Происходит без образования гамет. Что происходит с аллелями во время образования гамет? Срочно помогите!! Размножение и развитие человека

Сегодня предлагаем вам разобрать процесс гаметогенеза. Если говорить коротко и предельно понятно, то это процесс развития половых клеток. Как уже стало понятно, статья будет посвящена размножению. Отметим, что выделяют несколько форм полового размножения. Несмотря на этот факт, все они основываются на участии двух гамет (мужских и женских половых клеток). Предлагаем вам рассмотреть этот вопрос более подробно.

Половое размножение

Мы уже упомянули, что половое размножение осуществляется благодаря участию двух разнополых особей. У них в определенных органах образуются специальные половые клетки, которые принято называть гаметами. А что же такое гаметогенез? Это процесс формирования тех самых половых клеток, которые необходимы для продолжения рода. Необходимо еще знать и то, что процесс слияния гамет принято называть оплодотворением. Мейоз гаметогенез - это основной этап развития половых клеток. Ему мы уделим внимание немного позже.

Сейчас выделим формы полового размножения:

• изогамия;
• гетерогамия;
• овогамия.

Важно отметить, что они отличаются некоторыми особенностями строения половых клеток. Так, например, при изогамии и мужские, и женские гаметы подвижны, кроме того, они имеют одинаковые размеры. Следующая форма очень похожа на предыдущую. Основное отличие второй - женская половая клетка крупнее мужской, так же она не такая подвижная. Третий вид полового размножения наиболее популярен, так как встречается у большинства животных и растений. В данном варианте женская половая клетка неподвижна и значительно крупнее мужской. При этой форме размножения мужская гамета имеет название - сперматозоид, или спермий, а женская - яйцеклетка.

Две первые формы распространены у примитивных организмов, например у водорослей. Как происходит размножение у эукариот? Путем слияния мужской и женской гамет (яйцеклетки и сперматозоида). В результате происходит оплодотворение, и образуется зигота. Очень важно понимать и то, что половые клетки содержат число хромосом, которое в два раза меньше, чем в соматической клетке. Это объяснить достаточно просто: если бы число хромосом соматической и половой клеток было одинаковым, то в каждом поколении происходило бы удвоение хромосом. Почему этого не происходит? Из-за мейоза, то есть клеточного деления.

Преимущества полового размножения

Гаметогенез - это развитие размножение без образования гамет невозможно. Важно отметить и то, что стадии гаметогенеза у мужских и женских особей имеют схожие черты. Более подробно мы это рассмотрим немного позже. Сейчас же предлагаем вам немного обсудить биологическую суть размножения и преимущества полового вида. Инстинкт воспроизведения потомства закладывается генетически. При этом при бесполом размножении дочерний организм полностью дублирует своего родителя.

Половое размножение имеет ряд преимуществ:

• сочетание материнских и отцовских генов, то есть нет вероятности абсолютного генетического копирования одного из родителей;
• изменчивость, способность популяции подстраиваться под новые условия для выживания вида;
• облегчается процесс видообразования и так далее.

Сперматогенез

Мы уже ранее говорили о том, что гаметогенез - это процесс развития половых клеток. Сейчас более подробно рассмотрим сперматогенез, то есть образование сперматозоидов. Всего выделяют четыре стадии:

• размножение;
• рост;
• созревание;
• формирование.

На стадии размножения происходит митотическое деление сперматогоний. После этого будущие сперматозоиды переходят в стадию роста, теперь они имеют название -сперматоциты. Стадия роста характеризуется значительным увеличением половых клеток, что становится возможным благодаря увеличению объема цитоплазмы. Фаза созревания - это два деления. Сперматоцит, который прошел прошлые стадии, подвергается делению, в результате образуется два сперматоцита. Затем каждый из них делится еще раз. Итого, из одного сперматоцита первого порядка мы получаем четыре сперматида. Последние вступают в четвертую стадию - формирования. Только после этих этапов сперматозоид принимает привычный для нас вид.

Овогенез

Овогенез - это развитие женских половых клеток (яйцеклеток). Ниже будут перечислены и охарактеризованы стадии данного процесса.

• Размножение. Овогонии делятся митозом, в результате количество будущих половых клеток увеличивается. Важно заметить, что стадия размножения приходится на второй месяц внутриутробного развития девочки.
• Рост. Эта стадия полностью дублирует процесс роста мужских половых клеток. Единственное отличие - размер будущей яйцеклетки превышает размер сперматоцитов, это происходит из-за накапливания первой питательных веществ.
• Последняя стадия овогенеза - созревание. Она характеризуется двумя очередными делениями путем мейоза. При сперматогенезе из одного сперматоцита образуется четыре сперматозоида. В случае овогенеза один овоцит способен образовать одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Почему сперматозоиды превосходят в количестве, но уступают в размерах яйцеклеток? Сперматозоид не накапливает питательные вещества, так как его жизненный цикл довольно короток. Основная функция мужской половой клетки - доставка генетического материала в яйцеклетку. Кроме этого, она должна быть очень подвижной. Сперматозоиды в поисках яйцеклетки массово погибают, что и объясняет их численное преимущество.

Сближение двух особей и обмен генетическим материалом через цитоплазматический мостик — это.

копуляция

партеногенез

конъюгация

Конъюгация — сближение хромосом при мейозе; половой процесс, заключающийся в частичном обмене наследственной информации. Гаплоидные гаметы, образовавшиеся при делении диплоидной клетки путём мейоза, содержат по одной хромосоме каждой гомологичной пары (отцовского или материнского происхождения), т.е. только половину исходного числа хромосом. В связи с этим к аппарату клеточного деления здесь предъявляется дополнительное требование: гомологи должны узнавать

друг друга и соединяться в пары, перед тем как они выставятся на экваторе веретена. Такое спаривание, или конъюгация, гомологичных хромосом материнского и отцовского происхождения происходит только в мейозе. Во время первого деления мейоза происходит репликация ДНК, и каждая хромосома состоит после этого из двух хроматид, гомологичные хромосомы конъюгируют по всей своей длине, и между хроматидами спаренных хромосом происходит кроссинговер.

В основе полового размножения лежит.

способность ДНК к редупликации

матричный синтез и-РНК

процесс синтеза АТФ

Передача наследственной информации следующему поколению осуществляется благодаря способности ДНК к удвоению (редупликации ). Специальный фермент раскручивает молекулу ДНК, водородные связи между основаниями разрываются и цепи расходятся. Затем на каждой цепи ДНК фермент ДНК-полимераза по принципу комплементарности строит новую цепь. В итоге образуются две совершенно идентичные молекулы ДНК, в каждой из которых одна цепь является материнской (матричной), а вторая — дочерней. Такой способ (редупликации ) называется полуконсервативным. В дальнейшем в процессе деления образовавшиеся молекулы ДНК распределяются между дочерними клетками, обеспечивая точную передачу наследственной информации.

Процесс слияния гамет называется.

гаметогенезом

оплодотворением

половым размножением

Оплодотворение — процесс слияния мужской и женской половых клеток (гамет), в результате которого образуется оплодотворённая яйцеклетка (зигота). То есть из двух гаплоидных гамет образуется одна диплоидная клетка (зигота). У цветковых растений, кроме слияния гаплоидных гамет — одного из спермиев с яйцеклеткой, и образования диплоидной зиготы, из которой развивается зародыш семени, происходит слияние второго спермия с диплоидной вторичной клеткой и образование триплоидных клеток, из которых образуется эндосперм. Этот процесс называется двойным оплодотворением.

Для некоторых групп организмов характерны так называемые нерегулярные типы полового размножения (без оплодотворения): партеногенез, гиногенез, андрогенез, апомиксис.

Споры у бактерий и грибов служат для.

перенесения неблагоприятных условий

расселения

размножения и расселения

Споры у бактерий и грибов служат для размножения и расселения .

Клетка бактерии покрыта плотной оболочкой, образованной полимерным углеродом муреином. Некоторые виды образуют при неблагоприятных условиях споры — слизистую капсулу, препятствующую высыханию клетки. Сохраняют жизнеспособность в течение сотен и даже тысячи лет. Выдерживают колебания температуры от — 243 до 140°С. При наступлении благоприятных условий споры прорастают и дают начало новой бактериальной клетке. Клеточная стенка может образовывать выросты, способствующие объединению бактерий в группы, а так же их конъюгации. Наследственный материал содержится в нуклеотиде виде кольцевой молекулы ДНК. Бесполое размножение грибов связано со спорообразованием. Споры образуются в спорангиях или на концах гиф.

Бесполое размножение способствует.

появлению адаптаций

увеличению численности особей

появлению модификаций

Бесполое размножение — размножение, осуществляющееся с участием лишь одной особи. Различают собственно бесполое и вегетативное размножение. Собственно бесполое размножение свойственно простейшим животным (амёба, инфузория-туфелька, эвглена зелёная), у которых оно осуществляется в результате митотического деления клеток. Из многоклеточных животных бесполое размножение характерно для сидячей формы — полипов, образующих колонии. У растений при бесполом размножении образуются споры и зооспоры. Споры обычно характерны для сухопутных растений, зооспоры, имеющие жгутики, − для водных. Бесполым путём размножаются грибы, водоросли, при этом из спор может вырасти такая же особь. Бесполое размножение обычно обеспечивает увеличение численности генетически однородного потомства .

У растений в половом размножении участвуют.

гаметы

пыльцевые зёрна

споры

Гаметы — половые клетки. Имеют вдвое меньшее число хромосом, чем соматические (клетки тела) клетки. У животных образуются в результате мейоза, а у высших растений — в результате митоза.

В садоводстве для размножения плодовых деревьев используют.

клонирование

прививку

почкование

Прививка в зарез - самая простая и эффективная разновидность боковой прививки. Она широко используется для размножения листопадных и вечнозеленых растений.

Этот способ заключается в прививке черенка сбоку подвоя в зарез или в защеп (в боковой срез ). Верх подвоя при этом может оставаться целым или срезаться на шип. Прививку в боковой зарез применяют на подвоях любой толщины. При прививке достигается большая прочность срастания привоя с подвоем.

Развитие нового организма из неоплодотворённой яйцеклетки называется.

онтогенезом

партеногенезом

филогенезом

У некоторых видов организмов встречается особая форма полового размножения — без оплодотворения. Такое развитие называют партеногенезом , или девственным развитием.

В яйцеклетке, готовой к оплодотворению, содержится половинный набор хромосом. Созревшая для оплодотворения яйцеклетка делится на две половинки. Затем, объединившись, яйцеклетка с полным набором хромосом начинает дробиться. Образуется эмбрион. В этом случае дочерний организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки на основе генетического материала одного из родителей, и образуются особи только одного пола. Естественный партеногенез даёт возможность резкого увеличения численности потомства и существует в тех популяциях, где контакт разнополых особей затруднён. Партеногенез встречается у животных разных систематических групп: у пчёл, тлей, низших ракообразных, скальных ящериц и даже у некоторых птиц (индеек).

На рисунке изображён процесс

регенерации

копуляции

почкования

Летом на теле гидры появляется небольшой бугорок (почка ), который быстро растёт и вытягивается. Через некоторое время появляются выросты (щупальца), а между ними образуется рот. Почка у основания материнского организма перешнуровывается и когда маленькая гидра подрастает, она падает на дно и живёт самостоятельно.

После обильного процесса почкования организм гидры истощается. Некоторое время на ней не образуется почек, но если питания достаточно, процесс почкования восстанавливается довольно быстро.

У цветковых растений в результате двойного оплодотворения из оплодотворённой центральной клетки образуется.

зародыш

зигота

эндосперм

Эндосперм — ткань внутри семени, выполняющая запасающую функцию. В семени голосеменных эндосперм гаплоидный (1n ), он образуется до оплодотворения из мегаспоры и является женским гаметофитом.

Клетки эндосперма у цветковых растений имеют... набор.

Эндосперм — ткань внутри семени, выполняющая запасающую функцию. В семени голосеменных эндосперм гаплоидный (1n), он образуется до оплодотворения из мегаспоры и является женским гаметофитом. У покрытосеменных (цветковых эндосперм триплоидный (3n) ), образующийся в результате двойного оплодотворения оплодотворённого центрального ядра зародышевого мешка. За счёт эндосперма питается зародыш семени, поглощая запасные углеводы, белки, жиры.

Триплоидность ядер клеток эндосперма, несущих наследственную информацию материнского и отцовского организмов, повышает приспособленность молодого растения к различным условиям среды.

На рисунке изображён процесс

двойного оплодотворения

опыления

спорообразования

Это естественное опыление. Кроме того, существует искусственное опыление, производимое человеком для селекционных или производственных целей.

Опыление — процесс переноса пыльцы с помощью ветра или насекомых. Наблюдается у семенных растений. Подразделяется.

Живых организмов происходит при участии только одной клетки без образования гамет . При этом новые организмы образуются у одних видов в специальных органах, а у других - из одной или нескольких клеток материнского организма. Выделяют такие виды бесполого размножения: вегетативное размножение, спорообразование, полиэмбриония, фрагментация, почкование и деление .

• Вегетативное размножение - это вид бесполого размножения, при котором воспроизведение клеток нового организма происходит из специальных структур материнского организма (клубней, корневища и т.д.) или из части вегетативного тела материнской особи. Такой вид размножения часто встречается среди растений.

Вегетативное размножение в примерах.

• Спорообразование - это размножение с помощью спор. Споры - это клетки, которые обычно образуются в спорангиях - специализированных органах. У высших организмов перед образованием пор происходит мейоз .

• Полиэмбриония (шизогония ) - это вид бесполого размножения, при котором новое поколение развивается из частей, на которые распадается зародыш (монозиготные близнецы).

• Фрагментация - это вид бесполого размножения, при котором дочерние организмы образуются из частей, на которые распадается материнский организм. Таким образом размножаются элодеи, спирогиры, морские звезды, кольчатые черви.

• Почкование - это вид бесполого размножения, при котором дочерние организмы образуются в виде отростков на материнском организме. При почковании новый организм может отделяться от материнского и жить отдельно (например, гидра), а может оставаться прикрепленным к родительскому организму. Последний вид почкования распространен в коралловых колониях.

• Деление - это простейший способ бесполого размножения, при котором материнский организм делится на два или более дочерних организма. Этот способ характерен для многих одноклеточных организмов.

* Хромосомный набор клетки. В клетках большинства организмов хромосомы парные. Парные хромосомы, одинаковые по форме, величине и наследственной информации, называют гомологичными, а двойной, парный набор хромосом -диплоидным (2п). В некоторых клетках и организмах содержится одинарный, гаплоидный набор хромосом (п). В этом случае одинаковых хромосом нет.

Число хромосом для каждого вида организмов постоянно. Так, в клетках человека - 46 хромосом (23 пары), голубя - 80 (40 пар), дождевого червя - 36 (18 пар), в клетках пшеницы - 28 (14 пар). Эти организмы содержат диплоидный набор хромосом. Некоторые организмы, такие как водоросли, мхи, грибы, имеют одинарный, гаплоидный набор хромосом. Гаплоидный набор обозначают буквой п, диплоидный - 2п.

Развитие половых клеток (гаметогенез)

В процессах, обеспечивающих непрерывность и воспроизведение жизни, более важное значение имеет половое размножение, характеризующееся образованием, а потом и слиянием гамет, в результате чего возникают новые организмы с измененными генотипами

Гаметогенез - процесс развития половых клеток, т. е. гамет.

Гаметогенез бывает: диффузным (у губок, кишечнополост­ных), когда гаметы развиваются в любом участке тела; локализованным (у большинства животных), когда гаметы развиваются в половых железах - гонадах (мужские гонады – семенники, женские гонады - яичники). Гонады образуются из первичных половых клеток - гоноцитов.

1. Что такое оплодотворение? Каково его биологическое значение? Какие этапы включает процесс оплодотворения?

Оплодотворение – это процесс слияния половых клеток (гамет), в результате которого формируется зигота. В ядре зиготы все хромосомы становятся парными: в каждой паре гомологичных хромосом одна является отцовской, другая – материнской. Следовательно, оплодотворение приводит к восстановлению диплоидного набора хромосом и объединению в зиготе наследственной информации родительских особей.

Процесс оплодотворения включает несколько этапов:

● Проникновение сперматозоида в яйцеклетку, что вызывает у яйцеклетки отслоение оболочки оплодотворения, препятствующей проникновению других сперматозоидов.

● Слияние гаплоидных ядер обеих гамет с образованием диплоидной зиготы: ядро сперматозоида увеличивается и достигает размеров ядра яйцеклетки, затем ядра сближаются и сливаются, в результате образуется зигота.

● Активация зиготы к дальнейшему развитию.

2. Для каких животных характерно наружное оплодотворение? Внутреннее? В чём заключается преимущество внутреннего оплодотворения перед наружным?

Наружное оплодотворение характерно для большинства организмов, постоянно обитающих (или только размножающихся) в водной среде – костных рыб, амфибий, многих водных беспозвоночных. Внутреннее оплодотворение характерно прежде всего для обитателей суши – многих беспозвоночных (например, круглых червей, пауков, насекомых) и всех наземных позвоночных (рептилий, птиц, млекопитающих). Этот тип оплодотворения наблюдается и у некоторых водных животных, например, у хрящевых рыб и головоногих моллюсков.

При наружном оплодотворении половые клетки выводятся в воду (т.е. во внешнюю среду), где и происходит их слияние. Значительная часть гамет погибает от неблагоприятных условий среды, поэтому животным с наружным типом оплодотворения необходимо продуцировать большое количество половых клеток. Внутреннее оплодотворение происходит в материнском организме, для этого сперматозоиды вводятся в половые пути самки. Вероятность встречи мужских и женских гамет гораздо выше, чем при наружном оплодотворении, поэтому у животных со внутренним оплодотворением формируется меньшее количество половых клеток.

3. Как происходит оплодотворение у цветковых растений? Почему оно называется двойным?

У цветковых растений оплодотворению предшествует опыление – перенос пыльцевых зёрен с тычинок на рыльце пестика. Пыльцевое зерно вскоре начинает прорастать, образуя пыльцевую трубку, которая достигает семязачатка (семяпочки).

Внутри каждого семязачатка содержится зародышевый мешок, содержащий семь клеток – гаплоидную яйцеклетку, диплоидную центральную клетку, а также пять вспомогательных гаплоидных клеток. При входе в зародышевый мешок конец пыльцевой трубки лопается, и из неё изливается внутреннее содержимое с двумя мужскими гаметами – спермиями.

Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой – с центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, почти одновременно осуществляются два слияния половых клеток, из-за чего оплодотворение у цветковых растений называется двойным.

В дальнейшем из зиготы развивается зародыш семени, имеющий диплоидный набор хромосом, а из оплодотворённой центральной клетки – эндосперм, клетки которого имеют триплоидный набор хромосом. В эндосперме откладываются питательные вещества, необходимые зародышу. После оплодотворения каждый семязачаток превращается в семя, а в результате разрастания завязи формируется плод.

Процесс двойного оплодотворения у покрытосеменных растений был открыт русским учёным С. Г. Навашиным в 1898 г. В результате двойного оплодотворения происходит формирование не только зародыша, но и питательной ткани (эндосперма), что ускоряет весь процесс развития семени.

4. Чем диплоидный партеногенез отличается от гаплоидного?

5. В чём заключаются преимущества и недостатки партеногенеза перед обычными формами полового размножения?

Важное преимущество партеногенеза – отсутствие необходимости в поиске партнёра. Это помогает поддерживать численность популяции в условиях, когда затруднена встреча особей разного пола, либо в условиях интенсивного истребления организмов (например, тлей – хищными насекомыми, дафний – рыбами).

У ряда насекомых, например пчёл, способность к размножению как путём гаплоидного партеногенеза, так и с оплодотворением, лежит в основе формирования различных каст организмов. Такой механизм размножения позволяет регулировать численность потомков мужского и женского пола.

Главный недостаток партеногенеза – низкое генетическое разнообразие дочерних особей, что ограничивает возможности их адаптации к условиям окружающей среды.

6. Назовите отличительные особенности, а также преимущества и недостатки бесполого и полового размножения.

Отличительные особенности бесполого размножения:

● Происходит без участия гамет.

● Во всех случаях участвует только один родительский организм.

Отличительные особенности полового размножения:

● Происходит с участием гамет.

● В большинстве случаев участвуют две родительские особи (исключения – самооплодотворение у некоторых гермафродитных видов и партеногенез).

Основные преимущества бесполого размножения:

● Нет необходимости в поиске партнёра, практически любая особь может оставить потомство.

● "Удачные" сочетания генов и признаков передаются следующему поколению. Эта особенность широко используется человеком, например, для получения однородного потомства культурных растений (потомки сохраняют все сортовые качества).

Основное преимущество полового размножения:

● Генетическое разнообразие потомства, что повышает возможность организмов приспосабливаться к меняющимся условиям окружающей среды и имеет первостепенное значение в эволюции живой природы.

Основные недостатки бесполого размножения:

● В большинстве случаев (кроме способа, при котором формированию спор предшествует мейоз) потомство генетически идентично родителю, что снижает адаптивные возможности организмов.

● Все "неудачные" сочетания родительских генов и признаков (в ряде случаев – и вредные мутации) передаются следующему поколению.

Основные недостатки полового размножения:

● Потомство может оставить не каждая особь, необходимы определённые условия для встречи партнеров, образования родительских пар, выведения потомства.

● У отдельных особей могут возникать "неудачные" (неподходящие для данных условий среды) сочетания родительских генов и признаков, проявляться вредные мутации, возникшие в половых клетках родителей (например, синдром Дауна у человека).

7*. Тли производят за лето несколько партеногенетических поколений, состоящих только из бескрылых самок. При перенаселении или других неблагоприятных обстоятельствах самки начинают откладывать яйца, из которых развиваются крылатые особи обоих полов. Какое это имеет биологическое значение?

Появление разнополого потомства обусловливает высокое генетическое разнообразие особей следующего поколения (по сравнению с предшествующими партеногенетическими поколениями), что повышает адаптивные возможности организмов. Наличие крыльев способствует расселению особей в новые местообитания. Всё это увеличивает шансы на выживание.

* Задания, отмеченные звёздочкой, предполагают выдвижение учащимися различных гипотез. Поэтому при выставлении отметки учителю следует ориентироваться не только на ответ, приведённый здесь, а принимать во внимание каждую гипотезу, оценивая биологическое мышление учащихся, логику их рассуждений, оригинальность идей и т. д. После этого целесообразно ознакомить учащихся с приведённым ответом.