksuell reproduksjon der nye individer dannes enten fra deler av den vegetative kroppen til morindividet, eller fra spesielle strukturer (rhizom, knoll, etc.) spesielt designet for denne formen for reproduksjon. Vegetativ formering er typisk for mange grupper av planter og brukes i hagearbeid, grønnsakshagearbeid og planteavl (kunstig vegetativ formering).
| Vegetativt organ | Metode for vegetativ formering | Eksempler |
|---|---|---|
| Rot | Rotskjæringer | Nype, bringebær, osp, selje, løvetann |
| Rootsugere | Kirsebær, plomme, purketistel, tistel, syrin | |
| Overjordiske deler av skudd | Dele busker | Flox, tusenfryd, primula, rabarbra |
| Stengelavskjær | Druer, rips, stikkelsbær | |
| Lagdelinger | Stikkelsbær, druer, fuglekirsebær | |
| Underjordiske deler av skudd | Rhizom | Asparges, bambus, iris, liljekonvall |
| Knoll | Poteter, solsikke, jordskokk | |
| Pære | Løk, hvitløk, tulipan, hyasint | |
| Corm | Gladiolus, krokus | |
| Ark | Bladskjær | Begonia, gloxinia, coleus |
Sporulering(6) - reproduksjon gjennom sporer. Kontrovers- spesialiserte celler, i de fleste arter dannes de i spesielle organer - sporangia. Hos høyere planter innledes sporedannelsen av meiose.
Kloning- et sett med metoder brukt av mennesker for å få genetisk identiske kopier av celler eller individer. Klone- en samling av celler eller individer som stammer fra en felles stamfar gjennom aseksuell reproduksjon. Grunnlaget for å få en klon er mitose (i bakterier - enkel deling).
Seksuell reproduksjon utføres med deltakelse av to foreldreindivider (mann og kvinne), der spesialiserte celler dannes i spesielle organer - kjønnsceller. Prosessen med gametdannelse kalles gametogenese, hovedstadiet av gametogenese er meiose. Dattergenerasjonen utvikler seg fra zygoter- en celle dannet som et resultat av fusjon av mannlige og kvinnelige kjønnsceller. Prosessen med fusjon av mannlige og kvinnelige kjønnsceller kalles befruktning. En obligatorisk konsekvens av seksuell reproduksjon er rekombinasjonen av genetisk materiale i dattergenerasjonen.
Avhengig av de strukturelle egenskapene til gametene, kan følgende skilles: former for seksuell reproduksjon: isogami, heterogami og oogami.
Isogami(1) - en form for seksuell reproduksjon der kjønnsceller (betinget kvinnelige og betinget mannlige) er mobile og har samme morfologi og størrelse.
Heterogami(2) - en form for seksuell reproduksjon der kvinnelige og mannlige kjønnsceller er bevegelige, men kvinnelige kjønnsceller er større enn mannlige og mindre mobile.
Oogamy(3) - en form for seksuell reproduksjon der kvinnelige kjønnsceller er immobile og større enn mannlige kjønnsceller. I dette tilfellet kalles kvinnelige kjønnsceller egg, mannlige kjønnsceller, hvis de har flageller, - spermatozoer, hvis de ikke har det, - sperm.
Oogamy er karakteristisk for de fleste arter av dyr og planter. Isogami og heterogami forekommer i noen primitive organismer (alger). I tillegg til det ovennevnte har noen alger og sopp former for reproduksjon der kjønnsceller ikke dannes: hologami og konjugering. På hologami encellede haploide organismer smelter sammen med hverandre, som i dette tilfellet fungere som kjønnsceller. Den resulterende diploide zygoten deler seg deretter ved meiose for å produsere fire haploide organismer. På konjugasjon(4) innholdet i individuelle haploide celler filamentøs thalli. Gjennom spesielt utformede kanaler strømmer innholdet i en celle inn i en annen, det dannes en diploid zygote, som vanligvis etter en hvileperiode også deler seg ved meiose.
Gå til forelesninger nr. 13"Metoder for deling av eukaryote celler: mitose, meiose, amitose"
Gå til forelesninger nr. 15"Seksuell reproduksjon hos angiospermer"