1. Моя освіта – реферати, конспекти, доповіді
  2. Біологія
  3. Статеве і безстатеве розмноження організмів. Статеві клітини

Статеве і безстатеве розмноження організмів. Статеві клітини

Статеве і безстатеве розмноження організмів. Статеві клітини. Мейоз. Розвиток яйцеклітин і сперматозоїдів. запліднення

Найдавнішим способом розмноження на Землі було безстатеве розмноження. При безстатевому розмноженні одна або декілька клітин тіла батьківської особини діляться. При цьому утворюються одна або кілька дочірніх особин, у всьому схожих з батьківської. Безстатеве розмноження у різних живих організмів може проходити по-різному.

У бактерій перед розмноженням єдина хромосома подвоюється, клітина подовжується, і між розбіжними до її полюсів хромосомами утворюється перегородка – виходять дві клітини.

Багато найпростіші і одноклітинні водорості діляться митозом, утворюючи дві клітини з однієї, наприклад амеби, деякі інфузорії, евглена зелена, хламидомонада.

Інший спосіб безстатевого розмноження – брунькування. Брунькуванням розмножуються багато нижчі гриби, наприклад дріжджі, і навіть багатоклітинні тварини, наприклад прісноводна гідра. При брунькування дріжджів на клітині утворюється потовщення, поступово перетворюється в повноцінну дочірню клітину дріжджів. На тілі гідри кілька кліток починають ділитися, і поступово на материнської особини виростає маленька гідра, яка потім відділяється від материнського організму.

Деякі тварини можуть розмножуватися розподілом тіла на декілька частин, причому з кожної частини виростає повноцінний організм, в усьому подібний до батьківської особиною (плоскі і кільчасті черви, голкошкірі).

Більшість рослин здатне до безстатевого розмноження за допомогою спор. Спори рослин – це гаплоїдні клітини, покриті спеціальною оболонкою, що захищає їх від шкідливого впливу навколишнього середовища: холоду, посухи і т. П. Наприклад, у папоротей спори утворюються в спеціальних органах – спорангіях на нижній стороні листя, а у мохів – в особливих коробочках на верхівках жіночих рослин.

І, нарешті, ще один спосіб безстатевого розмноження – вегетативне розмноження, особливо часто зустрічається у вищих рослин. При такому способі розмноження ціле рослина розвивається з якого-небудь вегетативного органу або навіть частини органу рослини. Так, наприклад, рослини можуть розмножуватися стеблом або його частиною і видозмінами: відводками (смородина), живцями (тополя), вусами (суниця), бульбами (картопля), кореневищами (ірис), цибулинами (цибуля, часник, тюльпан). Можливо також вегетативне розмноження корінням (малина, слива) і корнеклубни (жоржин). У певних умовах рослина може розмножуватися і держаком листа (бегонія).

Безстатеве розмноження дозволяє швидко збільшувати чисельність виду в сприятливих умовах. Але при такому способі розмноження всі нащадки мають абсолютно такий же генотип, як і батьківська особина: адже вони розвиваються з клітин тіла цієї особини.

При статевому розмноженні кожне наступне покоління виникає в результаті злиття двох спеціалізованих клітин – гамет. Гамети виникають в спеціальних органах батьківських особин, чоловічої і жіночої. Сутність статевого розмноження полягає в злитті генетичної інформації батьків, завдяки чому генетична різноманітність в потомстві збільшується, а отже, зростає і життєздатність в порівнянні з батьківської.

Статеві клітини – гамети – формуються у тварин в статевих залозах: у самців в сім’яниках утворюються сперматозоїди, а у самок в яєчниках – яйцеклітини.

Яйцеклітини нерухомі, зазвичай досягають великих розмірів і містять запаси поживних речовин. Діаметр яйцеклітини ссавців близько 0,1 мм; яйцеклітини риб (ікринки) містять більше поживних речовин і значно більшими. Ще більші яйцеклітини у птахів, наприклад, яйцеклітина курки з поживними речовинами (жовтком) має діаметр близько 3 см. Сперматозоїди дуже малі і рухливі. У ссавців сперматозоїд складається з голівки (її довжина близько 5-10 мкм), шийки і хвостика (їх загальна довжина приблизно 60 мкм). У голівці розташовано ядро, що містить гаплоїдний набір хромосом. Цитоплазми в голівці дуже мало. У шийці знаходиться невелике число мітохондрій, що виробляють енергію для руху сперматозоїда, і центриоль, що забезпечує коливання джгутика, що лежить уздовж осі хвостика.

Чоловічі статеві клітини – сперматозоїди – утворюються в результаті сперматогенезу. Цей процес йде в три стадії. На стадії розмноження в сім’яниках диплоїдні клітини сперматогенной тканини багаторазово діляться, і в результаті утворюються 2n-сперматоціти. Стадія зростання сперматоцітов супроводжується синтезом ДНК і добудовування другого хроматиди, на стадії дозрівання сперматоціти діляться мейозом з утворенням гаплоїдних n-сперматозоїдів.

У кожному сперматозоїді (людини та інших ссавців) хромосомні набори будуть різнитися за статевими хромосомами: одні будуть нести Х-, а інші – Y-хромосому.

Жіночі статеві клітини – яйцеклітини – утворюються в результаті оогенезу. Цей процес йде в яєчниках теж в три стадії. На стадії розмноження в яєчниках диплоїдні клітини оогенной тканини діляться, в результаті утворюються 2n-ооцити. Далі йдуть стадія зростання ооцитів, що супроводжується синтезом ДНК і побудовою другий хроматиди хромосом, і стадія дозрівання ооцитів, які діляться мейозом. В результаті з ооцита утворюється одна гаплоидная клітка з однохроматіднимі хромосомами (lnlc-яйцеклітина) і три редукційних, або полярних, тільця. Надалі яйцеклітина бере участь у статевому процесі, а редукційні тільця відмирають.

Процес утворення чоловічих і жіночих гамет називається Гаметогенез.

Відмінності в будові сперматозоїдів і яйцеклітин пов’язані з їх функціями. Яйцеклітини в процесі дозрівання покриваються оболонками (у деяких випадках, наприклад, у плазунів, птахів і ссавців виникає ряд додаткових оболонок). Функція оболонок – захист яйцеклітини і зародка від зовнішніх несприятливих впливів.

Функція сперматозоїдів полягає в доставці в яйцеклітину генетичної інформації і стимуляції її розвитку. У зв’язку з цим в сперматозоїдах відбувається значна перебудова: апарат Гольджі розташовується на передньому кінці голівки, перетворюючись в кільцеве тільце (акросому), що виділяє ферменти, які діють на оболонку яйця. Мітохондрії компактно упаковуються навколо з’явився джгутика, утворюючи шийку. У сформованому сперматозоїді містяться також центриоли.

Мейоз – спосіб розподілу диплоїдних клітин з утворенням з однієї материнської диплоїдної клітини чотирьох дочірніх гаплоїдних клітин. Мейоз складається з двох послідовних поділів ядра та короткою інтерфази між ними.

Перше розподіл складається з профази I, метафази I, анафази I і телофази I. У профазі I парні хромосоми, кожна з яких складається з двох хроматид, максимально близько підходять один до одного (цей процес називається кон’югацією гомологічниххромосом), перехрещуються (кроссинговер), утворюючи містки (хіазми), потім обмінюються ділянками. При кросинговері здійснюється перекомбіна- ція генів. Після кросинговеру хромосоми роз’єднуються.

У метафазі I парні хромосоми розташовуються по екватору клітини; до кожної з хромосом прикріплюються нитки веретена поділу. В анафазі I центромери не діляться, і до полюсів клітини розходяться двухроматідние хромосоми; при цьому число хромосом у кожного полюса стає вдвічі менше, ніж у материнській клітині. Потім відбувається телофаза I – утворюються дві клітини з гаплоїдним числом двухроматідних хромосом; тому перше розподіл мейозу називають редукційним. Після телофази I слід коротка интерфаза (в деяких випадках телофаза I і интерфаза відсутні). В інтерфазі між двома поділами мейозу подвоєння хромосом не відбувається, тому що кожна хромосома вже складається з двох хроматид.

Друге поділ мейозу відрізняється від мітозу тільки тим, що його проходять клітини з гаплоїдним набором хромосом; у другому розподілі іноді відсутня профаза II. У метафазі II двухроматідние хромосоми розташовуються по екватору; процес йде відразу в двох дочірніх клітинах. В анафазі II діляться центромери, і до полюсів відходять вже однохроматідние хромосоми. У телофазе II в чотирьох дочірніх клітинах формуються ядра і перегородки (в рослинних клітинах) або перетяжки (в тварин клітинах). В результаті другого поділу мейозу утворюються чотири клітини з гаплоїдним набором хромосом (1n1c); друге розподіл називають екваціонним (зрівняльним). Це гамети у тварин і людини або суперечки у рослин.

Значення мейозу полягає в тому, що в гаметах створюється гаплоїдний набір хромосом і умови для спадкової мінливості за рахунок кросинговеру і непевного розбіжності хромосом.

Запліднення – це процес злиття сперматозоїда з яйцеклітиною з подальшим злиттям їх ядер і утворенням диплоїдної зиготи. Біологічне значення цього процесу полягає в тому, що при злитті чоловічих і жіночих гамет утворюється новий організм, що несе ознаки обох батьківських організмів. При утворенні гамет в мейозі виникають клітини з різним поєднанням хромосом, тому після запліднення нові організми поєднують в собі ознаки і батька, і матері в різних комбінаціях. В результаті цього значно збільшується спадкове різноманітність організмів.

ПОДІЛИТИСЯ: