Раздел: «Размножение и развитие организмов»(16 часов)Микроскопическая фотография митоза клетки животных.Профаза (внизу) – хромосомы свободно расположены в цитоплазме; метафаза (слева) – хромосомы упорядоченно лежат в одной плоскости; анафаза (вверху) – хромосомы расходятся к полюсам клетки.I. Деление клетки. Митоз. Амитоз. Способы деления клетки. Митоз. Биологическое значение митоза. Амитоз. Строение хромосом. Строение клеточного центра.Способы деления клетки. Размножение составляет одну из важнейших характеристик сущности жизни. К размножению способны все без исключения живые организмы, от бактерий до млекопитающих. Существование каждого вида животных и растений, преемственность между родительскими особями и их потомством поддерживаются только благодаря размножению. На молекулярном уровне процесс, который можно условно назвать размножением, выражается в уникальной способности ДНК к самоудвоению ее молекул. На уровне клетки к размножению путем деления способны такие органоиды, как митохондрии и хлоропласты. Клетки одноклеточных и многоклеточных организмов размножаются делением.^ Клеточный цикл – период деления клетки от одного деления до другого или до естественной гибели. Клеточный цикл делят: 1. интерфаза – период между делениями клетки; собственно деление клетки.Интерфаза подразделяется: Gо – фаза клетки сразу после деления материнской клетки; G1 – пресинтетическая фаза – клетка готовится к делениюи синтезу ДНК; S – синтетическая фаза – ДНК и центриоли удваиваются активно синтезирует белки и РНК; Gо – постсинтетическая фаза – клетка накапливает энергию, активно синтезирует белки и РНК.^ Собственно деление клетки может осуществляться митозом (непрямое деление клетки), мейозом (редукционное деление клетки) и амитозом (прямое деление клетки).Митоз. Основной способ деления эукариотической клетки – митоз. Подготовка клеток к делению начинается в период интерфазы. Один из важнейших подготовительных процессов – синтез ДНК, т.е. удвоение ее молекулы, происходящее в середине периода интерфазы. Таким образом, к митозу приступают клетки, содержащие удвоенное после синтеза количество ДНК. В митозе различают четыре фазы профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Во время профазы в ядре появляются тонкие нити – хромосомы. Они спирализуются и начинают укорачиваться и утолщаться. К концу профазы у хромосомы можно определить размеры, форму, строение, число. Каждая хромосома – это удлиненное плотное тельце, состоящее из нескольких частей, отделенных друг от друга перетяжками. Различают первичную перетяжку, или центромеру. На хромосоме может быть и вторичная перетяжка. Каждая хромосома состоит из двух свернутых в спираль нитей (молекул) ДНК, которые называют хроматидами или дочерними хромосомами. Во время профазы центриоли, а их две в каждой клетке, расходятся к противоположным полюсам клетки и между ними образуется веретено деления. В конце профазы ядерная оболочка растворяется и хромосомы свободно располагаются в цитоплазме, ядрышки исчезают. Падает синтез белка. Во время метафазы завершается образование веретена деления и хромосомы располагаются в экваториальной плоскости веретена. Хромосомы образуют метафазную пластинку, и каждая хромосома прикрепляется своим центральным участком (центромерой) к одной из нитей веретена. У каждой хромосомы происходит отделение, обособление хроматид друг от друга. Когда все хромосомы оказываются прикрепленными к нитям веретена, хроматиды каждой хромосомы начинают расходиться к полюсам клетки: к одному полюсу отходит одна хроматида, к противоположному – другая. Начало расхождения хроматид к полюсам клетки означает, что наступила следующая фаза митоза – анафаза. Во время анафазы хроматиды (дочерние хромосомы) расходятся к полюсам клетки. Движение хромосом осуществляется благодаря нитям веретена, которые сокращаются и растягивают дочерние хромосомы от экватора к полюсам клетки. При движении хромосом используется энергия АТФ. Последняя фаза митоза – телофаза. Во время телофазы приблизившиеся к полюсам клетки хромосомы начинают раскручиваться и снова приобретают форму длинных нитей, переплетающихся друг с другом, что характерно для неделящегося ядра. В дочерних ядрах вновь образуется ядерная оболочка, формируется ядрышко и полностью восстанавливается характерное для интерфазы строение ядра. На протяжении телофазы происходит и деление цитоплазмы, в результате которого две дочерние клетки отделяются друг от друга. Эти клетки по строению полностью сходны с материнской.^ Биологическое значение митоза. В результате митоза каждая дочерняя клетка получает точно такие же хромосомы, какие имела материнская клетка. Число хромосом в обеих дочерних клетках равно числу хромосом материнской клетки. Биологическое значение митоза заключается в строго равномерном распределении хромосом между ядрами двух дочерних клеток. Это значит, что митоз обеспечивает точную передачу наследственной информации каждому из дочерних ядер. Если нарушается нормальный ход митоза и в дочерней клетке хромосом окажется меньше или больше, чем в материнской, то это приведет, либо к гибели, либо к существенным изменениям в жизнедеятельности клетки – к возникновению мутаций. Основу генетического критерия вида составляет число хромосом в клетке, которое постоянно для каждого вида живых организмов. Хромосомы, содержащиеся в ядре одной клетки, всегда парные, т.е. в ядре имеются две одинаковые, или гомологичные, хромосомы, которые составляют одну пару. Так, 46 хромосом человека образуют 23 пары, в каждой паре две одинаковые хромосомы Хромосомы разных пар отличаются друг от друга размерами, формой, местами расположения первичных и вторичных перетяжек. Совокупность хромосом, содержащихся в одном ядре, носит название хромосомного набора. Хромосомный набор характерен для каждого вида организмов. В любом многоклеточном организме различаются две категории клеток: соматические (неполовые), которые входят в состав всех тканей и органов тела, и половые клетки. Ядра соматических клеток содержат диплоидный (двойной) набор хромосом. Ядра половых клеток содержат гаплоидный, т. е. одинарный, набор хромосом. Так, если диплоидный набор ржи включает 14 хромосом, то гаплоидный набор имеет 7 хромосом. Если диплоидный набор человека содержит 46 хромосом, то гаплоидный набор равен 23 хромосомам. В гаплоидном наборе от каждой пары остается только одна хромосома. Число хромосом и диплоидного и гаплоидного набора постоянно для каждого вида организмов.Амитоз. Это деление клетки, у которой ядро находится в интерфазном состоянии. Во время деления не происходит конденсация хромосом и образования веретена деления. Ядро делится путём перетяжки. Часто деление ядра не сопровождается последующим делением цитоплазмы, что приводит к образованию многоядерных клеток. Амитоз не обеспечивает равномерного распределения генетического материала между дочерними ядрами. Он встречается в дифференцированных (клетки печени), временных (эндосперм у растений) или отмирающих тканях. Клетка, претерпевшая амитоз, в дальнейшем не способна вступать в нормальный митотический цикл.^ Строение хромосом.Хромосомы – важнейшая составная часть ядра. В неделящихся ядрах хроматин имеют форму тончайших нитей. Это тончайшие нити, каждая из которых представляет одну молекулу ДНК в соединении с белком. Во время деления клетки хроматин максимально конденсируется, образуя плотные палочковидные структуры – хромосомы. По окончании деления хромосомы вновь переходят в деконденсированное состояние. Иногда часть его остаётся плотно спирализованной – гетерохроматин. Деконденсированные участки хроматина – эухроматин. Нитевидные хромосомы неделящихся ядер располагаются в ядерном соке, переплетаются между собой. Отрезок молекулы ДНК, содержащий информацию о первичной структуре одного определённого белка – ген. Важнейший процесс, совершающийся только в период интерфазы, – это синтез ДНК, в результате которого каждая хромосома удваивается. В основе синтеза лежит уникальная способность молекулы ДНК к удвоению. Синтез ДНК протекает в середине интерфазы, и продолжительность его различна у разных видов животных и растений. Следовательно, если до начала синтеза в состав одной хромосомы входила одна молекула ДНК, то после завершения синтеза в состав каждой хромосомы входят две совершенно одинаковые молекулы ДНК.Кариотип – совокупность числа, величины и морфологии хромосом. Форма хромосом зависит от расположения первичной перетяжки (центромеры) – области хромосомы, в которой сестринские хроматиды тесно соединены друг с другом. Центромера делит хромосому на два плеча, концевые участки которых называются теломерами. В зависимости от расположения центромеры различают: метацентрические – плечи одинаковой длины; субметацентрические – одно плечо длиннее другого; акроцентрические – одно плечо намного превышает другое; телоцентрические – второе плечо практически не различимо. Некоторые хромосомы имеют вторичную перетяжку, в области которой располагается ядрышковый организатор – участок хромосомы, на котором в интерфазном ядре происходит образование ядрышка. Функция хромосом – хранение и передача наследственной информации.^ Строение клеточного центра. Находится в клетках животных вблизи ядра. Основную его часть составляют два маленьких тельца – центриоли со специфическими структурами, расположенные в небольшом участке уплотненной цитоплазмы. В клетках обычно присутствует пара центриолей – диплосома. Различают материнскую и дочернюю центриоли, лежащие под углом 90оС друг к другу. Каждая центриоль имеет форму полого цилиндра, состоящего из девяти триплетов микротрубочек. Каждый триплет расположен под углом 45оС к радиусу цилиндра. Внутри цилиндра располагается «тележное колесо», которое состоит из центральной втулки и девяти спиц. Перед делением клетки диплосома удваивается. Центриоли отходят друг от друга на небольшое расстояние, и рядом с каждой образуется новая центриоль. Образовавшиеся диплосомы расходятся к противоположным полюсам клетки. Центриоли играют важную роль при делении клетки; они участвуют в образовании веретена деления.Фронтальный опрос: Перечислите способы деления клетки. Назовите фазы митоза. Какие изменения претерпевают хромосомы во время митоза? Какова биологическая сущность митоза? В каких клетках содержится диплоидный набор хромосом? Какие клетки имеют, гаплоидный набор хромосом? Что из себя представляет амитоз? Вспомните строение и функции хромосом. Вспомните строение и функции клеточного центра.^ II. Формы размножения организмов. Бесполое размножение. Половое размножение. Образование половых клеток. Строение половых клеток.Бесполое размножение. В бесполом размножении принимает участие только одна родительская особь, которая делится, почкуется или образует споры. В результате формируются две или больше дочерних особей, сходных по своим наследственным признакам с родительской особью. Виды бесполого размножения: 1. Бинарное деление клетки. У бактерий и сине–зеленых водорослей отсутствует мейоз. Их тело делится пополам и образуются две дочерние особи, каждая из которых представляет собой целый самостоятельный организм. Делением на две и больше частей размножаются простейшие (амебы, эвглены, инфузории, споровики), одноклеточные зеленые водоросли; их клетки делятся путем митоза. 2. Почкованием размножаются дрожжевые организмы, гидры, гидроидные и коралловые полипы и ряд других беспозвоночных. При почковании небольшой участок тела родительской особи отделяется, т.е. отпочковывается, растет и превращается в новую особь. Ряд видов плоских червей, морские звезды могут размножаться разделением их тела на несколько частей, каждая из которых восстанавливает недостающие органы и превращается в целый организм, идентичный родительской особи. 3. Большинство растений размножается бесполым путем с помощью спор – гаплоидных клеток, покрытых плотной оболочкой и устойчивых к действию неблагоприятных условий внешней среды. Споры образуются преимущественно у наземных растений. Водоросли и некоторые грибы, обитающие в воде, размножаются зооспорами, которые имеют жгутики и активно передвигаются в водной среде. Споры же наземных растений неподвижны и пассивно переносятся ветром, водой, животными. 4. Среди растений широко распространено вегетативное размножение, формы которого очень разнообразны. Многие деревья и кустарники размножаются отводками (виноград, орех, смородина, слива и др.), усами (земляника, лютик ползучий), корневыми отпрысками (лиственные и хвойные деревья, многие травы), а также порослью (на корнях и пнях деревьев). Вегетативное размножение осуществляется также луковицами (лук, тюльпан и др.), клубнями (картофель), корневищами (многолетние дикорастущие травы, ирис, мята и др.). Деревья и кустарники могут размножаться черенками. Вегетативное размножение растений приводит к увеличению численности особей данного вида, но не сопровождается повышением генетического разнообразия, т.е. все потомки имеют генотип идентичный материнскому. Новые признаки появляются только в результате мутаций. Вегетативное размножение растений имеет огромное практическое значение и широко применяется в плодоводстве при разведении всех видов плодовых деревьев и ягодных кустарников, в овощеводстве, цветоводстве, полеводстве, лесоводстве.^ 2. Половое размножение. Половое размножение имеет огромное биологическое значение. Его преимущество перед бесполым размножением заключается в том, что оно создает возможность перекомбинации наследственных признаков обоих родителей. Поэтому потомство может быть более жизнеспособным, чем каждая из родительских особей. Половому размножению принадлежит важнейшая роль в эволюции организма. В половом размножении растений и животных участвуют две особи: мужская и женская, у каждой из них в половых органах образуются половые клетки – гаметы.^ 3. Образование половых клеток. Сперматозоиды и яйцеклетки развиваются у животных в половых железах – семенниках и яичниках. Процесс образования половых клеток в половых железах (гонадах) – гаметогенез. Развитие мужских гамет – сперматозоидов идёт в семенниках – процесс сперматогенез. Развитие женских гамет – яйцеклеток идёт в яичниках – процесс овогенез. Организмы, у которых развиваются мужские и женские гаметы в одной особи – гермафродиты. Встречается у моллюсков, плоских и кольчатых червей, но может встречаться у животных и человека как патологическое состояние.^ В половых железах различают три зоны: размножения, роста, созревания половых клеток. Зона размножения располагается в самом начале половой железы. В этой зоне находятся первичные половые клетки, которые размножаются путем митоза, и число их увеличивается. Дальше первичные половые клетки попадают в зону роста, где они уже не делятся, а растут, достигая тех размеров, которые свойственны половым клеткам каждого вида животных. Происходит накопление питательных веществ, необходимых для дальнейшего деления клеток и развития из них потомства. ДНК удваивается, хромосомы двунитчатые. В овогенезе этот период более продолжительный. После того как процесс роста заканчивается, половые клетки переходят в зону созревания и превращаются в яйцеклетки и сперматозоиды. Основное содержание периода – мейоз, в результате которого образуются гаплоидные клетки. Развитие яйцеклеток и сперматозоидов происходит неодинаково. В зоне созревания семенника все четыре образовавшиеся после деления клетки одинаковы и все они превращаются в зрелые сперматозоиды. В зоне созревания яичника после деления образуются четыре клетки, но они неодинаковы по размерам: одна клетка большая и три маленькие. Большая клетка превращается в зрелую яйцеклетку, а три маленькие клетки – редукционные направительные тельца, погибают. Зона Тип деления клеток Сперматогенез Оогенез Размножения Митоз Клетки сперматогенной ткани делятся, образуя сперматоциты I порядка (диплоидные) с однохроматидными хромосомами (2п 1с). Образуются ооииты 1 порядка (2п 1с). Роста Интерфаза Сперматоциты увеличиваются в размерах. Идет редупликация ДНК. Ооциты увеличиваются в размерах. Идёт редупликация ДНК. Созревания Мейоз При первом делении образуются два сперматоцита II порядка, после второго деления образуются сперматиды. Профаза первого деления мейоза осуществляется в эмбриональном периоде, далее все происходит после полового созревания организма. Первое деление мейоза завершается образованием ооцита II порядка и полярного тельца. На стадии метафазы второго деления ооцит овулирует – выходит из яичника. После оплодотворения образуется ещё одно тельце. (Всего полярных телец три, т.к. первое также делится на два). Формирования Формирование происходит только при сперматогенезе. Сперматиды приобретают форму и строение, характерные для сперматозоида: образуются акросома, шейка, хвостик, значительно уменьшается объем цитоплазмы и ядра. Таким образом, в результате овогенеза образуется одна яйцеклетка, а сперматогенеза – четыре сперматозоида. Однако, в сперматогенезе присутствует ещё стадия формирования, где сперматозоиды приобретают особенности строения – хвост. ^ 4. Строение половых клеток.Гаметы – половые клетки с гаплоидным набором хромосом, характеризующиеся особым строением, которое отражает их функциональное назначение. В организме женской особи образуются яйцеклетки; у мужских особей – сперматозоиды. Женская и мужская гаметы сливаются, и образуется зигота, или оплодотворенная яйцеклетка, которая дает начало развитию нового организма. Огромное большинство животных размножается только половым путем. Размеры и форма половых клеток различаются у разных видов беспозвоночных и позвоночных.Яйцеклетки имеют чаще всего округлую форму, и в их цитоплазме содержится запасное питательное вещество – желток. Яйцеклетки неподвижны. Это самые крупные клетки. Содержат все типичные клеточные органоиды. У большинства позвоночных животных яйцеклетки мелкие. У рыб, амфибий, рептилий и птиц яйцеклетки крупные и содержат много желтка. Наиболее крупных размеров достигают яйцеклетки птиц. Яйцеклетка покрыта оболочками, которые выполняют защитные функции, обеспечивают необходимый тип обмена веществ, а у плацентарных млекопитающих служат для внедрения зародыша в стенку матки. Мужские половые клетки – сперматозоиды – отличаются от яйцеклеток значительно меньшими размерами и подвижностью. Он имеет форму длинной нити, в которой различают головку, шейку, хвостик. На переднем конце головки имеется акросома – видоизменённый комплекс Гольджи. В головке располагается ядро, содержащее ДНК, которое находится в сверхспирализованном состоянии. В шейке содержится центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями. С помощью хвостика сперматозоид передвигается. Имеются безжгутиковые сперматозоиды.Фронтальный опрос: 1. В чем отличие бесполого размножения от полового? 2. Как осуществляется вегетативное размножение растений? 3. Каковы особенности строения яйцеклетки и сперматозоида? 4. Какие стадии гаметогенеза выделяют? Охарактеризуйте их. 5. В чём преимущество полового размножения над бесполым?^ III. Мейоз. Образование половых клеток. Мейоз – основа полового размножения. I мейотическое деление. II мейотическое деление. Биологическое значение мейоза.1. Мейоз – основа полового размножения. Специфическое деление клеток, при котором образуются половые клетки – мейоз. Видовое постоянство числа хромосом в клетках поддерживается благодаря митозу, которому предшествует синтез ДНК и образование двух хроматид в каждой хромосоме. Как же поддерживается постоянство числа хромосом при половом размножении, ведь все соматические клетки содержат диплоидное, а созревшие половые клетки имеют только половинное, т.е. гаплоидное, число хромосом, следовательно, и половинное количество ДНК? Уменьшение числа хромосом вдвое происходит в процессе созревания половых клеток. Оба деления, которые происходят в зоне созревания, представляют собой два деления мейоза. Оба деления мейоза включают те же фазы, что и митоз: профазу, метафазу, анафазу, телофазу. Перед первым делением мейоза в половых клетках, находящихся в зоне созревания, происходит синтез ДНК, а значит, и удвоение хромосом, т.е. образование двух хроматид.^ 2. I мейотическое деление. В профазе первого деления мейоза происходит спирализация хромосом. В конце профазы, когда спирализация заканчивается, хромосомы приобретают характерные для них форму и размеры. Хромосомы каждой пары, т.е. гомологичные, соединяются друг с другом по всей длине с образованием бивалентов и скручиваются. Этот процесс соединения гомологичных хромосом носит название конъюгации. Во время конъюгации между некоторыми гомологичными хромосомами происходит процесс обмена участками – генами, что означает и обмен наследственной информацией. Обмен идентичными участками гомологичных хромосом – кроссинговер. Процесс кроссинговера носит случайный характер. После конъюгации и кроссинговера гомологичные хромосомы отделяются друг от друга. Растворяется ядерная оболочка, исчезает ядрышко, формируется веретено деления. Когда хромосомы полностью разъединяются, заканчивается образование веретена деления, наступает метафаза мейоза и биваленты (пара хромосом) располагаются в плоскости экватора. К каждой из хромосом прикрепляются нити веретена деления. Затем наступает анафаза мейоза, и к полюсам клетки отходят не половинки каждой хромосомы, включающие одну хроматиду, как при митозе, а целые хромосомы, каждая из которых состоит из двух хроматид. Следовательно, в дочернюю клетку попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом. В телофазу образуется две клетки с уменьшенным гаплоидным набором хромосом. В результате I мейотического деления наблюдается уменьшение вдвое числа хромосом в клетке, образование гаплоидных предшественников гамет, но их хромосомы состоят из двух хроматид, т.е. имеют удвоенное количество ДНК.^ 3. II мейотическое деление. Вслед за первым делением наступает второе деление мейоза, причем этому делению не предшествует синтез ДНК Ведь еще при первом делении мейоза к полюсам дочерних клеток разошлись целые хромосомы, каждая из которых имеет по две хроматиды. После короткой профазы хромосомы (иногда профаза отсутствует), состоящие из двух хроматид, в метафазе второго деления располагаются в плоскости экватора и прикрепляются к нитям веретена. Процесс идёт сразу в двух дочерних клетках. В анафазе к противоположным полюсам клетки расходятся хроматиды и в каждой дочерней клетке оказывается по одной дочерней хромосоме. Количество ДНК и хромосом в дочерних клетках выравнивается. Таким образом, в сперматозоидах и яйцеклетках число хромосом уменьшается вдвое. В телофазу образуется четыре дочерние клетки, формируются ядра, образуются перегородки (у растительных клеток) или перетяжки (у животных клеток). В результате II мейотического деления образуются четыре клетки с гаплоидным набором – однохроматидные хромосомы или гаметы.^ 4. Биологическое значение мейоза. Биологическая сущность мейоза состоит в уменьшении числа хромосом вдвое и образовании гаплоидных гамет. При слиянии половых клеток образуется диплоиная зигота. Мейоз обеспечивает постоянство кариотипа в ряду поколений организмов данного вида. В ходе мейоза происходит перекрёст и обмен участками гомологичных хромосом. Хромосомы каждой пары расходятся в стороны случайным образом, независимо от других пар. Мейоз обеспечивает разнообразие генетического состава гамет, т.е. мейоз – основной источник разнообразия организмов данного вида. В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза при нерасхождении гомологичных хромосом половые клетки могут иметь обе гомологичные хромосомы или вообще их не содержать. Это приводит к тяжёлым нарушениям в развитии организма, а в дальнейшем к его гибели. Фронтальный опрос: 1. Как протекает мейоз? 2. В чем отличие мейоза от митоза? 3. Что такое конъюгация хромосом и каково ее значение? 4. Что такое кроссинговер и каково его значение? 5. Какова биологическая сущность мейоза?^ IV. Оплодотворение. Эволюция полового размножения. Оплодотворение – определение, суть, понятие «двойного оплодотворения». Партеногенез – определение, суть. Половой диморфизм – определение, суть. Гермафродиты – определение, суть. Искусственное осеменение и трансплантация эмбрионов. Эволюция полового размножения.Оплодотворение – определение, суть, понятие «двойного оплодотворения».Оплодотворение – процесс слияния женской и мужской гамет – клеток с гаплоидным набором хромосом, заканчивающийся образованием зиготы. Зигота диплоидна, т.к. она образовалась в результате слияния двух гаплоидных гамет. После оплодотворения происходит синтез ДНК, удвоение хромосом. Зигота делится путём митоза и даёт начало зародышу.^ Суть оплодотворения: в ядре зиготы все хромосомы вновь становятся парными; в каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома отцовская, другая – материнская. Диплоидный набор хромосом, характерный для соматических клеток каждого вида организмов, восстанавливается при оплодотворении.Процесс оплодотворения состоит из трёх этапов: проникновение сперматозоида в яйцеклетку; слияние гаплоидных гамет с образованием зиготы; активация зиготы к дроблению и развитию.Биологическое значение оплодотворения. Оплодотворение бывает наружным и внутренним. Развитие женских и мужских гамет и оплодотворение происходит в женских и мужских половых органах. При слиянии женских и мужских гамет образуется новый организм, несущий в себе признаки матери и отца. Таким образом, в результате оплодотворения каждый раз образуется неповторимое, уникальное сочетание генов в зиготе. Генетическая неповторимость служит основой разнообразия особей внутри вида. «^ Двойное оплодотворение». У покрытосеменных растений мужские гаметы малоподвижны и называются спермиями. Яйцеклетка неподвижна, и образование ее происходит в зародышевом мешке, расположенном в семяпочке. Зародышевый мешок содержит кроме гаплоидной яйцеклетки одну диплоидную клетку, которая участвует в оплодотворении и лежит в центре зародышевого мешка, и несколько других гаплоидных клеток. Спермин развиваются в пыльцевых зернах пыльников (на тычинках). С помощью пыльцевой трубки спермии переносятся к зародышевому мешку, где происходит процесс оплодотворения. В пыльцевой трубке находятся два спермия. Когда пыльцевая трубка входит в зародышевый мешок, один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается зародыш. Второй спермий сливается с диплоидной центральной клеткой, и в результате возникает новая клетка с триплоидным ядром, т.е. в нем содержится три набора хромосом. Из нее развивается эндосперм семени. Этот универсальный для всех покрытосеменных половой процесс получил название двойного оплодотворения. Он был открыт в 1898г. С. Г. Навашиным.^ Биологическое значение двойного оплодотворения у покрытосеменных растений заключается в том, что развитие эндосперма начинается только после того, как произойдет оплодотворение яйцеклетки. Триплоидный эндосперм покрытосеменных растений представляет собой запасной питательный материал для развивающегося зародыша. Кроме того, он включает наследственные задатки материнского и отцовского организмов.^ 2. Партеногенез – определение, суть.Партеногенез – развитие организма из неоплодотворенного яйца. Партеногенез встречается в природе у многих видов растений и животных. Например, среди растений он известен у одуванчиков, ястребинок. Среди животных партеногенез широко распространен у коловраток, солоноватоводных рачков артемий, у ветвистоусых пресноводных рачков дафний, тлей, пчел. В составе пчелиной семьи путем партеногенеза развиваются трутни (самцы). Существует естественный (происходит в природе) или искусственный (проводится в искусственных условиях. Например, Тихомиров стимулировал развитие тутового шелкопряда; Леб – развитие морского ежа; Батайон – развитие лягушки) партеногенез.^ 3. Половой диморфизм – определение, суть.Половой диморфизм – явление, наблюдаемое у раздельнополых организмов, при котором самки и самцы отличаются друг от друга по внешнему виду, поведению или другим признакам. Это отражает то, что самки и самцы выполняют различные функции. Как правило, самцы чаще имеют бросающиеся в глаза признаки.^ 4. Гермафродиты – определение, суть. Организмы, у которых развиваются мужские и женские гаметы в одной особи – гермафродиты. Встречается у моллюсков, плоских и кольчатых червей, но может встречаться у животных и человека как патологическое состояние.^ 5. Искусственное осеменение и трансплантация эмбрионов. В настоящее время в практике сельского хозяйства используется искусственное осеменение – искусственное введение спермы производителя в половые пути самки. Это возможно благодаря методике консервирования спермы в замороженном виде. В 1978г. Зафиксирован первый случай рождения ребёнка «из пробирки».Этапы трансплантации эмбрионов: извлечение яйцеклетки из яичника оперативным путём; оплодотворение её сперматозоидом; выращивание эмбриона в пробирке; перенесение эмбриона в матку, гормонально подготовленную к имплантации зародыша.^ 6. Эволюция полового размножения. В ходе эволюции половое размножение претерпело определённое развитие. Сначала половые клетки были одинаковыми по величине и форме. В дальнейшем образовались макрогаметы – прототипы яйцеклетки и микрогаметы – прототипы сперматозоидов (встречаются у амёб и споровиков). Параллельно с дифференцировкой гамет происходит развитие полового диморфизма – различия в строении гамет и особей.Фронтальный опрос: Дайте определение понятию оплодотворение. В чём суть оплодотворения? В чем сущность двойного оплодотворения цветковых растений? В чем сущность партеногенеза? В чем сущность полового диморфизма? В чем сущность гермафродитизма? В чем сущность эволюции полового размножения?^ V. Индивидуальное развитие организма. Понятие об онтогенезе. 2. Стадия бластулы. 3. Стадия гаструлы. 4. Стадия нейрулы. 5. Временные зародышевые органы. 6. Влияние окружающей среды на развитие организма.^ 1. Понятие об онтогенезе.Онтогенез – процесс индивидуального развития, который начинается с оплодотворения и заканчивается гибелью организма. В онтогенезе выделяют два периода – эмбриональный и постэмбриональный. Эмбриональный период или дородовый или эмбриогенез начинается с момента оплодотворения и заканчивается рождением. Постэмбриональный или послеродовый начинается с момента рождения и заканчивается гибелью организма.^ Стадия бластулы. После оплодотворения начинается эмбриональное развитие животного или растения, который завершается формированием взрослого организма. Оплодотворенная яйцеклетка – зигота – претерпевает ряд быстро следующих друг за другом митотических делений, которые называются дроблением. Зигота вначале делится в продольном направлении на две одинаковые по величине клетки, называемые бластомерами. Затем каждый из бластомеров делится также в продольном направлении и образуются четыре клетки. Следующее, третье деление происходит в поперечном направлении, и в результате его формируются восемь одинаковых клеток. В дальнейшем чередуются быстро следующие друг за другом продольные и поперечные деления, которые приводят к образованию большого числа клеток (бластомеров). Яйцо ланцетника, имеющее небольшое количество желтка, подвергается дроблению полностью. У других животных (птицы, рыбы) яйцо содержит много желтка и дроблению подвергается только диск цитоплазмы с ядром, а сам желток не дробится. При дроблении следующие друг за другом деления происходят быстро, бластомеры не растут и их размеры по мере увеличения числа клеток уменьшаются. В результате дробления образуется шарообразный зародыш с полостью внутри – бластула. Клетки стенки бластулы располагаются в один слой. Формированием бластулы завершается период дробления и начинается следующий период развития, в течение которого продолжается деление клеток и происходит образование второго, внутреннего слоя клеток. Зародыш становится двухслойным.^ Стадия гаструлы. У многих многоклеточных животных внутренний слой клеток образуется путем впячивания внутрь полости бластулы клеток её стенки. Эту двухслойную стадию развития называют гаструлой. Наружный слой клеток гаструлы называют эктодермой, внутренний – энтодермой. Образовавшаяся путем впячивания и ограниченная энтодермой полость представляет собой полость первичного кишечника, открывающуюся наружу отверстием – первичным ртом. Эктодерму и энтодерму называют зародышевыми листками. Дальнейшее развитие первоначально двухслойной гаструлы связано с образованием третьего зародышевого листка – мезодермы, обособлением хорды, формированием кишечника и развитием центральной нервной системы. Начальные стадии дробления яйцеклеток Развитие зародыша тритона.лягушки (вверху) и птицы (внизу). Видны последовательные стадии дробления 2, 4 и 8 бластомеров.Яйцеклетка лягушки дробится на бластомеры разной величины.В яйцеклетке птиц дробится только поверхностный участокАктивной цитоплазмы, в котором расположено ядро.Стадия нейрулы. Деление клеток и их перемещение продолжается на следующей стадии развития зародыша – нейрула. Начинается закладка отдельных органов будущей личинки или взрослого организма. Эктодерма дает начало внешним покровам организма, нервной системе и связанным с ней органам чувств. Из эндодермы развиваются ротовое и анальное отверстия, кишечник, лёгкие, печень, поджелудочная железа. Мезодерма даёт начало хорде, мышцам, выделительной системе, хрящевому и костному скелету, кровеносным сосудам, половым железам.Ранние стадии развития ланцетника Зародыш животных развивается как единый организм, в котором все клетки, ткани и органы находятся в тесном взаимодействии. Полностью все органы плода формируются к трём месяцам. Начальные стадии развития животных имеют много общего для всех организмов, что является одним из доказательств единства происхождения всех живых организмов на Земле.^ Временные зародышевые органы. Временные зародышевые органы прекращают существование после рождения организма. Выделяют четыре – амнион, аллантоис, хорион, желточный мешок.^ Амнион – водная оболочка, которая окруж