1. Dajte definicije pojmova.
reprodukcija - svojstvo živih da reprodukuju svoju vrstu.
aseksualna reprodukcija - ovo je način razmnožavanja u kojem se ne formiraju polne ćelije i učestvuje jedna jedinka majke.
sporulacija - metoda aseksualne reprodukcije, u kojoj se novi organizam razvija iz specijalizovanih ćelija - spora formiranih u sporangijama.
Vegetativna reprodukcija - metoda aseksualne reprodukcije, u kojoj se organizam kćeri formira iz nekoliko roditeljskih ćelija.
seksualna reprodukcija - proces formiranja ćerkog organizma uz učešće gameta.
seksualni dimorfizam - vanjske razlike osoba suprotnog pola.

2. Popunite tabelu.

3. Potpišite metode vegetativnog razmnožavanja na slici.

4. Može li se potomstvo dobiveno vegetativnom reprodukcijom razlikovati od matičnog organizma? Obrazložite odgovor.
Da, mogu, ali samo malo. Čak su i identični blizanci različiti, jer postoji nenasljedna (modifikacija) varijabilnost. Takođe, ako je potomstvo imalo somatske mutacije.

5. Uporedite aseksualnu i seksualnu reprodukciju. Istaknite prednosti i nedostatke oba tipa reprodukcije. Popunite tabelu.

6. Značenje seksualne reprodukcije:
Osigurava pojavu jedinstvenih kombinacija genetskog materijala u novoj individui, koja pomaže da preživi u promjenjivim uvjetima okoline.

7. Važnost aseksualne reprodukcije:
U stalnim uslovima sredine prednost daje to što su jedinke potomaka iste, odnosno prilagođene su upravo određenim uslovima. Proces razmnožavanja je veoma brz.

8. Zašto u prirodi postoje dva oblika razmnožavanja organizama, a ne jedan?
Ono što je dobro u nekim uslovima možda neće biti prikladno u drugoj situaciji, pa kod mnogih vrsta dolazi do izmjenjivanja različitih oblika razmnožavanja.

9. Kakav je bio značaj pojave seksualne reprodukcije za evoluciju života na Zemlji?
Osigurala je pojavu novih, složenijih organizama prilagodljivih različitim uvjetima, pojavu genetske raznolikosti vrsta.

10. Kod mnogih viših biljaka glavni način razmnožavanja je aseksualno vegetativni, a polni igra pomoćnu ulogu. Kod većine životinja situacija je obrnuta. Zašto misliš?
Životinje vode aktivan način života, kreću se, njihovi životni uslovi se stalno mijenjaju. Iako ima više biljaka, one proizvode mnogo više polena nego zametne ćelije. Životinjama je lakše pronaći partnera za razmnožavanje nego biljkama. Neophodno je da se potomci životinja razlikuju od svojih roditelja da bi opstali i evoluirali.

11. Uspostavite korespondenciju između metoda aseksualnog razmnožavanja i organizama za koje su karakteristične.
Metode reprodukcije
1. Jednostavna podjela sa dva (ne mitoza)
2. Mitotička podjela
3. Sporulacija
4. Korišćenje specijalizovanih delova tela
5. Fragmentacija
6. Pupanje
organizmi
A. Aspergillus i penicillium
B. Vibrio cholerae
B. Glista
D. Dizenterična ameba
D. Crveni koral
E. Tulip

12. Odaberite tačan odgovor.
Test 1
Hermafrodit nije:
3) ljudski okrugli crv;

Test 2
Specijalizirani dijelovi biljnog tijela koji obezbjeđuju vegetativnu reprodukciju ne uključuju:
3) cvijet gladiola;

Test 3
Široka pojava aseksualnog razmnožavanja među višim biljkama povezana je sa:
4) velika brzina ove vrste reprodukcije.

Test 4
Velika evolucijska progresivnost polne reprodukcije je zbog činjenice da:
2) obezbeđuje genetičku raznovrsnost potomstva;

13. Popunite pojmove koji nedostaju.
Najstariji tip reprodukcije životinja i biljaka je aseksualna reprodukcija.
Većina algi se razmnožava sporama, a iz viših biljaka - briofitima, likopodima, preslicama i paprati, koje se nazivaju Više spore biljke.
Vegetativno razmnožavanje zasniva se na sposobnosti biljaka da se regenerišu.
Relativno malo biljaka, poput begonije, gloksinije, uzumbarske ljubičice, može se obnoviti iz odrezanih dijelova lista.

14. Kognitivni zadatak (usmeni odgovor).
Neke samonikle biljke su u stanju da formiraju takozvane pupoljke koji, pavši u vodu ili na povoljno tlo, daju novu biljku. Objasnite zašto su takve biljke rasprostranjene uglavnom u polarnim, alpskim i stepskim područjima.
U takvim uslovima biljke mogu lako da izgube cveće ili plodove, pa se pupoljci iz legla šire poput semena, otpadaju i puste koren.

15. Objasni porijeklo i opšte značenje riječi (izraza), na osnovu značenja korijena koji je čine

16. Odaberite pojam i objasnite kako njegovo moderno značenje odgovara izvornom značenju njegovih korijena.
Odabrani termin je hermafrodit.
Korespondencija - odgovara po značenju, ali moderno značenje je pojam, a ranije je to bilo ime androginog stvorenja, koje se smatralo bogom i čudovištem.

17. Formulišite i zapišite glavne ideje § 3.5.
Reprodukcija je sposobnost živih bića da reprodukuju svoju vrstu.
Metode: aseksualne i seksualne.
Aseksualno - ne formiraju se polne ćelije i učestvuje jedna jedinka majke. Dešava se:
1. Podjela (u protozoama, bakterijama).
2. Sporulacija (u biljkama, gljivama).
3. Vegetativno (kod biljaka i nekih primitivnih životinja).
Sorte vegetativnog razmnožavanja: fragmentacija, pupanje, uz pomoć specijaliziranih dijelova tijela (rizoma, gomolja, brkova itd.)
Seksualno razmnožavanje - uz pomoć gameta učestvuju 2 jedinke.
Prednosti seksualne reprodukcije - jedinstvena kombinacija genetskog materijala u novoj jedinki pomaže da preživi u promjenjivim uvjetima okoline.

Prednosti aseksualne reprodukcije - kćeri jedinke su prilagođene određenim stabilnim uslovima, proces je veoma brz.

Šta je reprodukcija

Reprodukcija ili reprodukcija, funkcija svojstvena svim živim bićima da reprodukuju svoju vrstu. Za razliku od svih drugih vitalnih funkcija tijela, reprodukcija nije usmjerena na održavanje života pojedinca, već na očuvanje njegovih gena u potomstvu i razmnožavanju – čime se očuva genetski fond populacije, vrste, porodice itd.

Molekularna osnova procesa reprodukcije svih organizama je sposobnost DNK da se samoreplicira. Kao rezultat toga, genetski materijal se reproducira u strukturi i funkcioniranju organizama kćeri.

Reprodukcija se odvija na sljedećim nivoima organizacije:

Molekularna genetika (replikacija DNK),

ćelijski (amitoza, mitoza),

Organizam.

Biološki značaj reprodukcije

Sposobnost reprodukcije jedna je od najvažnijih karakteristika živih bića. U procesu reprodukcije genetski materijal se prenosi sa roditelja na potomstvo. Značaj reprodukcije za vrstu u cjelini je kontinuirano obnavljanje broja jedinki određene vrste, umire iz raznih razloga. Osim toga, reprodukcija omogućava, pod povoljnim uvjetima, povećanje broja jedinki.

Postoje dvije vrste reprodukcije - aseksualno i seksualno.

Aseksualni tip reprodukcije je jednostavniji i njegova biološka uloga u procesu evolucije je manja od uloge spolne reprodukcije.

Aseksualno razmnožavanje je široko rasprostranjeno kod bakterija i algi. Kada se dogodi, dolazi do podjele bakterije, koja je organizam koji se sastoji od jedne ćelije, na dvije nove ćelije.

Aseksualno razmnožavanje može se vršiti i izbojcima, rizomima, raslojavanjem, što je uobičajeno kod mnogih viših biljaka. U hortikulturi i poljskom uzgoju ova metoda se često koristi za brzo razmnožavanje korisnih biljaka. Biološka nauka je postigla takav uspjeh kada se uz pomoć pojedinačnih ćelija ili komada tkiva vrijedne biljke mogu brzo razmnožavati. Vegetativno razmnožavanje omogućava vam da brzo dobijete veliku količinu sadnog materijala i visoke prinose. Potomstvo je homogeno po svojim nasljednim svojstvima. To je kao bezbroj kopija jednog samohranog roditelja. Ova karakteristika se često koristi u oplemenjivanju kada žele sačuvati bilo kakve korisne osobine; oni se široko koriste u poljoprivrednoj praksi za očuvanje vrijednih sorti.

Aseksualno razmnožavanje jednostavnom diobom se također nalazi, ali mnogo rjeđe, kod životinja (kod jednoćelijskih životinja poput amebe i cilijata, kod nekih crva).

Sa vegetativnom reprodukcijom, život organizma iz kojeg je nastalo potomstvo nastavlja se, takoreći, i ne nastaje iznova. Tako će odrezana grana stavljena u vodu dati korijenje i nastavit će se razvijati iz stanja u kojem je bilo drvo s kojeg je uzeta. Grana odsečena sa drveta u proleće će pupoljiti i pozeleniti; grana posečena u jesen će dati opadanje listova.

Složeniji i biološki evolucijski korisniji tip reprodukcije je seksualna reprodukcija. Biološku ulogu seksualne reprodukcije je prvi put otkrio C. Darwin. Pod uticajem idealističkih teorija mendelizma-morganizma-vajmanizma, ove Darvinove studije su zaboravili mnogi biolozi. I samo zahvaljujući radu naših domaćih naučnika K. A. Timiryazeva, a posebno I. V. Michurina i akademika T. D. Lysenka, produbljeni su Darwinovi radovi o oplodnji i postignuto ispravno razumijevanje značaja spolnog razmnožavanja i biološke suštine procesa oplodnje.

Biološki značaj seksualne reprodukcije u procesu evolucije je to stvara jače, vitalnije potomstvo, nego potomci od aseksualnog razmnožavanja.

Kao što smo već rekli, organizam dobijen vegetativnim razmnožavanjem nastavlja fazu razvoja u kojoj se organizam nalazio, a koji je odvojio ovaj novi, odnosno odsečena grana drveta, pretvorena u samostalan organizam, imaće istu starost. i istu fazu razvoja, ono što je drvo imalo od kojeg je odvojeno. U potomstvu dobivenom vegetativnom reprodukcijom uočava se smanjenje vitalnosti i, takoreći, prerano trošenje.

Zanimljiv primjer za to je rad T. D. Lysenka s piramidalnom topolom. Ovo brzorastuće drvo, veoma neophodno za terenske zasade, ima jedan veliki nedostatak - brzo stari i počinje da se suši. Akademik T. D. Lysenko otkrio je razlog za to i pronašao mjere za borbu protiv toga. Rana suhoća, odnosno rano starenje, objašnjava se činjenicom da se piramidalna topola kod nas razmnožava granama i reznicama, odnosno aseksualnim vegetativnim putem. Uzgajajući ga ovako kroz vekove, sa svakom generacijom dobijamo sve manje vitalnih organizama. Topola se nije razmnožavala spolno, jer je u Sovjetskom Savezu bilo vrlo malo stabala sa ženskim cvjetovima, a drveće s muškim cvjetovima nakon cvatnje ne može ostaviti potomstvo. Zbog toga se sjeme topole nije razmnožavalo.

Po uputstvu akademika T. D. Lysenka pronađeni su rijetki primjerci drveća sa ženskim cvjetovima. Izvršeno je umjetno oprašivanje ovih cvjetova polenom i dobijeno je sjeme. Od dobijenog sjemena uzgajane su sadnice topole prije Velikog domovinskog rata, koje su imale snagu, brz rast i izdržljivost. Takvo potomstvo iz seksualne reprodukcije topole bit će dugotrajnije i neće imati preranu suhoću.

Ovaj primjer pokazuje da je seksualna reprodukcija od velike važnosti za stvaranje snažnog, vitalnog potomstva. To znači da je seksualna reprodukcija biološki korisna u životu životinja i biljaka.

Osim toga, spolno razmnožavanje povećava nasljednu varijabilnost i pruža materijal za prirodnu selekciju. Kao rezultat, povećavaju se adaptivne sposobnosti organizama na promjenjive uvjete okoline. Osigurava biološku raznolikost vrsta, povećavajući njihove adaptivne sposobnosti i evolucijske izglede.

Vrste uzgoja

Cijela raznolikost metoda reprodukcije može se podijeliti u dvije glavne vrste: aseksualno (njegova varijanta je vegetativna) reprodukcija i spolno razmnožavanje.

U aseksualnom obliku reprodukciju vrši roditeljska jedinka samostalno, bez razmjene nasljednih podataka s drugim jedinkama. Ćerki organizam nastaje odvajanjem jedne ili više somatskih (tjelesnih) ćelija od roditeljske jedinke i njihovom daljnjom reprodukcijom putem mitoze. Potomstvo nasljeđuje osobine roditelja, genetski je njegova tačna kopija. Postoji nekoliko vrsta aseksualnog razmnožavanja.

Seksualna reprodukcija, za razliku od aseksualne, uključuje par jedinki. Njihove polne ćelije (gamete) nose haploidne skupove hromozoma. U procesu oplodnje, gamete se spajaju i formiraju diploidno oplođeno jaje (zigot) iz kojeg nastaje novi organizam.

Jedan od homolognih hromozoma somatske ćelije potiče od "mame", a drugi od "tate". Kao rezultat toga, dijelovi genetskog materijala roditeljskih jedinki se kombiniraju, a nove kombinacije gena pojavljuju se u potomstvu. Raznolikost genetskog materijala omogućava potomstvu da se uspješnije prilagođava promjenjivim vanjskim uvjetima. Obogaćivanje nasljednih informacija glavna je prednost polne reprodukcije, njen glavni biološki značaj.

Oblici aseksualnog razmnožavanja

Postoji nekoliko oblika aseksualne reprodukcije:

jednostavna podjela. Aseksualna reprodukcija je posebno česta kod bakterija i plavo-zelenih algi. Jedina ćelija ovih nenuklearnih organizama podijeljena je na pola ili odjednom na nekoliko dijelova. Svaki dio je kompletan funkcionalni organizam. Amebe, cilijati, euglene i druge protozoe razmnožavaju se jednostavnom diobom. Razdvajanje se dešava mitozom, tako da ćerki organizmi dobijaju isti skup hromozoma od roditelja.

pupanje. Ovu vrstu reprodukcije koriste i jednoćelijski i neki višećelijski organizmi: kvasac (niže gljive), cilijati, koraljni polipi. Pupanje u slatkovodnim hidrama odvija se na sljedeći način. Prvo se na zidu hidre formira izraslina koja se postupno produžava. Na njegovom kraju se pojavljuju pipci i otvor za usta. Iz bubrega raste mala hidra koja se odvaja i postaje samostalan organizam. Kod drugih bića bubrezi mogu ostati na tijelu roditelja.

Fragmentacija. Brojni ravni i anelidi, bodljikaši (morske zvijezde) mogu se razmnožavati dijeljenjem tijela na nekoliko fragmenata, koji se zatim dovršavaju u kompletan organizam. Fragmentacija se zasniva na sposobnosti mnogih jednostavnih stvorenja da regenerišu izgubljene organe. Dakle, ako se zrak odvoji od morske zvijezde, tada će se iz nje ponovo razviti morska zvijezda. Hidra se može oporaviti od 1/200 svog tijela. Tipično, reprodukcija fragmentacijom se događa kada je oštećena. Spontanu fragmentaciju provode samo plijesni i neki morski anelidi.

sporulacija. Predak novog organizma može biti specijalizirana ćelija roditeljskog bića - spora. Ova metoda reprodukcije tipična je za biljke i gljive. Višećelijske alge, mahovine, paprati, preslice i klupske mahovine razmnožavaju se sporama. Spore su ćelije prekrivene jakom membranom koja ih štiti od prekomjernog gubitka vlage i otporne su na temperaturne i kemijske utjecaje. Spore kopnenih biljaka pasivno nose vjetar, voda, živa bića. Jednom u povoljnim uslovima, spora otvara ljusku i nastavlja u mitozu, formirajući novi organizam. Alge i neke gljive koje žive u vodi razmnožavaju se zoosporama opremljenim flagelama za aktivno kretanje.

Plazmodijum, jednoćelijska životinja, razmnožava se shizogonija- višestruka podjela. Prvo se diobom u njegovoj ćeliji formira veliki broj jezgara, zatim se ćelija raspada na mnoge kćerke.

Vegetativna reprodukcija. Ova vrsta aseksualne reprodukcije je široko rasprostranjena u biljkama. Za razliku od sporulacije, vegetativnu reprodukciju ne provode posebne specijalizirane stanice, već gotovo bilo koji dio vegetativnih organa. Višegodišnje divlje trave razmnožavaju se rizomima (čička daje do 1800 jed./m2 zemlje), jagode - brkovima, a grožđe, ribizle i šljive - raslojavanjem. Krompir i dalije koriste gomolje za razmnožavanje - modificirane podzemne dijelove korijena. Tulipani i luk se razmnožavaju lukovicama. U drveću i grmlju izdanci - reznice - ukorijenjuju se formiranjem nove biljke, a u begonijama lišće može igrati ulogu reznica. Maline, šljive, trešnje i ruže razmnožavaju se reznicama. Na korijenju i panjevima drveća formiraju se izdanci, koji se potom pretvaraju u samostalne biljke.

Kloniranje. Kao što je već spomenuto, dobivanje identičnog potomstva aseksualnom reprodukcijom naziva se kloniranje. U prirodnim uslovima, klonovi se retko pojavljuju. Dobro poznati primjer prirodnog kloniranja koje postoji u prirodi i odvija se kod ljudi su identični blizanci koji su se razvili iz istog jajeta (To su nužno djeca istog pola). Do šezdesetih godina XX veka klonovi su se dobijali veštački isključivo tokom vegetativnog razmnožavanja biljnih organizama, najčešće radi očuvanja sortnih karakteristika i dobijanja kultura mikroorganizama koji se koriste u medicini. Ranih šezdesetih godina razvijene su metode za uspješno kloniranje nekih viših biljaka i životinja uzgojem iz pojedinačnih ćelija. Ovakvi eksperimenti ne samo da dokazuju da diferencirane (specijalizirane) stanice sadrže sve informacije potrebne za razvoj cijelog organizma, već nam omogućavaju da očekujemo da se takve metode mogu koristiti za kloniranje kralježnjaka u višim fazama razvoja, uključujući i čovjeka. Tehnika kloniranja obećava, prije svega, velike izglede za stočarstvo, jer omogućava da se od bilo koje životinje s vrijednim kvalitetama dobiju brojne genetski identične kopije s istim osobinama. Kloniranje pravih životinja, kao što su rasplodni bikovi, trkaći konji, itd., može biti jednako korisno kao i kloniranje biljaka, koje se, kako je rečeno, već radi. Također, jedno od mogućih područja primjene ove tehnologije je i kloniranje rijetkih i ugroženih vrsta divljih životinja.

Oblici seksualne reprodukcije

Dvodomnost je češća kod životinja, odnosno prisustvo muških i ženskih jedinki (mužjaka) i (ženke), koje se često razlikuju po veličini i izgledu (seksualni dimorfizam). Polne ćelije se formiraju u posebnim organima - polnim žlezdama. U testisima nastaju mali, opremljeni flagelom, pokretni spermatozoidi, a u jajnicima nastaju velika nepokretna jajašca (jajne ćelije).Proces oplodnje kod višećelijskih organizama, kao i kod jednoćelijskih, sastoji se u spajanju muških i ženskih polnih ćelija. . U pravilu, tada se njihova jezgra odmah spajaju s formiranjem diploidnog zigota (oplođenog jajeta)

Formirana zigota u svom jezgru ujedinjuje haploidne skupove hromozoma roditeljskih organizama. U ćerkom organizmu koji se razvija iz zigote kombinuju se nasljedne karakteristike oba roditelja.

Kod višećelijskih organizama razlikuje se vanjska oplodnja (kada se spolne stanice spajaju izvan tijela) i unutrašnja oplodnja koji se javljaju u matičnom organizmu. Eksterno se može provoditi samo u vodenoj sredini, pa je najrasprostranjenije u vodenim organizmima (alge, koelenterati, ribe). Kopnene organizme češće karakterizira unutrašnja oplodnja (više sjemenske biljke, insekti, viši kralježnjaci).

Atipična seksualna reprodukcija

Partenogeneza (djevičanska reprodukcija)). Otvoren sredinom XVIII veka. Švicarski prirodnjak C. Bonnet. Partenogeneza se javlja kod biljaka i životinja. Uz to, razvoj kćerkog organizma odvija se iz neoplođenog jajeta. Štoviše, dobivene kćeri jedinke su u pravilu ili mužjaci (trutovi kod pčela) ili ženke (kod kavkaskih kamenih guštera), osim toga, mogu se roditi potomci oba spola (lisne uši, dafnije). Broj hromozoma u partenogenetskim organizmima može biti haploidni (muške pčele) ili diploidni (lisne uši, dafnije).

Značenje partenogeneze:

1) reprodukcija je moguća uz retke kontakte heteroseksualnih jedinki;

2) veličina populacije naglo raste, jer je potomstvo po pravilu brojno;

3) javlja se u populacijama sa visokim mortalitetom tokom jedne sezone.

Vrste partenogeneze:

1) obavezna (obavezna) partenogeneza. Javlja se u populacijama koje se sastoje isključivo od ženki (kod kavkaskog kamenog guštera). Istovremeno, vjerovatnoća susreta sa heteroseksualnim osobama je minimalna (stijene su razdvojene dubokim klisurama). Bez partenogeneze, cjelokupna populacija bila bi na rubu izumiranja;

2) ciklična (sezonska) partenogeneza(kod lisnih uši, dafnije, rotifera). Nalazi se u populacijama koje su istorijski izumrle u velikom broju u određeno doba godine. Kod ovih vrsta partenogeneza se kombinira sa spolnim razmnožavanjem. Istovremeno, ljeti postoje samo ženke koje polažu dvije vrste jaja - velika i mala. Ženke se partenogenetski pojavljuju iz velikih jaja, a mužjaci iz malih, koja zimi oplođuju jaja koja leže na dnu. Od njih se pojavljuju samo ženke; fakultativna (fakultativna) partenogeneza. Javlja se kod društvenih insekata (ose, pčele, mravi). U populaciji pčela, ženke (pčele radilice i matice) nastaju iz oplođenih jaja, a mužjaci (trutovci) iz neoplođenih jaja. Kod ovih vrsta partenogeneza postoji da reguliše brojčani odnos polova u populaciji.

Dodijelite također prirodno(postoji u prirodnim populacijama) i vještački(koristi ljudi) partenogeneza. Ovu vrstu partenogeneze proučavao je V.N. Tikhomirov. Postigao je razvoj neoplođenih jaja svilene bube nadražujući ih tankom četkom ili ih uranjajući na nekoliko sekundi u sumpornu kiselinu (poznato je da samo ženke daju svilenu nit).

Ginogeneza(kod koštanih riba i nekih vodozemaca). Spermatozoid ulazi u jajnu stanicu i samo stimuliše njen razvoj. U ovom slučaju, jezgro sperme se ne spaja sa jezgrom jajne ćelije i umire, a DNK jezgre jajeta služi kao izvor nasljednog materijala za razvoj potomstva.

Androgeneza. Muško jezgro uneseno u jajnu stanicu učestvuje u razvoju embrija, a jezgro jajne ćelije umire. Jajna ćelija obezbeđuje samo hranljive materije svoje citoplazme.

Poliembrionija. Zigot (embrion) je aseksualno podijeljen na nekoliko dijelova, od kojih se svaki razvija u samostalan organizam. Javlja se kod insekata (jahača), oklopnika. Kod armadilosa, ćelijski materijal jednog embrija u početku u fazi blastule je ravnomjerno podijeljen između 4-8 embrija, od kojih svaki kasnije daje punopravnu jedinku. Ova kategorija fenomena uključuje pojavu jednojajčanih blizanaca kod ljudi.

Šta je mejoza

Mejoza- posebna vrsta diobe stanica, uslijed koje se formiraju zametne stanice.
Za razliku od mitoze, koja održava broj hromozoma koje primaju ćelije kćeri, tokom mejoze, broj hromozoma u ćelijama kćeri se prepolovi.
Proces mejoze sastoji se od dvije uzastopne diobe stanica - mejoza I(prva divizija) i mejoza II(druga divizija).
Duplikacija DNK i hromozoma se dešava samo ranije mejoza I.
Kao rezultat prve podjele mejoze, tzv smanjenje , ćelije se formiraju sa prepolovljenim brojem hromozoma. Druga podjela mejoze završava se formiranjem zametnih stanica. Dakle, sve somatske ćelije tela sadrže dvostruki, diploidni (2n), skup hromozoma gdje svaki hromozom ima upareni, homologni hromozom. Zrele zametne ćelije imaju samo pojedinačni, haploidni (n), skup hromozoma i, shodno tome, polovina količine DNK.

Biološka uloga mejoze

Ako u procesu mejoze nije došlo do smanjenja broja kromosoma, tada bi se u svakoj sljedećoj generaciji, kada se jezgra jajne stanice i spermatozoida spoje, broj kromosoma beskonačno povećavao. Zbog mejoze zrele zametne ćelije dobijaju haploidni (n) broj hromozoma, dok se oplodnjom vraća diploidni (2n) broj karakterističan za ovu vrstu.

Tokom mejoze, homologni hromozomi ulaze u različite zametne ćelije, a tokom oplodnje se obnavlja uparivanje homolognih hromozoma. Stoga je za svaku vrstu osigurana konstantnost kompletnih diploidnih setova hromozoma i konstantna količina DNK.

Ukrštanje hromozoma, razmjena mjesta i nezavisna divergencija svakog para homolognih hromozoma koji se javljaju u mejozi određuju obrasce nasljednog prijenosa osobine s roditelja na potomstvo. Od svakog para dva homologna hromozoma (majčinog i očinskog), koji su bili dio hromozomskog seta diploidnih organizama, samo jedan hromozom se nalazi u haploidnom setu jajne ćelije ili sperme. ona može biti:

o očinski hromozom;

o majčinski hromozom;

o očinska sa majčinom zapletom;

o majčinski sa očevim zapletom.

Ovi procesi nastanka velikog broja kvalitativno različitih zametnih ćelija doprinose nasljednoj varijabilnosti.
U nekim slučajevima, zbog kršenja procesa mejoze, uz nerazdvajanje homolognih kromosoma, zametne stanice možda nemaju homologni kromosom ili, obrnuto, imaju oba homologna kromosoma. To dovodi do teških smetnji u razvoju organizma ili do njegove smrti.

Razlika između mejoze i mitoze

Sva živa bića imaju ćelijsku strukturu. Ćelije žive: rastu, razvijaju se i dijele se. Njihova podjela može se dogoditi na različite načine: u procesu mitoze ili mejoze. Obje ove metode imaju iste faze diobe, anticipirajući ove procese, hromozomi se spiraliziraju, a molekuli DNK u njima se samo-udvostručuju. Razmotrite razliku između mitoze i mejoze.

Mitoza je univerzalna metoda indirektne diobe stanica s jezgrom, odnosno stanica životinja, biljaka, gljiva. Reč "mitoza" dolazi od grčkog "mitos", što znači "nit". Naziva se i vegetativno razmnožavanje ili kloniranje.

Mejoza je također način podjele sličnih ćelija, ali je broj hromozoma tokom mejoze prepolovljen. Poreklo naziva "mejoza" je grčka reč "mejoza", odnosno "redukcija".

proces podjele

Tokom mitoze, svaki hromozom se dijeli na dvije ćelije kćeri i distribuira se između dvije novoformirane ćelije. Život formiranih ćelija može se razvijati na različite načine: obe mogu nastaviti da se dele, samo jedna ćelija se dalje deli, dok druga gubi tu sposobnost, obe ćelije gube sposobnost dele.

Mejoza se sastoji od dvije podjele. U prvoj diobi broj hromozoma se prepolovi, iz jedne diploidne ćelije dobijaju se dve haploidne ćelije, dok svaki hromozom ima dve hromatide. U drugoj podjeli broj hromozoma se ne smanjuje, formiraju se samo četiri ćelije sa hromozomima koji sadrže po jednu hromatidu.

Konjugacija

U procesu mejoze, u prvoj diobi, homologni hromozomi se spajaju; tokom mitoze izostaju bilo kakve vrste uparivanja.

postrojavanje

U procesu mitoze, duplicirani hromozomi se zasebno poredaju duž ekvatora, dok se tokom mejoze slično poravnavanje dešava u parovima.

Rezultat procesa podjele

Mitoza rezultira stvaranjem dvije somatske diploidne ćelije. Najvažniji aspekt ovog procesa je da se nasljedni faktori ne mijenjaju tokom diobe.

Rezultat mejoze je pojava četiri haploidne polne ćelije, čija je nasljednost promijenjena.

reprodukcija

Mejoza se javlja u sazrijevanju zametnih stanica i osnova je seksualne reprodukcije.

Mitoza je osnova aseksualne reprodukcije somatskih ćelija i to je jedini način za njihovo samopopravljanje.

biološki značaj

U procesu mejoze održava se konstantan broj hromozoma, a osim toga u kromosomima se pojavljuju novi spojevi nasljednih sklonosti.

U toku mitoze dolazi do udvostručavanja hromozoma u toku njihovog uzdužnog cijepanja, koji su ravnomjerno raspoređeni među ćelijama kćerima. Obim i kvalitet izvornih informacija se ne mijenjaju, te su u potpunosti očuvani.

Mitoza je osnova individualnog razvoja svih višećelijskih organizama.

Dakle, glavne razlike između mitoze i mejoze su:

1. Mitoza i mejoza su metode diobe stanica koje sadrže jezgro.
2. Mitoza se javlja u somatskim ćelijama, dok se mejoza javlja u polnim ćelijama.
3. Tokom mitoze dolazi do diobe jedne ćelije, dok mejoza uključuje diobu u dvije faze.
4. Kao rezultat mejoze dolazi do smanjenja broja kromosoma za 2 puta, u procesu mitoze, početni broj kromosoma se čuva u stanicama kćeri.

Genetski aspekti mejoze

Procesi diobe stanica su u osnovi rasta i reprodukcije bilo kojeg organizma, razvoja i kontinuiteta života na Zemlji. U višećelijskim organizmima sa spolnim razmnožavanjem razlikuju se dvije vrste stanične diobe: mitoza i mejoza. Iako su poznati dugo vremena, njihovi molekularni mehanizmi su u mnogim aspektima još uvijek daleko od razumijevanja. Čak i među citolozima koji proučavaju strukturu i funkciju ćelija, postoje neslaganja oko funkcija brojnih struktura koje se pojavljuju u procesu diobe stanica.

Centralnu ulogu u oba tipa diobe ima samokopiranje i distribucija nosilaca gena, hromozoma, među ćelijama kćerima. U biljkama i životinjama, hromozomi su džinovske linearne molekule DNK vezane za proteine. Upravo DNK ima svojstvo samokopiranja, odnosno replikacije. Hromozomi nisu identični u sastavu DNK. Svaki od njih sadrži samo dio ukupnog skupa gena. Broj i struktura hromozoma su konstantni kod većine jedinki iste vrste. Kod viših organizama skup hromozoma je uparen - polovina od majke, druga od oca. Takvi parovi se nazivaju homologni.

Suština mitoze je replikacija (udvostručavanje) i tačna distribucija između ćelija kćeri skupa hromozoma ćelijskog jezgra. Time se osigurava reprodukcija materijalnih nosilaca nasljednih informacija. U slučaju mejoze, broj hromozoma je prepolovljen (redukcija). Polne ćelije, odnosno gamete, nastale kao rezultat mejotičke podjele, nose samo jedan homolog svakog para hromozoma. To su karakteristike mejoze koje su u osnovi Mendelovih zakona nasljeđivanja i hromozomske teorije nasljeđa. Nezavisno nasljeđivanje različitih gena i njihova kombinacija u potomstvu zasniva se na nezavisnoj segregaciji različitih parova homolognih hromozoma u gamete. Osim toga, tokom mejoze, geni koji leže na istom hromozomu mogu se razmjenjivati.

Interes za mejozu posebno se povećao krajem 60-ih, kada je postalo jasno da isti enzimi mogu učestvovati u procesima reprodukcije DNK, razmjene njenih pojedinačnih dijelova i popravljanja oštećenja. Nedavno su brojni biolozi razvili originalnu ideju da mejoza u višim organizmima garantuje stabilnost genetske individualnosti, jer u procesu mejoze, kada su parovi homolognih hromozoma u bliskom kontaktu, DNK lanci se provjeravaju da li su potpuni identitet i oštećenje se popravlja u oba lanca odjednom.

Proučavanje mejoze povezivalo je metode i interesovanja dvije nauke: citologiju i genetiku. To je dovelo do rađanja nove grane znanja - citogenetike, koja je u bliskom kontaktu sa molekularnom biologijom i genetskim inženjeringom. Uzgajivače je oduvijek privlačila mogućnost kombiniranja, na primjer, u jednoj biljci korisnosti kultivirane pšenice i produktivnosti i otpornosti na vanjske štetne faktore divlje pšenične trave. Ali ova primamljiva ideja stvaranja hibridnih hromozoma naletjela je na sito mejoze. U mejozi, u hibridnim biljkama, hromozomi su se nasumično razišli i kao rezultat toga, plodnost je opala. Postalo je jasno da je potrebno razjasniti molekularni mehanizam hibridizacije i kako se kontrolira ponašanje hromozoma.

Genetika ima pouzdan alat za proučavanje složenih procesa identifikacijom promjena u genima (mutacija) koje remete tok pojedinih faza. Objekt pogodan sa stanovišta citologije i genetike za sistematsko pretraživanje i analizu mutacije koje narušavaju mejozu (u daljem tekstu mei-mutacije), ispostavilo se da je kukuruz. Ova biljka, koju su dobro proučavali i citolozi i genetičari, ima samo 10 pari relativno velikih hromozoma. Osim toga, nekoliko mei mutacija je već pronađeno u kukuruzu.

Potraga za novim mutacijama zasnivala se na konceptu mejoze kao univerzalnog biološkog procesa, svojstvenog svim eukariotima. Kao rezultat toga, svi dostupni raštrkani podaci o ispoljavanju mei-mutacija u različitim objektima - kvascima, biljkama, insektima i ljudima su sistematizovani sa jedinstvene pozicije, što je omogućilo formulisanje koncept kontrole gena mejoze. Ali prije nego što iznesemo njegove principe, potrebno je barem najopštije opisati složeni "ples" hromozoma tokom mejotičke redukcije diobe stanica. U ovom "plesu" citolozi razlikuju četiri glavne figure, odnosno faze: profazu, metafazu, anafazu i telofazu. Suština mejoze se može sažeti na sljedeći način: jedna replikacija hromozoma se javlja u dvije uzastopne diobe stanica. Kao rezultat dobijaju se četiri ćerke polne ćelije, koje imaju upola manji broj nesparenih hromozoma (slika 1).

Centralni događaj početnih faza mejoze je misteriozni proces međusobnog prepoznavanja homolognih hromozoma, njihova parna konvergencija i bliski kontakt - sinapsa (od grčkog "veza, veza"). Tokom sinapse, homolozi razmjenjuju fragmente. U svjetlosnom mikroskopu, posljedice ove razmjene su vidljive kao križanja, odnosno hijazme (slika 2).

Nakon sinaptičkog plesa i razmjene fragmenata, hromozomi se redaju na ekvatoru ćelije. U ovom trenutku, oni podsjećaju na parove skija povezanih u području vezivanja. Područje vezivanja na hromozomu naziva se centromera. Tada se u ćeliji pojavljuje poseban filamentni aparat, koji ide od jednog do drugog pola ćelije i dobio je figurativni naziv vreteno. Dio niti vretena u metafazi je vezan za centromere i razvlači ih do polova (anafazni stadij). Hromozom bez vezanja centromere ne može postojati i odmah se gubi, kao kofer bez ručke. Tačna divergencija homolognih parova prema suprotnim polovima leži u osnovi prepolovljenja njihovog broja.

Rice. 1. Šema mejoze (jedan par hromozoma je prikazan radi jednostavnosti)

U drugoj diobi mejoze, centromere se razdvajaju, a kopije nastale ranije (prije prve podjele) u svakom paru jednostavno se razilaze, nakon čega se formiraju još dvije kćeri ćelije, a kao rezultat toga postoje četiri). Druga podjela mejoze u osnovi odgovara mitozi. Ovo je, u svom najopštijem obliku, scenario glavnih citoloških obrazaca mejoze u različitim organizmima.

Rice. 2. Chiasmata kao rezultat tri odvojena ukrštanja hromatida oba hromozoma

Mehanizmi oplodnje

Proces kojim sperma ulazi u jajnu stanicu naziva se đubrenje kao rezultat, obnavlja se diploidni skup hromozoma karakterističan za određenu životinjsku vrstu.

Do susreta gameta dolazi ili unutar ženskog genitalnog trakta ( unutrašnja oplodnja), ili u vanjskom okruženju, na primjer, u vodi ( spoljna oplodnja). Jaje je okruženo s nekoliko membrana čija je struktura takva da samo spermatozoid svoje vrste može ući u jaje. Nakon oplodnje, ljuska jajeta se mijenja i drugi spermatozoidi više ne mogu prodrijeti u nju.

Spermatozoid se prvi približava glavi jajne ćelije. Ako je ljuska jajeta mekana, prema njoj se diže protoplazmatski izrast jajeta - percepcijski tuberkul, koji uvlači spermu u dubinu jajeta. Nakon toga, gotovo trenutno, tanka žumančana opna oplodnje pojavljuje se iznad receptivnog tuberkula, čvrsto blokirajući pristup ostatku sperme ovdje. Sa gustim membranama, spermatozoidi ulaze u jajne ćelije kroz jedan od mikropilarnih otvora. U procesu oplodnje postoje tri faze.

Prva faza je konvergencija. I tokom spoljašnje (kod riba, vodozemaca) i unutrašnje (kod gmizavaca, ptica i sisara) oplodnje, spermatozoidi, kao rezultat hemotaksije u blago alkalnoj sredini, veoma brzo kreću ka jajima. Promena pH vrednosti na kiselu stranu, naprotiv, paralizira spermu. Spermatozoidi sisara imaju sposobnost da se kreću protiv protoka tekućine usmjerene iz jajovoda, gdje dolazi do oplodnje, u matericu. Konvergenciju zametnih ćelija olakšavaju: peristaltika jajovoda i cilijarno kretanje cilija epitela jajovoda, kao i određena potencijalna razlika između pozitivnog električnog naboja za sjemenu tekućinu i negativnog za jaje.

Druga faza je prodiranje sperme kroz membrane jajne ćelije. Kontaktna interakcija gameta nastaje kada se spermatozoid približi jajnoj stanici. Kod sisara samo jedan spermatozoid ulazi u jaje tokom oplodnje. Ova pojava se naziva monospermija. Kod beskičmenjaka, riba, vodozemaca, gmizavaca i ptica moguća je polispermija, kada više spermatozoida uđe u jajnu stanicu, ali samo jedan još učestvuje u fuziji jezgara (oplodnji). Glava, vrat i dio repnog dijela prodiru u citoplazmu jajeta. Prodor spermatozoida značajno pojačava procese unutarćelijskog metabolizma, što je povezano s povećanjem disanja i aktivacijom enzimskog sistema jajne stanice.

Treća faza je formiranje muškog i ženskog pronukleusa s njihovom naknadnom fuzijom. Istovremeno, kod mnogih životinjskih vrsta, jezgra muških i ženskih ćelija prelaze u metafazno stanje tokom približavanja. Tada hromozomi oba jezgra formiraju jednu majčinu "zvijezdu", ali sa udvostručenim (diploidnim) brojem hromozoma. U drugim slučajevima, jezgre se prvo spajaju, a zatim prelaze u stanje kariokineze. Istovremeno se centriole koje unosi spermatozoid razilaze prema polovima ćelije i ovaj jednoćelijski embrion - zigota - ulazi u drugi period embrionalnog razvoja - period drobljenja.

Oplodnja kod životinja. Živi organizmi koji naseljavaju planet razlikuju se po strukturi, načinu života, staništu. Neki od njih proizvode puno zametnih stanica, drugi - relativno malo. Postoji razuman obrazac: što je manja vjerovatnoća susreta muških i ženskih spolnih stanica, veći je broj zametnih stanica koje proizvodi organizmi. Ribe i vodozemce karakterizira vanjska oplodnja. Njihove gamete ulaze u vodu, gdje se odvija oplodnja. Mnoge gamete umiru ili ih pojedu druga bića, tako da je efikasnost vanjske oplodnje vrlo niska. Za očuvanje vrste, ribe i vodozemci moraju proizvesti ogromnu količinu gameta (bakalar mrijesti oko 10 miliona jaja).

Više životinje i biljke koriste internu oplodnju. U ovom slučaju, proces oplodnje i rezultirajuća zigota su zaštićeni od strane majčinog tijela. Vjerojatnost oplodnje značajno se povećava, pa se u pravilu proizvodi samo nekoliko jaja. Ali spermatozoida se i dalje proizvodi dosta, njihov višak je neophodan za stvaranje određenog hemijskog okruženja oko jajne ćelije, bez kojeg je oplodnja nemoguća. Jajna ćelija ima mehanizme koji sprečavaju prodor viška sperme. Nakon što prvi prodre, ona oslobađa tvar koja potiskuje pokretljivost muških gameta. Čak i ako nekoliko njih uspije prodrijeti u jaje, samo se jedan spoji s jajetom, ostali umiru.

Reprodukcija je svojstvo živih organizama da razmnožavaju svoju vrstu, osiguravajući kontinuitet i kontinuitet života u nizu generacija.

R. osigurava samoreprodukciju živih organizama, što je neophodno za postojanje vrste. Reprodukcija se zasniva na genetskim informacijama šifrovanim u obliku DNK.

Oblici aseksualne reprodukcije, njihovi citološki mehanizmi i biološka uloga.

Aseksualna reprodukcija je oblik razmnožavanja u kojem sudjeluje jedan organizam, a svi organizmi kćeri dijele isti genetski materijal.

Za jednoćelijske:

podjela na dva

Pupanje. U tom slučaju dolazi do mitotičke podjele jezgra. Jedno od formiranih jezgara pomiče se u nastajuću lokalnu izbočinu matične ćelije, a zatim se ovaj fragment pupolji. Ćerka ćelija je znatno manja od matične ćelije i potrebno joj je neko vreme da naraste i dovrši nedostajuće strukture, nakon čega poprima oblik karakterističan za zreli organizam.

shizogonija- višestruka podjela

Sporulacija. Spore u mnogim slučajevima nastaju mitozom (mitospore), a ponekad (posebno u gljivama) u velikim količinama; kada klijaju, razmnožavaju majčinski organizam.

Za višećelijske organizme:

vegetativna reprodukcija. vrši se odvajanjem od tijela njegovog dijela koji se sastoji od većeg ili manjeg broja ćelija. Razvijaju se u odrasle osobe.

Poliembrionija

Fragmentacija

sporulacija

pupanje

Aseksualnom reprodukcijom osigurava se brzo formiranje brojnih potomaka sa istim karakteristikama kao i roditelji. Što je korisno u povoljnim uvjetima, na primjer, ljeti sa algama.

Biološki značaj i oblici polne ekspanzije.

seksualna reprodukcija- proces kod većine eukariota povezan s razvojem novih organizama iz zametnih stanica, uključene su 2 roditeljske jedinke, formiraju se posebne. polne ćelije - gamete, haploidni broj hromozoma nasljednog materijala, kada se spoje, formira se zigota.

Za jednoćelijske:

Konjugacija(ćelije su se razdvojile, približavale jedna drugoj i spojile u zigotu)

Za višećelijske organizme:

spoljna oplodnja

Unutrašnja oplodnja

Partenogeneza: androgeneza (novi organizam se razvija iz jajeta sa muškim pronukleom) i genogeneza (novi organizam se razvija iz jajeta sa ženskim pronukleom)

Biološki značaj seksualne reprodukcije nije samo u samoreproduciranju jedinki, već iu osiguravanju biološke raznolikosti vrsta, njihovih adaptivnih sposobnosti i evolucijskih izgleda. To čini seksualnu reprodukciju biološki naprednijom od aseksualne reprodukcije.

Evolucija seksualne reprodukcije.

Faze evolucije seksualne reprodukcije:

Izogamno. Polne ćelije koje imaju istu strukturu.

Heterogamno. Razlikuju se po morfološkim karakteristikama.

Pojava posebnih organa u kojima dolazi do sazrijevanja zametnih stanica.

Prelaz sa spoljašnje oplodnje na unutrašnju.

=>razvoj unutrašnjih i spoljašnjih genitalnih organa.

Koncept mejoze i njena biološka uloga.

Mejoza je posebna vrsta diobe stanica, uslijed koje nastaju polne stanice - gamete koje sadrže haploidni broj kromosoma i nasljedni materijal.

1 podjela - smanjenje (smanjenje broja hromozoma za 2 puta)

2 podjela - equational (smanjenje nasljednog materijala)

Biološki značaj mejoze:

Tokom mejoze dolazi do smanjenja broja hromozoma i smanjenja nasljednog materijala.

Tokom mejoze dolazi do rekombinacije genetskog materijala, povećava se rezerva nasljedne varijabilnosti budućeg potomstva.

Kombinativna varijabilnost: a) tokom crossing overa, b) nasumična divergencija hromozoma u A1.

Mejoza je jedan od ključnih mehanizama naslijeđa

Karakteristike faza 1 i 2 mejotičke podjele.

Profaza 1 2n4 c- 90% sve mejoze.

1. Leptotena - spiralizacija hromozoma

2. Zigoten - proces konjugacije - parno povezivanje homolognih hromozoma

3. Pachytene - crossing over - razmjena između homolognih regija hromozoma

4. Diptotene - razdvajanje sinaptonimskog kompleksa, povezanog na hijazmi - gde se odvijao proces ukrštanja

5. Dijakineza - maksimalno odbijanje hromozoma jedan od drugog, ali oni ostaju povezani u područjima hijazme.

Ponekad između 4 i 5 postoji dictiten. Traje od 12 do 50 godina. Žensko obilježje, samo kod ljudi.

Metafaza 1 2n4 c

Bivalenti (parovi homolognih hromozoma) se nasumično poređaju u ekvatorijalnoj ravni. Formira se metafazna ploča. Formiranje fisionih niti vretena, samo jedna nit je pričvršćena za svaki hromozom, hijazma je uništena.

Anafaza 1 2n4 c(n2c+n2c na svakom polu)

Cepanje homolognih hromozoma i njihova divergencija do polova ćelije.

Telofaza 1n2 c

Rezultat je formiranje dvije ćelije, od kojih će svaka imati pola skupa nasljednog materijala n2c

Profaza 2n2 c

Metafaza 2n2 c

Anafaza 2nc+ nc

Telofaza 2nc

Dinamika broja DNK hromozoma u mejotičkoj diobi.+

Razlika između mejoze i mitoze.

Razlike između mejoze i mitoze prema rezultatima

1. Nakon mitoze dobijaju se dvije ćelije, a nakon mejoze četiri.

2. Nakon mitoze dobijaju se somatske ćelije (ćelije tela), a posle mejoze zametne ćelije (gamete - spermatozoidi i jajašca; kod biljaka se posle mejoze dobijaju spore).

3. Nakon mitoze dobijaju se identične ćelije (kopije), a nakon mejoze - različite (rekombinuju se nasledne informacije).

4. Nakon mitoze, broj hromozoma u ćelijama kćeri ostaje isti kao i u matičnoj, a nakon mejoze se smanjuje za 2 puta (dolazi do smanjenja broja hromozoma; ako ga nije bilo, onda nakon svake oplodnje broj hromozoma bi se duplo povećao; naizmjenična redukcija i oplodnja osiguravaju konstantnost broja hromozoma).

Razlike između mejoze i mitoze na putu

1. U mitozi postoji jedna dioba, a u mejozi dvije (zbog toga se dobijaju 4 ćelije).

2. U profazi prve diobe mejoze dolazi do konjugacije (bliske konvergencije homolognih hromozoma) i crossingovera (razmjena dijelova homolognih hromozoma), što dovodi do rekombinacije (rekombinacije) nasljednih informacija.

3. U anafazi prve diobe mejoze dolazi do nezavisne divergencije homolognih hromozoma (dvohromatidni hromozomi divergiraju do polova ćelije). To dovodi do rekombinacije i redukcije.

4. U interfazi između dvije diobe mejoze ne dolazi do udvostručenja hromozoma, jer su oni već udvostručeni.

Biološki značaj i faze gametogeneze.

Gametogeneza je proces formiranja zametnih ćelija. spermatogeneza i ovegeneza.

Faza 1 - reprodukcija

Faza 2 - rast (interfaza 1 mejoze)

Faza 3 - sazrijevanje (1 i 2 odjeljenja)

Faza 4 - formacije

In withtadia uzgoj nazivaju se diploidne ćelije koje proizvode gamete spermatogonije i oogonia. Ove ćelije provode niz uzastopnih mitotičkih podjela, zbog čega se njihov broj značajno povećava. Spermatogonije se razmnožavaju tokom cijelog perioda puberteta muškarca. Reprodukcija ovogna ograničena je uglavnom na period embriogeneze. Kod ljudi, u ženskom tijelu, ovaj proces se najintenzivnije odvija u jajnicima između 2. i 5. mjeseca intrauterinog razvoja. Do 7. mjeseca većina oocita ulazi u profazu I mejoze.

Budući da je način reprodukcije prekursora ženskih i muških gameta mitoza, ovogoniju i spermatogonije, kao i sve somatske stanice, karakterizira diploidija. Tokom mitotskog ciklusa, njihovi hromozomi imaju ili jednolančanu (nakon mitoze i pre završetka sintetičkog perioda interfaze) ili dvolančanu (postsintetski period, profaza i metafaza mitoze) strukturu, u zavisnosti od broja bispirala DNK. . Ako je u jednom, haploidnom skupu, broj hromozoma se označava kao P, i količinu DNK With, tada genetska formula ćelija u fazi razmnožavanja odgovara 2 P 2With prije S-perioda i 2 n 4c nakon njega.

Na faze rasta dolazi do povećanja veličine ćelije i transformacije muških i ženskih zametnih ćelija u spermatociti i oociti prvog reda, potonji je veći od prvog. Jedan dio akumuliranih tvari je hranjivi materijal (žumance u oocitima), drugi je povezan s kasnijim podjelama. Važan događaj ovog perioda je replikacija DNK uz održavanje istog broja hromozoma. Potonji dobijaju dvolančanu strukturu, a genetska formula spermatocita i oocita prvog reda ima oblik 2 n 4With.

Glavni događaji faze sazrevanja su dvije uzastopne podjele: redukcija i jednačina, koje zajedno čine mejoza(Vidi odeljak 5.3.2). Nakon prve divizije, spermatociti i oociti II reda(formula n 2With), a nakon drugog - spermatide i zrelo jaje (ps).

Kao rezultat podjele na faze sazrevanja svaki spermatocit prvog reda daje četiri spermatide, dok svaka oocita prvog reda - jedna punopravno jaje i redukciona tijela, koji ne učestvuju u reprodukciji. Zbog toga je maksimalna količina hranljivog materijala, žumanca, koncentrisana u ženskoj gameti.

Proces spermatogeneze je završen faza formiranja, ilispermiogeneza . Jezgra spermatida postaju gušća zbog supersmotanja hromozoma, koji postaju funkcionalno inertni. Lamelarni kompleks se pomiče na jedan od polova jezgre, formirajući akrosomalni aparat, koji igra važnu ulogu u oplodnji. Centriole zauzimaju mjesto na suprotnom polu jezgra, a iz jednog od njih raste flagelum, u čijem su dnu koncentrirani mitohondriji u obliku spiralne kapice. U ovoj fazi odbacuje se gotovo cijela citoplazma spermatozoida, tako da je glava zrelog spermatozoida praktično lišena.

Karakteristike spermatogeneze i oogeneze.

Ovogeneza

period razmnožavanja. Tokom ovog perioda, ovognije se dijele mitozom.

Period rasta. Polne ćelije u ovom periodu nazivaju se oociti prvog reda. Gube sposobnost mitotičke diobe i ulaze u profazu I mejoze. U tom periodu dolazi do rasta zametnih ćelija

Period zrenja . Sazrijevanje oocita je proces uzastopnog prolaska dvije diobe mejoze ( odjeljenja za sazrijevanje). Kao što je već spomenuto, u pripremi za prvu podjelu sazrijevanja, oocit je dugo vremena u fazi profaze I mejoze, kada dolazi do njenog rasta.

Od dvije podjele sazrijevanja, prva kod većine vrsta je redukcija, jer se tokom ove diobe homologni hromozomi razilaze u različitim ćelijama. Dakle, svaka od podijeljenih ćelija dobija polovičan (haploidni) set hromozoma.

spermatogeneza

Ontogenetske karakteristike spermatogeneze i oogeneze kod ljudi.

Osobine spermatogeneze kod ljudi: počinje sa 12-14 godina. Od jednog spermagonija formiraju se 4 spermatozoida. Dnevno. Period traje 2,5 mjeseca.

((Spermatogeneza kod ljudi obično počinje u pubertet period (oko 12 godina) i traje do starosti. Trajanje potpune spermatogeneze kod muškaraca je otprilike 73-75 dana. . Jedan ciklus germinalnog epitela je otprilike 16 dana))

Rezultat oogeneze: od 1 oogonije samo 1 jaje. Ovogeneza počinje u embrionalnom periodu (embrionalni razvoj). U fazi oocita 2. reda se zaustavlja (embr.)

Nastavlja se u adolescenciji, ciklusom od 28 dana, formira se 1 jaje.

6-8 miliona ovogonia, do rođenja 1-2 miliona.

Ontogenetski razvoj osobe može se okarakterizirati nizom zajedničkih karakteristika: - kontinuitetom - rast pojedinih organa i sistema ljudskog tijela nije beskonačan, on slijedi tzv. ograničeni tip. Konačne vrijednosti svake osobine su genetski određene, tj. postoji stopa reakcije; - postepeno i nepovratno; kontinuirani proces razvoja može se podijeliti na uslovne faze - periode, ili faze, rasta. Nemoguće je preskočiti bilo koju od ovih faza, kao što je nemoguće vratiti se tačno na one karakteristike strukture koje su se već manifestovale u prethodnim fazama; - cikličnost; iako je ontogeneza kontinuiran proces, brzina razvoja (stopa promjene osobina) može značajno varirati tokom vremena. Kod ljudi postoje periodi aktivacije i inhibicije rasta. Postoji ciklus povezan s godišnjim dobima (na primjer, povećanje dužine tijela javlja se uglavnom u ljetnim mjesecima, a težina - u jesen), kao i dnevno i niz drugih; - heterohronost, odnosno raznolikost vremena (osnova alometričnosti) - nejednaka stopa sazrevanja različitih sistema tela i različitih znakova unutar istog sistema. Naravno, najvažniji, vitalni sistemi sazrevaju u prvim fazama ontogeneze; - osjetljivost na endogene i egzogene faktore; stope rasta su ograničene ili aktivirane pod uticajem širokog spektra egzogenih faktora sredine. Ali njihov uticaj ne vodi razvojne procese izvan granica široke norme reakcije određene nasledno. Unutar ovih granica, razvojni proces održavaju endogeni regulatorni mehanizmi. U ovoj regulaciji značajan udeo pripada stvarnoj genetskoj kontroli koja se sprovodi na nivou organizma usled interakcije nervnog i endokrinog sistema (neuroendokrina regulacija); - polni dimorfizam je najsjajnija karakteristika ljudskog razvoja, koja se manifestuje u svim fazama njegove ontogeneze. Još jednom, podsjećamo da su razlike zbog „spolnog faktora“ toliko značajne da njihovo ignorisanje u istraživačkoj praksi niveliše značaj čak i najzanimljivijih i najperspektivnijih radova. Još jedna fundamentalna karakteristika ontogeneze je individualnost ovog procesa. Dinamika ontogenetskog razvoja pojedinca je jedinstvena.

Morfo-funkcionalna organizacija zametnih ćelija kod ljudi.

Formiranje polnih ćelija. Stjecanje određenog oblika i veličine

		Strukturne karakteristike
1. Jajna ćelija od 0,01 mm do 23 cm.	Osiguravanje razvoja embriona hranjivim tvarima. Čuvanje genetskih informacija.	Velika i nepokretna. Veliko jezgro sa haploidnim skupom hromozoma.
2. Sperma 70 mikrona.	Unošenje genetskih informacija. Stimulacija razvoja jajeta.	Mala i pokretna, ima glavu, vrat, rep. Malo jezgro sa haploidnim skupom hromozoma. Golgijev aparat se transformiše u akrosom koji se nalazi na prednjem kraju glave, luči enzime koji otapaju membranu jajeta, mitohondrije se pakuju oko bića, formirajući vrat. Nema zaliha hranljivih materija.

Biološka uloga, faze i mehanizmi oplodnje.

Oplodnja je proces spajanja ženskih i muških zametnih stanica, što rezultira stvaranjem zigote.

Biološki značaj:

1) Diploidija je obnovljena

2) Postoji kombinacija nasljednih sklonosti od majke i oca

Mehanizmi oplodnje:

Citološki (fuzija) 60 miliona u 1 ml eukulata za oplodnju.

Genetski (fuzija haploidnih skupova nasljednog materijala)

Hemijski

Imunološki

fiziološki

Neplodnost i višeplodna trudnoća, njihovi biološki mehanizmi.

Seksualni dimorfizam: genetski, morfofiziološki, endokrini i bihejvioralni aspekti.

seksualni dimorfizam- anatomske razlike između mužjaka i ženki iste vrste, ne računajući genitalije. Seksualni dimorfizam se može manifestirati u različitim fizičkim karakterima

Reprodukcija omogućava samoreprodukciju živih organizama, neophodnih za postojanje vrste. Reprodukcija se zasniva na genetskim informacijama kodiranim u DNK.

Reprodukcija može biti aseksualna i seksualna. Tokom seksualnog razmnožavanja odvija se seksualni proces koji se sastoji u razmjeni ćelija sa genetskim materijalom. Najčešće dolazi do formiranja specijaliziranih zametnih stanica s haploidnim (jednokratnim) setom hromozoma - gameta, nakon čega slijedi njihova fuzija - oplodnja.

Aseksualno razmnožavanje može se dogoditi mitozom (kod mikroorganizama i drugih jednoćelijskih organizama), sporama (kod paprati), pupanjem (u hidri), dijelovima tijela i vegetativnim organima (vegetativno razmnožavanje biljaka). Aseksualnom reprodukcijom osigurava se brzo formiranje brojnih potomaka sa istim karakteristikama kao i roditelji. Što je korisno u povoljnim uvjetima, na primjer, ljeti sa algama.

Seksualna reprodukcija dovodi do stvaranja novih kombinacija gena, što povećava šanse za preživljavanje dijela potomstva kada se promijene uslovi okoline. Seksualna reprodukcija omogućava prirodnu selekciju zasnovanu na nasljednoj varijabilnosti – glavnom pokretačkom faktoru evolucije.

Osoba koristi vegetativno razmnožavanje voćnih biljaka (reznice ribizle, cijepljenje stabala jabuke, korijensko potomstvo maline, brkovi jagode) kako bi sačuvala vrijedne kvalitete sorte koje će se izgubiti tokom spolnog razmnožavanja. Seksualna reprodukcija u takvim biljkama neophodna je za uzgoj novih sorti.

Prilikom ukrštanja različitih sorti biljaka, pasmina životinja javlja se fenomen heteroze - hibridna snaga. Takvi potomci imaju povećanu izdržljivost (mazga je hibrid magarca i kobile), brže rastu (brojleri) i produktivniji su (F1 hibridi u krastavcima).

2. Kičmenjaci, njihova klasifikacija. Komplikacija sisara u procesu evolucije. Odrediti mjesto vrste obične lisice u sistemu životinjskog svijeta (vrsta, klasa, red, porodica, rod).

Tip Hordati uključuje podtip Kranijalni, ili Kičmenjaci. U školskom kursu se izučavaju nastavni predmeti:

1. hrskavična riba,
2. riba s kostima,
3. vodozemci, ili vodozemci,
4. Reptili ili Reptili
5. ptice,
6. Sisavci ili životinje.

Klase se dijele na redove, porodice, rodove i vrste. Naziv vrste sastoji se od naziva roda i naziva vrste. Nauka koristi taksonomiju na latinskom.

Dakle, taksonomija lisice će biti sljedeća:

Tip hordati,
Razred sisara,
Odred Mesojedi,
Porodica pasa (Vuk),
Rod Fox,
Tip Obična lisica.

Karakteristične karakteristike klase Sisavci

Sisavci su evolucijski napredna grupa. Imaju niz karakterističnih osobina koje im omogućavaju da se uspješno prilagode okolini:

• Sisavci su toplokrvne životinje sa konstantnom tjelesnom temperaturom. Većina je aktivna tijekom cijele godine. Visok nivo metabolizma postiže se prisustvom alveolarnih pluća, četvorokomornog srca i dva kruga krvotoka.
• Rađaju žive mladunce, hrane ih mlijekom, tipična je briga o potomstvu.
• Zubi se dijele na sjekutiće, očnjake i kutnjake. Fiksirani su u alveolama (ćelije u čeljustima).
• Linija dlake, žlezde u koži.
• Visok nivo razvijenosti nervnog sistema, prvenstveno kore velikog mozga, obezbeđuje kompleksno ponašanje životinja.

3. Proširiti karakteristike razmjene gasova u plućima i tkivima, odnos između respiratornog i cirkulatornog sistema. Šta je prva pomoć kod zastoja disanja?

Izmjena plinova u plućima sastoji se u obogaćivanju krvi kisikom i uklanjanju ugljičnog dioksida iz krvi. To je uloga respiratornog sistema, dalji transport kiseonika do svih ćelija tela vrši se putem krvožilnog sistema. U ovom slučaju kisik je vezan za hemoglobin koji se nalazi u crvenim krvnim zrncima, što krvi daje svijetlo grimiznu boju.

U tkivima se kisik krvi koristi za takozvano tkivno disanje: organske tvari se uz sudjelovanje kisika oksidiraju do ugljičnog dioksida i vode, a oslobođena energija pohranjuje se u obliku ATP-a. Nastali ugljični dioksid se prenosi krvlju i uklanja kroz pluća.

Prestanak disanja čak i na nekoliko minuta lišava tkiva kisika i dovodi do nepovratnih promjena, prvenstveno u moždanim stanicama. U tom slučaju potrebno je izvršiti umjetno disanje. To treba činiti dok pacijent ne počne samostalno da diše, odnosno dok ne stigne hitna pomoć.

Da biste to učinili, žrtva se položi na leđa, a glava mu se lagano naginje unazad. Nakon toga, vazduh se udiše metodom usta na usta ili usta na nos kroz maramicu ili specijalnu masku koja se nalazi u kutiji prve pomoći u automobilu. Učestalost udisaja je 10-12 u minuti za odrasle, za dijete češće sa plitkim izdisajem. (Istovremeno kisik ulazi u krv žrtve, čiji je sadržaj oko 16% na izdisaju, a povećani sadržaj ugljičnog dioksida stimulira respiratorni centar).

U starim udžbenicima se preporučuje da se disajni putevi oslobode vode i mulja prije početka vještačkog disanja. Poslednjih godina ovu fazu se preporučuje preskakati kao neefikasnu, kako se ne bi gubile dragocjene sekunde koje mogu spasiti život.

Ako se nesreća dogodila tokom požara, žrtva se iznosi na svježi zrak, a nakon ponovnog disanja korisno je dati masku za kiseonik.

1. Koje su riječi u rečenicama izostavljene i zamijenjene slovima (a-c)?

"Razmnožavanje živim organizmima svoje vrste naziva se (a). Postoje dvije vrste reprodukcije: (b) i (c)."

Slijedeće riječi zamjenjuju se slovima: a - reprodukcija (samoreprodukcija), b, c - aseksualno i seksualno.

2. Koji je biološki značaj reprodukcije organizama?

Reprodukcija je sastavno svojstvo svih živih organizama, osiguravajući povećanje broja jedinki određene vrste. Tokom reprodukcije dolazi do prijenosa nasljednih informacija s roditeljskih oblika na potomstvo, čime se osigurava reprodukcija osobina ne samo date vrste, već i određenih roditeljskih jedinki. Dakle, reprodukcija osigurava dugotrajno postojanje bioloških vrsta, uz održavanje kontinuiteta između roditelja i njihovih potomaka u nizu mnogih generacija.

3. Na koje načine se može izvršiti aseksualna reprodukcija kod bakterija, protista, gljiva, biljaka i životinja? Koji se oblici aseksualne reprodukcije zasnivaju na fenomenu regeneracije?

Bakterije se razmnožavaju diobom stanica (tačnije jednostavnom binarnom fisijom). Jednoćelijski protisti mogu se razmnožavati diobom stanica (na primjer, ameba, euglena, cilijati) ili uz pomoć spora (na primjer, klorela). Glavne metode aseksualne reprodukcije višećelijskih algi i gljiva su fragmentacija talusa (ili micelija) i reprodukcija pomoću spora. Aseksualno razmnožavanje biljaka vrši se pomoću spora, kao i vegetativno. Kod primitivnih životinja (spužve, koelenterati, neki crvi) uočava se pupanje i fragmentacija.

Vegetativno razmnožavanje i razmnožavanje fragmentacijom zasnivaju se na fenomenu regeneracije.

4. Koje metode vegetativnog razmnožavanja se široko koriste u poljoprivredi? Zašto? Navedite primjere.

U poljoprivredi, razmnožavanje kultivisanih biljaka stabljikom (ribizla, grožđe) i lisnim (uzambarska ljubičica, begonija) reznicama, raslojavanjem (ogrozd), modifikovanim izbojcima - krtolama (krompir, artičoka), lukovicama (luk, beli luk, tulipan, narcis) ), brkovi (jagoda) itd. Ovi načini razmnožavanja omogućavaju da se u relativno kratkom vremenskom periodu dobije veliki broj biljaka kćeri.

U hortikulturi je uobičajeno vegetativno razmnožavanje cijepljenjem. Ova metoda vam omogućava brzo razmnožavanje vrijednih biljaka i osigurava njihov ubrzani razvoj uz potpuno očuvanje sortnih kvaliteta. Kalemljena kultivisana biljka (kalem) može dobiti tako vrijedna svojstva podloge (biljke na koju se cijepi) kao što su otpornost na mraz, otpornost na bolesti, nezahtjevna plodnost tla, itd.

5. Koje su karakteristike nespolnog razmnožavanja biljaka i životinja?

U razvojnom ciklusu svih biljaka postoji stroga izmjena dviju generacija - gametofita i sporofita i, shodno tome, dva načina razmnožavanja - seksualna i aseksualna. Istovremeno se u sporofitu formiraju posebni organi (sporangije), u kojima se mejozom formiraju specijalizovane ćelije, spore. Sastoje se od jezgra i citoplazme sa minimalnim nutrijentima. Pod povoljnim uslovima, spore klijaju i daju nove organizme.

Osim toga, mnoge biljke su sposobne za vegetativno razmnožavanje. U ovom slučaju ćerke jedinke se razvijaju iz vegetativnih organa (ili njihovih dijelova) matične biljke.

Među životinjama, aseksualno razmnožavanje opaženo je samo u primitivnim oblicima - spužvi, koelenteratima i nekim crvima. Aseksualno razmnožavanje ovih životinja vrši se pupanjem ili fragmentacijom.

6. Kod razmnožavanja biljaka orvnjelim reznicama preporučuje se da se u donjem dijelu reznice napravi zarez radi bržeg ukorjenjivanja. Šta mislite koji sloj tkiva treba da idete duboko? Kakvo se korijenje formira na reznicama?

Rez se mora napraviti prije kambijuma. Povreda ćelija obrazovnog tkiva izaziva stimulaciju deobe, što pomaže da se ubrza proces formiranja korena. Korijeni koji se formiraju na reznicama nazivaju se adventivni.

7*. Kod preslice, vanjska ljuska svake spore formira dvije trake, koje se odmotavaju na suhom zraku i spajaju spore jedna s drugom. Zbog toga se spore preslice šire u grupama. Kod drugih biljaka, kao što je paprat, spore se rasipaju jedna po jedna. Koji je razlog prisutnosti vrpci u sporama preslice i zašto spore štitne žlijezde nemaju takve adaptacije?

Izrasline (gametofiti) se razvijaju iz spora preslice i paprati. U štitnoj žlijezdi izrasline su dvospolne, a kod preslice dvodomne (na nekim izraslinama nastaju anteridije, a na drugima arhegonije). Zbog prisustva vrpci, spore preslice se šire u grupama, pa su muški i ženski gametofiti u neposrednoj blizini jedni drugima, što doprinosi oplodnji.

* Zadaci označeni zvjezdicom zahtijevaju od učenika da iznesu različite hipoteze. Stoga, prilikom postavljanja ocjene, nastavnik treba da se fokusira ne samo na ovdje dat odgovor, već da uzme u obzir svaku hipotezu, procjenjujući biološko mišljenje učenika, logiku njihovog rasuđivanja, originalnost ideja, itd. preporučljivo je upoznati učenike sa datim odgovorom.