Размножение является неотъемлемой функцией любого биологически полноценного организма. Оно обеспечивает смену поколений и поставляет фенотипический и генотипический материал для действия естественного и искусственного отбора. В зависимости от типа клеток, участвующих в размножении, выделяют два принципиально отличных способа: половое и бесполое. Бесполое, в свою очередь, делится на деление надвое, множественное деление (шизогония, или схизогония) , почкование, фрагментацию, деление спорами, вегетативное. Половое размножение требует от организма физиологической готовности к размножению и особого типа клеток — гамет. Его биологический смысл — качественно новое сочетание генетического материала дочерней особи по сравнению с исходными родительскими генотипами и, как следствие, появление нового генотипа. Половое размножение является достаточно растянутым во времени процессом, поскольку для него требуется особое состояние организма — половая зрелость.


м не менее для устойчивого существования вида необходим именно этот способ размножения. Бесполое размножение с быстрым увеличением числа потомков позволяет популяции экономить энергетический материал и время, существовать в относительно постоянных условиях, переживать неблагоприятные условия, а также значительно расширить ареал (но для устойчивого существования популяции необходимо генетическое разнообразие) . Но бесполое размножение не способствует эволюции вида, поскольку поставляет движущим силам эволюции один и тот же генетический материал; более того, оно может привести к гибели. Его смысл — быстрое увеличение числа особей при сохранении генотипа родительской особи без рекомбинации генетического материала. Таким образом, для устойчивого существования популяций ряда видов во времени и пространстве необходимо чередование бесполого и полового способов размножения. Гаметы — клетки, отличающиеся от соматических рядом признаков: гаплоидным хромосомным набором и принципиально иным ядерно-цитоплазматическим соотношением. Так, основная функция яйцеклетки заключается в обеспечении будущей зиготы питательным материалом, поэтому яйцеклетка буквально загружена желтком. За счет большого количества желтка увеличивается количество цитоплазмы. При этом относительная масса ядра остается низкой. У сперматозоида, в соответствии с главной функцией — транспортировкой генетического материала к яйцеклетке, ядерно-цитоплазматическое соотношение превалирует в пользу ядра. Относительное количество цитоплазмы мало. Для гамет характерен низкий уровень обмена веществ. По его интенсивности гаметы близки к клеткам организма, находящегося в состоянии анабиоза. Сперматозоиды не вступают в митоз; яйцеклетки делятся митотически только после их активации.


Источник: touch.otvet.mail.ru

admin 23.07.2010 0 Комментарии

В природе встречаются два типа размножения живых организмов — бесполое и половое.

Бесполое размножение характеризуется тем, что дочерние клетки по содержанию наследственной информации, морфологическим, анатомическим и физиологическим особенностям полностью идентичны родительским (см. разделы «Ботаника» и «Зоология»).

Половое размножение характеризуется обменом генетической информации между женскими и мужскими особями. Такой обмен осуществляется несколькими способами:

  1. образованием цитоплазматических мостиков, по которым мужская хромосома передвигается в женскую клетку (характерно для прокариотов);
  2. конъюгацией — временным соединением и обменом участками хромосом (встречается у вирусов, бактерий, инфузорий и др.);
  3. образованием особых гаплоидных половых клеток — гамет (характерно для большинства эукариотов). У разных видов животных и растений половые клетки имеют различные размеры, форму, строение и развитие.

Развитие половых клеток и оплодотворение у животных. Яйцеклетки (женские половые клетки) у животных неподвижны, имеют округлую форму, покрыты двумя оболочками — желточной и белковой и содержат запасные питательные вещества, необходимые для развития зародыша. Сперматозоиды (мужские половые клетки) значительно меньше яйцеклеток, они подвижны, имеют форму длинной нити, состоящей из головки, шейки и хвостика. Головка несколько расширена, в ней расположено ядро, передний конец ее заострен.

В шейке находится центриоль, а хвостик по строению напоминает жгутик и является органоидом движения. Развиваются половые клетки в половых железах — яичниках и семенниках. В них различают 3 зоны:

  1. в зоне размножения первичные клетки многократно делятся путем митоза;
  2. в зоне роста исходные клетки усиленно растут, особенно при образовании яйцеклеток;
  3. в зоне созревания происходит два своеобразных деления, в результате которых в семенниках образуются четыре равные по размеру гаплоидные (n) клетки, каждая из которых превращается в сперматозоид, а в яичниках образуются также четыре гаплоидные клетки, из которых только одна, крупная, превращается в яйцеклетку а три мелкие (направительные тельца) гибнут.

Мейоз — это деление в зоне созревания половых клеток, сопровождающееся уменьшением числа хромосом вдвое (цв. табл. XIII). Он состоит из двух специфических, последовательно идущих делений, имеющих те же фазы, что и митоз. Однако, как показано в таблице, продолжительность отдельных фаз и происходящие в них процессы значительно отличаются от митоза.

iv>

Эти отличия в основном состоят в следующем. В мейозе профаза I более продолжительна. В ней происходит конъюгация гомологичных хромосом и обмен генетической информацией. В анафазе I центромеры, скрепляющие хроматиды, не делятся, а к полюсам отходит одна из гомологичных хромосом. Интерфаза перед вторым делением очень короткая, в ней ДНК не синтезируется. Клетки (гаметы), образующиеся в результате двух мейотических делений, содержат гаплоидный (одинарный) набор хромосом.


Фаза

Митоз

Мейоз

I деление

II. деление

Интерфаза

Набор хромосом (2 n). идет интенсивный синтез белков, АТФ и других органических веществ. Удваиваются хромосомы, каждая оказывается состоящей из двух сестринских хроматид, скрепленных общей центромерой

Набор хромосом 2 n. Наблюдаются те же процессы, что и в митозе; но более продолжительна, особенно при образовании яйцеклеток

Набор хромосом гаплоидный (n). Синтез органических веществ отсутствует

Профаза

Не продолжительна, происходит спирализация хромосом, исчезают ядерная оболочка, ядрышко, образуется веретено деления

Более длительна. В начале фазы те же процессы, что в митозе. Кроме того, происходит конъюгация хромосом, при которой гомологичные хромосомы сближаются по всей длине и скручиваются. При этом может происходить обмен генетической информацией (перекрест хромосом). Затем хромосомы расходятся

Короткая, те же процессы, что в митозе, но при n хромосом

Метафаза

Происходит дальнейшая спирализация хромосом, их центромеры располагаются по экватору

Происходят процессы, аналогичные тем, что в митозе

Происходит то же, что в митозе, но при n хромосом

Анафаза

Центромеры, скреплявшие сестринские хроматиды, делятся; каждая из них становится новой хромосомой и отходит к противоположным полюсам

Центромеры не делятся. К противоположным полюсам отходит одна из гомологичных хромосом, состоящая из двух хроматид, скрепленных общей центромерой

Происходит тоже, что в митозе, но при n хромосом

Телофаза

Делится цитоплазма, образуются 2 дочерние клетки, каждая с диплоидным набором хромосом. Исчезает веретено деления, формируются ядрышки

Длится недолго. Гомологичные хромосомы попадают в разные клетки с гаплоидным набором. Цитоплазма делится не всегда

Делится цитоплазма. После двух мейотических делений образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом

Оплодотворение представляет собой процесс слияния яйцеклетки и сперматозоида, при котором восстанавливается диплоидный набор хромосом. Оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой.

>

Развитие половых клеток и оплодотворение у цветковых растений происходит в цветке. Мужские половые клетки созревают в пыльнике. В нем содержится множество диплоидных клеток, каждая из которых делится путем мейоза и образует 4 гаплоидных пыльцевых зерна. Каждое пыльцевое зерно делится путем митоза и образует 2 клетки — вегетативную и генеративную. Генеративная клетка еще раз делится путем митоза и образует 2 сперматозоида. Таким образом, созревшее пыльцевое зерно содержит три клетки — 1 вегетативную и 2 сперматозоида.

Женские половые клетки развиваются в семяпочке. Одна из ее клеток делится путем Мейоза и образует 4 гаплоидные клетки. Из них одна еще трижды делится путем митоза и образует 8 гаплоидных ядер зародышевого мешка, в котором 4 ядра располагаются на одном конце, а 4 — на другом. Затем от каждого конца в центр зародышевого мешка мигрирует по одному ядру; сливаясь, они образуют диплоидное ядро зародышевого мешка. Одна из 3 гаплоидных клеток, расположенных у пыльцевхода, является яйцеклеткой.

При оплодотворении пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, прорастает за счет своей вегетативной клетки, образуя пыльцевую трубку. В ней находятся 2 сперматозоида. Проникая в зародышевый мешок через пыльцевход, один сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, а второй — диплоидное ядро зародышевого мешка. Этот процесс получил название двойного оплодотворения. Его открыл русский ботаник Сергей Гаврилович Навашин в 1898 г. В дальнейшем из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, а из триплоидного ядра — питательная ткань — эндосперм.


Источник: kaz-ekzams.ru

Пояснение.

Биотехнология — это производство необходимых человеку продуктов и материалов с помощью живых организмов, культивируемых клеток и биологических процессов.

Селекция: получение полиплоидов; испытание по потомству; гетерозис. Биотехнология: метод культуры клеток и тканей; использование дрожжей для производства белков и витаминов; метод рекомбинантных плазмид.

 

Ответ: 122211.

 

Примечание.

Плазмиды – мелкие кольцевые молекулы ДНК, присутствующие в клетках бактерий. Они содержат дополнительную генетическую информацию, способны автономно, независимо от ДНК хромосом, реплицироваться; некоторые плазмиды обладают способностью встраиваться в хромосому бактерии и выходить из нее; некоторые могут переходить из одной клетки в другую. В генетической инженерии наиболее широко используется три типа плазмид F, P и Col. Метод создания рекомбинантных плазмид был разработан П.Бергом в 1972г. Ими была создана рекомбинантная плазмида, содержащая галактозный оперон E.coli. В плазмиду могут быть включены природные или синтезированные гены. После проникновения в клетку бактерии рекомбинантная плазмида может функционировать и размножаться автономно, либо включаться в ДНК хромосомы бактерии. Таким методом в клетки бактерии были введены гены человека и созданы штаммы бактерий-суперпродуценто соматостатина, интерферона, инсулина, гормоны роста человека, быка, глобин животных и человека.


 

Разработка биотехнологии производства интерферона – сложный процесс, требующий строгой регламентации действий на многочисленных этапах. Рассмотрим получение интерферона с помощью технологии рекомбинантной ДНК. Рекомбинантную молекулу ДНК получают встраиванием определенных генов в ДНК. С помощью ферменто-рестриктаз «разрезают» участки исходной ДНК и выделяют нужные гены. Другой фермент – лигаза – «вшивает» гены в новую ДНК. Микроорганизмы с рекомбинантной ДНК при их выращивании производят нужный продукт.

 

Вначале выделенную из крови доноров и находящуюся в культуре суспензию лейкоцитарных клеток обрабатывают вирусом, оказывающим индуцирующий эффект на биосинтез интерферона. В дальнейшем из лейкоцитов получают иРНК, программирующую биосинтез интерферона. Даже в индуцированных вирусом Сендай лейкоцитах иРНК содержится не более 0,1 % (Смородинцев А.А., 1985).

 

С помощью фермента обратной трансриптазы (ревертазы) на полинуклеотидной основе иРНК синтезируют комплементарную ей одноцепочечную копию ДНК (кДНК). Этому этапу предшествует синтез дезоксирибонуклеотида – затравки, состоящей из 32 мононуклеотидов, которая при гибридизации взаимодействует с соответствующим комплементарным участком выделенной из лейкоцитов иРНК и в дальнейшем выступает в качестве стартовой отметки, от которой начинается РНК-зависимый синтез одной из цепей ДНК (кДНК).


 

На следующем этапе на отделенной от гибридной структуры ДНК –РНК одноцепочечной кДНК осуществляется биосинтез второй комплементарной цепи ДНК. Чтобы обеспечить в синтезированной к ДНК комплементарность липких концов, к ним присоединяются линкеры (переходники). Они являются синтезированными химическим путем короткими участками ДНК, имеющими разные липкие концы. Обработка рестрикционной эндонуклеазой концов кДНК, а также подобранной плазмиды вектора. Которая в результате ферментативного гидролиза расщепляется рестриктазой с образованием линейной молекулы ДНК с липкими концами, позволяет соединить кДНК с плазмидой и благодаря липким концам и с помощью ДНК-лигазы образовать кольцевидную рекомбинантную плазмиду с синтезированной кДНК, в которой находится ген, кодирующий биосинтез а-интерферона.

 

Затем рекомбинантную плазмиду необходимо ввести в бактериальную клетку. Следующий этап – поиск бактериальной клетки, содержащей ген интерферона. По такому признаку, как способность к гибридизации, идентифицируют бактерии, содержащие рекомбинантные плазмиды с включенным в них геном, кодирующим синтез интерферона. Эти рекомбинантные плазмиды из бактерий выделяют и с помощью рестриктаз получают гены интерферона.


кариотический интерфероновый ген в бактериальной клетке кодирует синтез «сырого» интерферона, для превращения которого зрелый интерферон в эукариотических клетках нет необходимых условий. Для преодоления этого препятствия эукариотический ген в условиях in vitro перестраивают, удаляя соответствующей рестриктазой ту часть нуклеотидов, которые кодируют информацию, не входящую в молекулу функционального интерферона. При этом в ходе рестриктазной реакции получается «перебор». Одновременно удаляется триплет, кодирующий синтез первой аминокислоты в полипептидной цепи интерферона. Этот, а также предшествующий ему инициирующий биосинтез полипептидной цепи кодоны синтезируют химическим путем и присоединяют к гену интерферона. Созданный в результате сложных манимуляций ген переносится в плазмиду, где он совмещается с бактериальным промотором, а затем вводится в бактериальную клетку-хозяин. Таким сложным многоэтапным путем создан штамм-продуцент E.coli. В 1 л бактериальной суспензии, содержащей около 1011 клеток, концентрация а-интерферона достигает 5 мг, что в 5 тыс. раз больше того количества, которое можно получить из 1 л донорской крови.

Источник: bio-ege.sdamgia.ru

РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ                         вариант 1

Примерами полового размножения животных являются

1) почкование гидры             4) регенерация дождевого червя

2) нерест рыб                        5) партеногенез ящериц

3) деление обыкновенной амебы     6) развитие рабочего муравья из зиготы

Установите соответствие

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗМНОЖЕНИЯ СПОСОБ РАЗМНОЖЕНИЯ
А) происходит без образования гамет Б) участвует лишь один организм В) происходит слияние гаплоидных ядер Г) образуется потомство, идентичное исходной особи Д) у потомства проявляется комбинативная изменчивость Е) происходит с образованием гамет 1 Половой 2 Бесполый  

Признак бесполого размножения животных –

1. развитие зародыша из зиготы

2. развитие особи из соматических клеток

3. появление потомства с удвоенным набором хромосом

4. появление потомства с уменьшенным вдвое набором хромосом

Партеногенез – это половое размножение путем

1. почкования

2. спорообразования

3. развития организма из диплоидной зиготы

4. развития особи из неоплодотворенной яйцеклетки

5. Установите соответствие между характеристикой и способом размножения растения.

ХАРАКТЕРИСТИКА РАЗМНОЖЕНИЯ СПОСОБ
А) осуществляется видоизменёнными побегами Б) осуществляется с участием гамет В) дочерние растения сохраняют большое сходство с материнскими Г) используется человеком для сохранения у потомства ценных признаков материнских растений Д) новый организм развивается из зиготы Е) потомство сочетает в себе признаки материнского и отцовского организмов 1. Вегетативное 2. Половое

Докажите, почему вегетативное размножение растений относят к бесполому. Приведите не менее трёх доказательств

                                         

Особенность специализированных клеток – гамет, в отличие от соматических, состоит в том, что они

1. диплоидные 3. гибридные

2. гаплоидные 4. гетерозиготные

В результате какого процесса при половом размножении восстанавливается диплоидный набор хромосом в клетках тела потомства?

1. митоза                   3. мейоза

2. эмбриогенеза        4. оплодотворения

При половом размножении, в отличие от бесполого, потомство имеет

1. признаки одного из родителей

2. признаки обоих родителей

3. уменьшенный вдвое набор хромосом

4. увеличенный вдвое набор хромосом

Как называют процесс слияния мужской и женской половых клеток?

1. опыление              3. гаметогенез

2. оплодотворение   4. онтогенез

При половом размножении растений у потомства

1. сочетаются признаки обоих родителей

2. число хромосом увеличивается в 2 раза

3. изменяется хромосомный набор

4. появляются новые мутации

Как называют размножение, осуществляемое путем слияния гамет?

1. бесполым                   3. половым

2. вегетативным 4. партеногенезом

Верны ли следующие суждения?

А. Оплодотворение – процесс слияния ядер сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением генов отцовского и материнского организмов и образованием зиготы.

Б. Форму полового размножения без оплодотворения, при котором дочерний организм развивается на основе генетической информации одного из родителей, называют партеногенезом.

1) верно только А

2) верно только Б

3) верны оба суждения

4) оба суждения неверны

Размножение некоторых насекомых путём партеногенеза способствует

1. повышению жизнеспособности потомства

2. возникновению мутаций

3. снижению числа гомозиготных особей

4. быстрому возрастанию численности животных

В половом размножении участвуют

1. споры 3. бластомеры

2. гаметы 4. почки

Путём митотического деления клеток образуются

1. сперматозоиды в семеннике лягушки

2. яйцеклетки в яичнике курицы

3. клетки бластулы зародыша кролика

4. икринки в теле рыбы

Половое размножение, в отличие от бесполого, способствует

1. появлению мутаций

2. повышению адаптаций к новым условиям жизни

3. закреплению признаков одного родителя

4. быстрому росту численности особей

Какое размножение обеспечивает генетическое разнообразие растений?

1. побегами               3. корневищами

2. корнями                4. семенами

Как размножаются бактерии при благоприятных условиях?

1. почкованием                    3. делением клетки надвое

2. спорообразованием         4. слиянием гамет

В каких организмах при половом размножении образуются гаметы?

1. молочнокислые бактерии 3. инфузории

2. кишечнополостные          4. бактерии гниения

Для какого размножения характерно образование диплоидной зиготы?

1. вегетативного       3. бесполого

2. полового   4. спорами

Семенами размножаются

1. плаун булавовидный       4. клевер ползучий

2. олений мох           5. лук репчатый

3. капуста белокочанная     6. хвощ полевой

Источник: studopedia.net