Биология. Комплексный справочник - подготовка к ЗНО и ДПА

РАЗМНОЖЕНИЕ И ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ

 

Половое размножение

 

Половое размножение свойственно представителям всех типов животных и растениям. Характерной формой полового размножение у одноклеточных есть постоянное (копуляция) или временное (конъюгация) слияние двух клеток. При конъюгации происходит обмен ядерным веществом и цитоплазмой.

В всех случаях полового размножения при слиянии гамет образуется одноклеточный зародыш — зигота, из которой в процессе развития формируется зрелый организм.

Особой формой полового размножения является партеногенез (от греч. раrthеnоs — девственница и genesis — происхождение), при котором новая особь развивается из неоплодотворенной яйцеклетки или, реже, сперматозоидов (тли, дафнии).

Гаметогенез — это процесс образования половых клеток. Животные имеют диплоидный набор хромосом. В процессе гаметогенеза, в основе которого лежит мейоз, образуются гаметы, имеющие гаплоидный набор хромосом. Гаметы образуются в половых железах или специализированных клетках. У животных это семенники и яичники. Гаметогенез происходит последовательно в трех стадиях и заканчивается созреванием гамет.

Стадия размножения. Первичные половые клетки с диплоидным набором хромосом 2n делятся путем митоза, в результате чего их количество растет.

Стадіяросту. Деление клеток не происходит. Они увеличиваются в объеме, накапливают питательные вещества. Эта стадия напоминает інтерфазу.

Стадия созревания. Происходит мейоз, окончательно формируются и созревают гаметы.

Сперматогенез — процесс образования мужских половых клеток — сперматозоидов. На стадии размножения в сперматогенній ткани в результате митоза образуются многочисленные клетки — сперматогонии (от греч. spermatos — семя и gone — порождение), имеющих диплоидный набор хромосом (2n). На стадии роста сперматогонии немного увеличиваются, и из каждой клетки развивается сперматоцит (от греч. kytos — клетка) И порядке, способен к редукционного деления. На стадии созревания в процессе 1-го деления мейоза образуются два сперматоцити II порядка, а в процессе 2-го деления четыре гаметы — сперматиди, имеющих гаплоидный набор хромосом (n). Все четыре клетки, одинаковые по размеру, созревают и образуют четыре одинаковых по размеру сперматозоиды.

Сперматозоиды — небольшие подвижные клетки, состоящие из головки, шейки и хвостика. Головка содержит ядро и незначительное количество цитоплазмы. В передней части головки расположена акросома (от греч. akron — вершина и soma — тело), которая образуется в процессе сперматогенеза из элементов комплекса Голги. Акросома содержит ферменты, которые растворяют оболочку яйцеклетки. В шейке содержатся центріолі и многочисленные митохондрии, обеспечивающие сперматозоид энергией во время его движения. Хвостик служит для движения сперматозоида и по строению схож с джгутиком в одноклеточных.

Оогенез — процесс образования женских половых клеток — яйцеклеток. На стадии размножения в оогенній ткани формируется большое количество клеток — оогоній (2n). Они размножаются путем митоза. Каждая оогонія на стадии роста начинает интенсивно увеличиваться в размерах, накапливает питательные вещества в виде зерен желтка. Она превращается в ооцит i порядка. Процесс роста ооцита значительно продолжительнее, чем сперматоцита. Во время мейоза ооцит i порядка делится асимметрично. После 1-го деления образуется одна крупная клетка — ооцит II порядка, в которую переходят все питательные вещества, и одна мелкая клетка — первичное полярное, или направляющее, тельце, которое содержит только ядро. После 2-го деления мейоза из ооцита II порядке вновь образуются одна большая яйцеклетка и одно вторичное направляющее тельце. Из первичного направляющего тельца образуются два мелких вторичных направляющих тельца. Таким образом, во время оогенезу с каждой первичной клетки образуется одна крупная яйцеклетка (n) и три направляющих тельца (n), погибают. Направляющие тельца служат только для равномерного распределения хромосом во время мейоза.

 

Формы размножения организмов

 

 

Яйцеклетка — округлая большая неподвижная клетка, содержащая ядро и питательные вещества в виде желтка. Размеры яйцеклеток разных видов животных от и существенно отличаются. Например, в млекопитающих диаметр их составляет 0,2 мм-60 мкм, у амфибий и рыб — 3-5 мм, а в рептилий и птиц достигает нескольких сантиметров. В частности, размер яйцеклетки курицы — 3 см. На верхнем полюсе яйцеклетки расположен зародышевый диск, содержащий ядро.

 

 

Яйцеклетка любого вида животных всегда значительно больше, чем его сперматозоиды. Питательные вещества яйцеклетки обеспечивают развитие зародыша на начальной стадии (у млекопитающих) или в течение всего эмбриогенеза (у птиц, рептилий).

В половом процессе, как правило, участвуют две особи. В них в особых половых железах формируются половые клетки — мужские или женские. Животных, которые имеют только один тип половых клеток, называют раздельнополыми (например членистоногие, амфибии, птицы, млекопитающие). Если Мужские и женские половые железы закладываются в одном организме, способном образовывать как мужские, так и женские половые клетки, то таких животных называют гермафродитами (например гидра, дождевой червь, планария).

Оплодотворение — процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате чего образуется зигота, при этом восстанавливается диплоидный набор хромосом. Из зиготы развивается зародыш.

 

Образование половых клеток

 

Стадия

Тип разделения

Сперматогенез

Оогенез

Размножение

Митоз

В сперматогенній ткани образуются сперматогонии (2n)

В оогенній ткани формируется большое количество оогоній (2n)

Роста

Интерфаза

Сперматогонии немного увеличиваются, из каждой клетки развивается сперматоцит i порядка (2n)

Оогонії увеличиваются, накапливают питательные вещества. Превращаются в ооцит И порядке (2n)

Происходят репликация ДНК и формирования хромосом, состоящих из двух хроматид

Созревания

Мейоз 1-й разделение

Сперматоцит И порядке делится. Образуются два сперматоцити II порядка (n)

Ооцит И порядке делится. Образуются 1 ооцит II порядка (n) и направляющее тельце (n)

 

2-й раздел

Сперматоцити II порядка делятся, образуя 4 сперматиди (n)

3 ооцита II порядка образуются одна крупная яйцеклетка (n) и одно вторичное направляющее тельце (n). 3 первичного направляющего тельца образуются 2 мелких (n). Все направляющие тельца разрушаются

Формирование

 

Сперматиди превращаются в сперматозоиды

Результат

 

3 каждого сперматоцита i порядка образуются 4 сперматозоиды (n)

3 каждого ооцита i порядка образуются 1 яйцеклетка (n) и 3 направляющих тельца (n)

 

Существует два способа оплодотворения: внешнее и внутреннее. При наружном оплодотворении самка откладывает яйцеклетки (икру), а самец поливает их спермой. Такой способ оплодотворения характерен для водных обитателей (рыб, земноводных). При внутреннем оплодотворении слияние гамет происходит в половых органах самки, что характерно для наземных и некоторых водных обитателей (млекопитающих, рептилий, насекомых, червив). Оплодотворенное яйцо может развиваться в утробе матери, как у млекопитающих, либо во внешней среде. При этом яйца покрываются специальной оболочкой или скорлупой, и самка откладывает их в наиболее безопасное место (характерно для насекомых, птиц, рептилий, моллюсков).

Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки обоих родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизнеспособность и приспособительные возможности.