Образование половых клеток
МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
ДЛЯ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ
по дисциплине «Биология»
для специальности060101 – Лечебное дело (очная форма обучения)
К ПРАКТИЧЕСКОМУ ЗАНЯТИЮ № 7
ТЕМА: «Размножение организмов»»
Аннотация (краткое содержание темы).
Известны различные формы размножения, но все они могут быть объединены в два типа – половое и бесполое.
Половым размножением называют смену поколений и развитие организмов на основе специализированных – половых – клеток, образующихся в половых железах.
У беспозвоночных животных нередко сперматозоиды и яйцеклетки формируются в теле одного организма. Такое явление – обоеполость – называется гермафродитизмом.
Новый организм не обязательно появляется в результате слияния половых клеток. У некоторых видов животных и растений наблюдается развитие из неоплодотворенной яйцеклетки. Такое размножение называется девственным. Гаметогамия без оплодотворения включает в себя несколько типов:
- Партеногенез (от греч. parthénos — девственница и ...генез), девственное размножение, одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются без оплодотворения;
- Гиногенез (от греч. gyn — женщина и ...генез), особая форма размножения и развития, при которой после проникновения спермия в яйцеклетку их ядра не сливаются, и в последующем развитии участвует только ядро яйцеклетки. Поскольку при гиногенезе отсутствует важная часть полового процесса — объединение наследственного материала родителей посредством слияния ядер их половых клеток, — оплодотворение является здесь ложным;
- Андрогенез (от греч. aner, родительный падеж andrys — мужчина и génesis — происхождение), развитие яйцеклетки с мужским ядром, привнесённым в неё спермием в процессе оплодотворения. Андрогенез наблюдается у отдельных видов животных (шелкопряд) и растений (табак, кукуруза) в тех случаях, когда материнское ядро погибает до оплодотворения, которое при этом является ложным, т. е. женское и мужское ядра не сливаются, и в дроблении участвует только мужское ядро;
- Апомиксис (от апо... и греч. mixis — смешение), различные способы бесполого размножения животных и растений; в более употребительном узком значении — образование зародыша без оплодотворения. Зародыш при апомиксисе развивается не из зиготы, а непосредственно из неоплодотворённой яйцеклетки (партеногенез, или апозиготия), либо — у высших растений — из клеток заростка, зародышевого мешка (апогамия, или апогаметия) и даже из соматических клеток семяпочки.
Дать краткую характеристику всем типам гаметогамии без оплодотворения.
Бесполое размножение характеризуется тем, что новая особь развивается из неполовых, соматических клеток.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи. Особи дочернего поколения возникают из одной или группы клеток материнского организма. Наиболее широко бесполое размножение распространено среди прокариот, грибов и растений, но встречаются и у различных видов животных. Основными формами бесполого размножения являются бинарное деление (деление надвое, митоз), шизогония (множественное деление), спорообразование, почкование, фрагментация и вегетативное размножение.
Дать краткую характеристику всем формам бесполого размножения.
Половое размножение
Половое размножение появилось более 3 млрд. лет назад и встречается во всех крупных группах ныне существующих организмов. Сущность полового размножения заключается в объединении генетической информации от двух особей одного вида – родителей – в наследственном материале потомка.
Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга по генотипу, признакам, свойствам, характеру приспособленности к условиям обитания.
Таким образом, биологическое значение полового размножения заключается не только в самовоспроизведении особей, но и в обеспечении биологического разнообразия видов, их адаптивных возможностей и эволюционных перспектив. Это позволяет считать половое размножение биологически более прогрессивным, чем бесполое.
Половое размножение осуществляется с помощью специализированных половых клеток – гамет. Женские гаметы - яйцеклетки (образуются в яичниках), мужские – сперматозоиды (образуются в семенниках). Гаметы отличаются от соматических клеток, прежде всего, вдвое меньшим числом хромосом, а также низким уровнем обменных процессов.
Яйцеклетки – относительно крупные неподвижные клетки, обычно округлой формы; в цитоплазме помимо типичных органоидов содержатся включения запасных питательных веществ в виде желтка.
- ИЗОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ яйцеклетки – относительно мелкие яйцеклетки с небольшим количеством равномерно распределенного желтка. Данный тип яйцеклеток характерен для червей.
-ТЕЛОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ – имеют диаметр 1,5 – 2 мм и содержат среднее количество желтка, основная масса которого сосредоточена на одном из полюсов (вегетативном). На противоположном полюсе (анимальном), где желтка мало, находится ядро яйцеклетки. Данный тип яйцеклеток характерен для птиц, земноводных, пресмыкающихся.
- РЕЗКО ТЕЛОЛЕЦИТАЛЬНЫЕ – содержат очень много желтка, занимающего весь объем цитоплазмы яйцеклетки. Характерно для насекомых.
- АЛЕЦИТАЛЬНЫЕ – яйцеклетки практически лишены желтка. Характерен данный тип яйцеклеток для человека и других плацентарных млекопитающих.
Сперматозоиды – обычно очень мелкие клетки. У разных организмов они не одинаковой формы, но большинство из них имеет головку, шейку и хвост (рис. см. приложение). Головка содержит ядро и очень небольшое количество цитоплазмы. На переднем конце головки располагается акросома – видоизмененный комплекс Гольджи, который содержит ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении. В шейке находятся многочисленные митохондрии и две центриоли. От шейки отрастает хвост, образованный микротрубочками и обеспечивающий подвижность сперматозоидов.
Образование половых клеток
Гаметогенез – процесс образования половых клеток, протекает в половых железах (гонадах).
Сперматогенез – процесс образования сперматозоидов.
Овогенез – образование яйцеклеток.
Условно обе формы гаметогенеза можно разделить на несколько фаз:
- размножения;
- роста;
- созревания;
- формирования.
Важно отметить, что процесс образования яйцеклеток не включает в себя фазу формирования.
Дать характеристику фазам гаметогенеза. Студентам составить и зарисовать в альбом сперматогенез и овогенез.
Оплодотворение
Оплодотворением называют процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, сопровождающийся объединением геномов отцовского и материнского организмов и завершающийся образованием зиготы.
Типы оплодотворения:
- наружное;
- внутреннее;
- перекрестное;
- самооплодотворение;
- моноспермия и полиспермия.
Дать краткую характеристику всем типам.
У человека процесс оплодотворения происходит в маточной трубе, куда после овуляции попадают овоцит II порядка и многочисленные сперматозоиды При контакте с яйцеклеткой сперматозоид выделяет ферменты, разрушающие ее оболочки и обеспечивающие проникновения спермия внутрь. После проникновения сперматозоида яйцеклетка формирует на поверхности толстую непроницаемую оболочку оплодотворения, препятствующую полиспермии.
Проникновение сперматозоида стимулирует овоцит II порядка к дальнейшему делению. Он осуществляет анафазу и телофазу II мейотического деления и становится зрелым яйцом. В результате в цитоплазме яйцеклетки оказывается два гаплоидных ядра, называемых мужским и женским пронуклеусами, которые сливаются с образованием диплоидного ядра – зиготы. Таким образом, сущность оплодотворения заключается в объединении гаплоидных геномов отцовского и материнского организмов и формировании уникальной комбинации генов в генотипе зиготы потомка.