Біологічне значення статевого розмноження. У чому полягає біологічне значення безстатевого розмноження рослин? Характерні особливості класу Ссавці

Ключові питання

Які переваги та недоліки несе статеве розмноження окремим особинам та цілим видам тварин?

Яка форма розмноження забезпечує кращу пристосованість до змін довкілля?

Що таке мутація?

Як гомологічні хромосоми вступають у мейоз?

Що таке кон'югація гомологічних хромосом у мейозі та як вона відбувається?

Що таке партеногенез? Як партеногенез здійснюється у популяціях бджіл?

2.1. Значення статевого розмноження полягає в тому, що воно є одним із основних факторів мінливості ознак, деякі з них можуть впливати на виживання організмів.

Переважна більшість організмів, що живуть на Землі - бактерій, рослин і тварин - розмножуються статевим шляхом, хоча деякі з них можуть розмножуватися і безстатевим шляхом. Не відразу можна відповісти, чому це відбувається, адже безстатеве розмноження надзвичайно ефективно.

Чому ж тисячі та тисячі видів організмів обрали більш ризикований спосіб розмноження, пов'язаний з утворенням чоловічих та жіночих статевих клітин та злиттям їх за відповідних умов? Людині, як нікому іншому, повинні бути зрозумілі всі переваги цього способу, головне з яких полягає в тому, що статеве розмноження підвищує виживання видів. У деяких випадках важко зрозуміти біологічну доцільність окремих типів статевого розмноження. Наприклад, коли самка богомола, стимулюючи самця до спарювання, відкушує йому голову. Тим не менш, незважаючи на складний і навіть ризикований характер статевого розмноження, воно є надійним способом, що забезпечує успішний розвиток видів у навколишньому середовищі, що постійно змінюється. Чому? Тому що при статевому розмноженні утворюються мільйони унікальних комбінацій генетичного матеріалу, який отримується від двох неідентичних батьків, і таким чином досягається різноманітність у майбутніх поколіннях. Деякі з комбінацій можуть виявитися якраз необхідними підтримки життєздатності видів у умовах навколишнього середовища. При безстатевому розмноженні організми не мають такої здатності до адаптації. Наприклад, коли вологе середовище, зокрема болото, починає поступово висихати, то види, що населяють це середовище, в кінцевому рахунку гинуть, якщо вижили посухостійкі особини цих видів не розмножаться і не заселять знову цю місцевість.

2.2. Мутації можуть змінювати організми, що розмножуються як статевим, так і безстатевим шляхом

Спадкова зміна в структурі молекули ДНК, наприклад, зміна, викликана опроміненням, називається мутацією. Такі зміни по суті незворотні, і всі клітини чи організми, що виникають із мутантних клітин, будуть нести ці зміни. У організмів, що розмножуються безстатевим шляхом, мутація проявляється у раптовій зміні (корисній або шкідливій для організму), яка передаватиметься наступним поколінням. Добре, якщо ця зміна корисна; якщо ж шкідливо, то потомство мутанта зазвичай гине. Однак організми, що розмножуються статевим шляхом, одержують генетичний матеріал від двох батьків. Тому мутації нейтралізуються "нормальним" генетичним матеріалом партнера. Таким чином, статеве розмноження зрештою забезпечує різноманітність організмів та протидіє виникненню різких змін (мутацій) за короткий проміжок часу.

2.3. Статеве розмноженняпередбачає рекомбінацію хромосомної ДНК

Генетична інформація міститься в скручених волокнистих структурах ядра клітини хромосомами. Багато років тому було помічено, що кількість хромосом у клітинах зазвичай є постійною. Більше того, майже всі клітини в організмі мають однакову кількість хромосом, і це число характеризує всі організми цього виду. Було зазначено, що хромосоми найчастіше представлені парами - дві хромосоми однакового розміру та форми містять подібні гени. Такі хромосоми називаються гомологічними.

Досліджуючи 46 хромосом людини, можна розрізнити кожну пару гомологічних хромосом та позначити їх відповідним номером. Різними методамивстановлено, що з розвитку нового організму до складу будь-якої пари його гомологічних хромосом входять по одній хромосомі від кожного з батьків. Для зручності повний хромосомний набір у клітці називають диплоїдним. Гаплоїдний набір хромосом є половиною цього числа, тобто включає по одній хромосомі з усіх пар. Кожен з батьків вносить при заплідненні гаплоїдний набір хромосом.

2.4. Хромосоми передаються від покоління до покоління в ядрах спеціалізованих статевих клітин, які називаються гаметами.

У простих організмів майже немає статевих відмінностей. Дуже подібні та їх статеві клітини - гамети, які звуться ізогамети, а процес їх злиття - ізогаметне запліднення. Таким способом, наприклад, розмножуються одноклітинні джгутикові водорості Chlamidomonas. Стать партнерів у такому разі позначають не як жіночу та чоловічу, а говорять про схрещуваних типах.

У більш складних організмів, і в людини зокрема, відмінності між статями значні і кожен організм утворює специфічні для своєї статі характерні гамети. У тварин самка утворює макрогамету, нездатну до активного пересування, яку називають яйцеклітиною або яйцем. У самця розвивається маленька рухлива мікрогамета, або сперматозоїд. Макрогамет у вищих рослин також називають яйцеклітиною, а мікрогамети в пилку - це ядра чоловічих подових клітин.

У процесі статевого розмноження відбувається злиття двох гамет, проте число хромосом кожного виду зберігається постійним у всіх поколіннях. Тому, очевидно, має існувати механізм, у результаті дії якого нормальний диплоїдний набір хромосом кожного з батьків зменшується до гаплоїдного набору в гаметах. Такий механізм називають мейозом, і він є частиною гаметогенезу – процесу формування гамет.

У багатоклітинних тварин гамети утворюються в статевих органах. гонадах. Жіночу гонаду називають яєчником чоловічу. насінником. Зазвичай у гонадах здійснюється мейотичне розподіл, що зменшує вдвічі набір хромосом. Тут відбувається диференціювання, у процесі якої формуються специфічні властивості яйцеклітини і сперматозоїда. У яйцеклітинах деяких видів мейотичний поділ відбувається після овуляції, вивільнення статевої клітини з яєчника Якщо яйцеклітині для швидкого розвиткупісля запліднення необхідний великий запас макромолекул, то сперматозоїд повинен мати структури, що забезпечують рухливість (рис. 2-1).

2.5. Мейоз складається з двох послідовних клітинних поділів, що завершуються утворенням гамет, кожна з яких має гаплоїдний набір хромосом.

На перший погляд обидва спеціалізовані клітинні поділки, що відбуваються в мейозі, подібні до мітотичних поділів. Мейоз, так само як і мітоз, включає однакові стадії поділу ядра (профаза, прометафаза, метафаза і т. д.) і цитоплазми (цитокінез).

Проте є кілька основних відмінностей між цими типами клітинного поділу.

1. У першому мейотичному розподілі пари гомологічних хромосом поєднуються і розташовуються в латеральних зонах ядра. Цей процес називають кон'югацією хромосомчи синапсисом (рис. 2-3).

2. Генетичний матеріал реплікується лише один раз протягом двох мейотичних поділів. Під час кон'югації відбувається обмін генетичним матеріалом між гомологічними хромосомами, або кросинговер. На малюнку 2-2 схематично показано, як відбувається кросинговер у мейотичних хромосомах.

Кросинговер - широко поширений і дуже важливий фактор, що їсть сприяє виникненню генетичної мінливості при статевому розмноженні. Мейотичні хромосоми мають специфічну структуру, яка називається кон'югаційним комплексом, який, ймовірно, і здійснює цей процес.

Щоправда, залишається невідомим, як відбувається зближення гомологічних хромосом.

3. У більшості організмів по суті відсутні стадії інтерфази або профази перед другим мейотичним поділом.

При статевому розмноженні кон'югація гомологічних хромосом виконує дві основні функції. Перша функція дозволяє всім статевим клітинам, що утворюються в процесі мейозу, отримати по одній хромосомі з кожної гомологічної пари. Друга функція полягає в тому, що кон'югація забезпечує зменшення числа хромосом точно вдвічі (під час другого мейотичного поділу) шляхом з'єднання гомологічних хромосом у пари, які поводяться як одне ціле. Оскільки кожна з парних гомологічних хромосом була раніше реплікована і тому складається з двох хроматид, ці пари називають хроматидн'ши зошитами, або хромосомними бівалентами. У процесі кон'югації диплоїдний набір реплікованих хромосом стає гаплоїдним набором хромосомних бівалентів або хроматидних зошит.. Під час другого мейотичного поділу ці біваленти розчленовуються на дві частини, утворюючи гамети з гаплоїдним числом хромосом.

Кон'югація гомологічних хромосом відбувається у профазі першого мейотичного поділу. Тетради, що утворюються, переміщаються в екваторіальну площину, прикріплюються до волокон веретена і потім розпадаються кожна на дві діади (хромосоми, що складаються з двох хроматид). Потім відбувається цитокінез та утворюються дві клітини з гаплоїдним числом діад. У другому мейотичному розподілі кожні з цих клітин діляться без реплікації генетичного матеріалу. У другому мейотичному розподілі вони розщеплюються і утворюють монади, таким чином з однієї вихідної клітини утворюються чотири. Кожна несе різні комбінації генетичного матеріалу батьків, що утворилися в результаті кросинговера, а також незалежної розбіжності хромосом у мейозі.

Однак невірно говорити, що у всіх випадках мейозу у тварин із однієї статевої клітини утворюються чотири. Це справедливо тільки для. процесу формування сперматозоїдів, коли одна клітина, яка двічі мейотично ділиться, утворює чотири сперматозоїди

При формуванні яйцеклітин (оогенез) кожна клітина виробляє лише

одну яйцеклітину і два або три маленькі полярні тільця, "тупикові клітини", які не відіграють помітної ролі в подальшому розвитку. В оогенезі формуються не чотири дрібні яйцеклітини, а одна велика з великим запасом речовин, необхідних її розвитку після запліднення. Поживні речовини, які можуть бути поділені між чотирма клітинами, накопичуються в одній яйцеклітині.

2.6. Запліднення - це процес об'єднання чоловічої та жіночої гамет або двох ізогамет

У процесі запліднення ядра двох гамет, кожна з яких містить набір гаплоїдний хромосом, об'єднуються, і тим самим знову відновлюється нормальний диплоїдний хромосомний набір. При заплідненні може використовуватися також інший спосіб обміну генет (чеським матеріалом.

Наприклад, у морських безхребетних, таких, як молюски, морські їжакиі зірки, запліднення є дуже неекономічним процесом.

Кожен дорослий організм витрачає колосальну енергію для формування великої кількості яйцеклітин або сперматозоїдів. Однак лише деякі з них беруть участь у заплідненні.

Це відбувається тому, що яйцеклітини, личинки та молоді особини цих тварин є їжею для інших видів. Тому до дорослого стану розвивається лише один відсоток вихідних яйцеклітин. Хоча такий спосіб вимагає великих витрат енергії, він широко поширений серед різних видів, що доводить його високу ефективність.

У багатьох інших тварин, що особливо мешкають на землі, еволюційно закріпилися методи внутрішнього запліднення, які дозволяють уникнути втрат статевих клітин.

2.7. Партеногенез – це розвиток незапліднених яйцеклітин

Багато організмів, крім розмноження статевим шляхом, можуть утворювати яйцеклітини, що розвиваються без запліднення сперматозоїдами. Цей процес називають партеногенезом.

Колонії бджіл складаються з особин, що розвинулися шляхом статевого розмноження, а також партеногенетичних організмів. І ті й інші походять із яєць, відкладених бджолою-маткою. Бджолина матка схрещується з трутнем лише одного разу, а потім запас сперматозоїдів зберігається в неї протягом усього репродуктивного періоду. З цих запліднених яйцеклітин розвиваються диплоїдні самки – робочі бджоли (і, можливо, майбутні матки). Яйцеклітини, відкладені неошцедотвореними, розвиваються в гаплоїдних трутнях.

Спонтанний партеногенез також характерний для деяких вищих тварин. Відомі різновиди ящірок і риб, які не мають самців. Самки можуть виробляти потомство, попри тривалу ізоляцію з інших тварин. Часто в деяких ліній індичок яйця можуть розвиватись партеногенетичним шляхом. Число організмів, що досягають дорослого стану, невелике, і всі вони представлені самками, які можуть давати потомство. У ряді випадків партеногенетичний розвиток деяких яйцеклітин можна викликати, застосувавши хімічну чи фізіологічну стимуляцію, що вперше зроблено Льобом (I. Loeb) у 1898р.

Розмноження – необхідна властивість життя. Безперервність життя землі, тривалість існування будь-якого виду живих організмів - рослин і тварин - підтримується процесом розмноження. Статеве розмноження - це біологічний процес, спрямований збільшення числа особин і забезпечує продовження існування виду. Дає різке підвищення мінливості. Воно широко поширене у природі. Статевим шляхом розмножуються всі сільськогосподарські тварини. При статевому розмноженні необхідне злиття двох статевих клітин самця та самки – запліднення. Біологічне значенняПроцес запліднення полягає в тому, що при статевому розмноженні новий організм більш пристосований до умов життя, що змінюються, так як в результаті злиття двох статевих клітин виникає організм з подвійною спадковістю - самця і самки, що мають різне походження. При заплідненні відбувається взаємне збагачення гамет і водночас врівноваження обміну речовин, що дає підвищену життєвість новому поколінню.

4. Природне запліднення тварин. Ручне та варкове спаровування

Природне запліднення в статеві - комплекс умовних та безумовних рефлексів забезпечення, виділення сперми з органу самця у статеві органи самки. Для здійснення статевого акту необхідний безпосередній контакт самця та самки. ЕО- ділиться на у домашніх тварин при ЕО з вагінально-матковим типом запліднення у тварин статевий акт невеликий, об'єм еякуляту невеликий, концентрація сперміїв у висока, придаткові статеві залози виробляють невелику кількість спермії, тварини з маточним типом запліднення сперма надходять у матку тривалість статевого акту значна, обсяг еякулату великий, концентрація сперміїв низька. Відбувається при статевому акті, тобто при контакті самки та самця, коли проявляється весь комплекс статевих рефлексів, характерних для спарювання. Основними способами природного запліднення є ручна, варкова, вільна злучки. Ручна случка- спарювання відбувається під наглядом обслуговуючого персоналу. Вона дає можливість підбирати маток та виробника за наміченим планом та у визначені терміни; регулювати статеве навантаження на виробника; попереджати появу статевих заразних хвороб, оскільки самки та самці перед спарюванням оглядаються ветспеціалістом; точно враховувати приплід від батьків. Варкова випадокка полягає в тому, що самку в полюванні і самця ставлять в окреме приміщення (варок, баз, загін, клітина) і залишають на деякий час. Недолік цього способу в тому, що виробник кілька разів запліднює ту самку.

5. Кісячне, вільне та гаремне (класне) спарювання

Вільне парування- Виробник постійно знаходиться в стаді ( специфічний подразникстатевої функції самок). Настання статевого полювання (стадії збудження) прискорюється, протікає яскраво, виключається пропуск статевого полювання, досягається високий відсоток запліднюваності. Недолік: – утруднений облік запліднення; - Не можна вести племінну роботу у великих стадах; – застосовується у м'ясному скотарстві; на дрібних фермах Кісячне парування- Застосовується в табунному конярстві. Жеребця-виробника містять цілодобово разом із кобилами на пасовищі під наглядом табунщика, який реєструє осіменених маток. Класне спаровування – застосовують у вівчарських господарствах. Вівець розбивають на групи (класи) та закріплюють за ними певних баранів. Гаремне парування- До кожного барана прикріплюють певну кількість маток відповідної якості. Баран-виробник пасеться разом із ними і запліднює.

13. Розмноження – основна властивість живого. Безстатеве і статеве розмноження. Форми безстатевого розмноження. Визначення, суть, біологічне значення.

Сп-ть до розмноження невід'ємне св-во живих істот. Існування орг-ма є підготовкою до виконання голої біол-ої задачі - участь у розмноженні.

Під розмноженням (репродукція, самовідтворення) розуміється здатність організмів відтворювати собі подібних.

Біологічна роль розмноження забезпечує зміну поколінь; з його допомогою зберігається в часі біологічні види та життя як таке; підтримується внутрішньовидова мінливість; вирішуються завдання збільшення числа особин.

Розрізняють 2 способи розмноження: безстатеве та статеве.

Безстатеве - початок новому організму дає один батьківський організм, потомство - точна генетична копія батька; статевий процес відсутня, отже відсутня обмін генетичної інформації. Відсутні спеціальні статеві клітини, клітинним матеріалом у розвиток нащадків служать: а) кілька соматичних клітин багатоклітинного батька; б) цілий організм, якщо це найпростіше. Клітинний механізмутворення нащадка – мітоз. З першого кл утворюються ідентичне потомство – клон. Джерело мінливості клону – випадкові мутації. В еволюційному плані таке розмноження збільшує вплив стабілізуючого відбору, сприяє підтримці найбільшої пристосованості до умов середовища, що мало змінюються.

Форми: 1) у одноклітинних еукаріотів: а) бінарне (розподіл на 2); б) шизогонія – одноразове розподіл безліч частин; в) брунькування – нащадок формується на тілі батька, як виріст з наступним відщепленням; г) спорогонія – багаторазове розподіл на безліч елементів. 2) у багатоклітинних: а) вегетативне - частинами тіла або групами соматичних клітин; б) брунькування – утворення нирок; в) спороутворення – утворення суперечок у спеціальних структурах; г) фрагментація – розпад тіла багатоклітинного на частини, що перетворюються на самостійних особин.

14. Статеве розмноження у одноклітинних та багатоклітинних. Статевий процес як механізм обміну спадковою інформацією усередині виду. Морфофізіологічні особливості статевих клітин

В основі статевого розмноження лежить статевий процес, суть якого зводиться до об'єднання у спадковому матеріалі для розвитку нащадка генетичної інформації із двох різних джерел – батьків. Уявлення про статевий процес дає процеси кон'югації інфузорій. Він полягає у тимчасовому поєднанні двох особин з метою обміну (рекомбінації) спадкових матеріалів, у результаті з'являються особини, генетичні відмінні від батьківських орг-ів. Надалі вони здійснюють безстатеве розмноження.

На певному етапі ев-ії у багатокл-их орг-ів статевий процес як спосіб обміну ген-ої інф-ей між особинами в межах виду виявився пов'язаним з розмноженням.

Для здійснення статевого розмноження особи батьків виробляють гамети – клітини, спеціалізовані до забезпечення генеративної функції. Злиття материнської та батьківської гамет призводить до виникнення зиготи - клітини, що представляє собою дочірню особину на ранній стадії розвитку.

Особливості гамет: гаплоїдність; низький рівень обмінних процесів; у мітоз вступає тільки яйцеклітина, у разі запліднення; тільки у яйцеклітини є захисна білкова оболонка; тільки у сперматозоїда є клітинний центр, який передається до яйцеклітини; сперматозоїд рухливий; яйцеклітина дає розвиток (у разі запліднення); сперматозоїд транспортує генетичний матеріал.

18. Розмноження рослин. Значення статевого та безстатевого розмноження. Види статевого процесу.

Розмноження рослин- Сукупність процесів, що призводять до збільшення числа особин деякого виду; у рослин має місце безстатеве, статевеі вегетативне(Безстатеве і статеве розмноження поєднують у поняття генеративне розмноження). Вивчення різноманітних аспектів розмноження є предметом репродуктивної біології

Безстатеве розмноження відрізняється від вегетативного тим, що при вегетативному розмноженні дочірня особина, ідентична генетично материнській ( клон), обов'язково отримує фрагмент материнського організму, оскільки утворюється із нього; при безстатевому розмноженні цього не відбувається.

В основі генеративного розмноження лежить чергування двох ядерних фаз - гаплоїдної та диплоїдної. Це чергування обумовлено двома альтернативними процесами – заплідненням та редукційним поділом (мейозом). У рослин гаплоїдна фаза, що утворює гаплоїдні гамети, називається гаметофітом, а диплоїдна фаза, що формує гаплоїдні суперечки, з яких розвиваються гаметофіти, - спорофітом. Спорофіт і гаметофіт можуть відрізнятися один від одного морфологічно ( гетероморфний життєвий цикл), так і бути однакової будови ( ізоморфний життєвий цикл).

Відмінність статевого розмноження від статевого відтворення у тому, що у першому випадку на гаметофіті формується єдиний зародок спорофита, тоді як у другому - кілька. У більшості рослин відбувається статеве відтворення

Безстатеве розмноженнярослин здійснюється гаплоїдними спорами - апланомейоспорами. Вони формуються у спеціальних органах - спорангіях. У водоростей здебільшого спорангії одноклітинні (тільки у деяких водоростей спорангії багатоклітинні, але не диференційовані на тканини).

У вищих рослин спорангії багатоклітинні, їх клітини диференційовані. Фертильні клітини складають археспорій- спорогенну тканину, зовнішні стерильні клітини складають захисну стінку. З зовнішніх клітин археспорія формується шар, що вистилає - тапетум, який, розпливаючись, утворює периплазмодій. Поживні речовини, що містяться в ньому, витрачаються для утворення спор.

Клітини археспорія, ділячись мітозом, дають початок спороцитам, які, ділячись мейозом, утворюють зошити суперечки.

Спори покриті дво- або тришаровою оболонкою. спородермою. Суперечки легені, багаті на цитоплазму, мають велике ядро, пропластиди; запасні речовини часто представлені жирами.

Зі спір розвиваються гаметофіти (заростки). В разі рівноспоровихрослини всі суперечки мають рівні розміри. Це явище отримало назву ізоспорії. При гетероспоріїутворюються суперечки різного розміру. Більші суперечки (мегаспори) дають початок жіночим гаметофітам, а дрібніші (мікроспори) – чоловічим; такі рослини називаються різноспоровими.

Статевий процесв рослинному світівкрай різноманітний і часто дуже складний, але по суті зводиться до злиття двох статевих клітин (гамет) – чоловічої та жіночої.

Гамети виникають у певних клітинах чи органах рослин. У деяких випадках гамети однакові за розмірами і формою і обидві мають рухливість завдяки наявності джгутиків (ізогамія); іноді вони дещо відрізняються один від одного за розмірами (гетерогамія). Але частіше - за так званої оогамії - розміри гамет різко різні: чоловіча гамета, звана сперматозоїдом, невелика, рухлива, а жіноча - яйцеклітина - нерухома та велика. Процес злиття гамет називається заплідненням. Гамети мають у своєму ядрі по одному набору хромосом, а в клітині, яка називається зиготою, що утворилася після злиття гамет, число хромосом подвоюється. Зигота проростає і дає початок нової особини рослини.

Статевий процес здійснюється у рослин у певний час і на певному етапі його розвитку, протягом якого рослина може розмножуватися також і безстатевим шляхом (з утворенням суперечки), і вегетативно.

Статеве розмноження виникло у рослинному світі у процесі еволюції. У бактерій та синьо-зелених водоростей його ще немає. Більшість водоростей і грибів, і навіть в усіх вищих наземних рослин статевої процес чітко виражений.

Статеве розмноження дуже важливе для організму тим, що завдяки злиттю батьківської та материнської клітин створюється новий організм. Він має більшу мінливість, краще пристосований до умов довкілля.

Найбільш просто процес статевого розмноження можна спостерігати у одноклітинних водоростей, наприклад, у хламідомонад.

Значення безстатевого: перше і головне - швидкість: безстатеве розмноження вимагає істотно менших витрат енергії, отже дає більше можливостей, грубо кажучи, на 1 Дж витраченої енергії. Наслідок цього першого - більше шансів для розселення, але за умови, що генотип рослини, що розмножується безстатевим способом, є досить оптимальним для місцевих умов. І тут нащадки рослини роблять своєрідну експансію. Зрештою, збереження генотипу: статеве розмноження – це стартовий майданчик для можливості видоутворення, а безстатеве – це своєрідна консервація існуючого генотипу.

Значення статевого:При статевому розмноженні порівняно з вегетативним досягається: 1) вищий коефіцієнт розмноження, тобто набагато більше зачатків нових особин; 2) можливість розселення на набагато більш далекі відстані та, отже, заселення більшої території; 3) перенесення насіння до інших умов, що дозволяє виникненню різноманітних змін під впливом нових умов і, отже, дає новий матеріал для природного добору. Ще важливіше, що з вегетативному (чи безстатевому) розмноженні нове рослина успадковує повністю все властивості материнського, зокрема і наступні більшість раніше чи пізніше вікові старечі зміни; крім того, воно не отримує жодних нових властивостей і здатне жити лише в тих же межах зовнішніх умов, що й материнська рослина.

При статевому ж розмноженні відбувається повне оновлення, життя починається у сенсі спочатку, і всі вікові зміни батьків потомству не передаються. Крім того, і це дуже важливо, при статевому розмноженні відбувається поєднання більш менш різних батьківських і материнських спадкових задатків, потомство виходить більш різноманітне, з новими комбінаціями батьківських і материнських властивостей, а іноді і з зовсім новими ознаками. Таке генетично більш різнорідне потомство має ширшою амплітудою пристосовуваності до зовнішнім умовам, окремі представники його можуть вживатися в умовах, де їхні батьки загинули б, а весь вид (комплекс найближчих один до одного форм) буде більш стійким у боротьбі за існування. Такі види, що розмножуються статевим шляхом, і з'явилися переможцями в життєвій боротьбі.

Велике значення статевого розмноження для еволюції у тому, що

Vlad ustelyomov

Статеве розмноження – більш прогресивна форма розмноження, дуже поширене у природі, як серед рослин, і серед тварин. Утворюються в процесі статевого розмноження організми відрізняються один від одного генетично, а також характером пристосованості до умов проживання.

При статевому розмноженні материнським та батьківським організмами виробляються спеціалізовані статеві клітини – гамети. Жіночі нерухомі гамети називаються яйцеклітинами, чоловічі нерухомі сперміями, а рухливі сперматозоїдами. Ці статеві клітини зливаються з утворенням зиготи, тобто відбувається запліднення. Статеві клітини, як правило, мають половинний набір хромосом (гаплоїдний), так що при їх злитті відновлюється подвійний (диплоїдний) набір, із зиготи розвивається нова особина. При статевому розмноженні потомство утворюється при злитті гаплоїдних ядер. Гаплоїдні ядра утворюються в результаті мейотичного поділу.

Мейоз веде до зменшення генетичного матеріалу вдвічі, завдяки чому кількість генетичного матеріалу у особин даного виду у ряді поколінь залишається постійною. Під час мейозу відбувається кілька важливих процесів: випадкове розходження хромосом (незалежне розчленування), обмін генетичним матеріалом між гомологічними хромосомами (кросинговер). Внаслідок цих процесів виникають нові комбінації генів. Оскільки ядро ​​зиготи після запліднення містить генетичний матеріал двох батьківських особин, це підвищує генетичну різноманітність усередині виду. Якщо суть і біологічне значення статевого процесу єдині всім організмів, його форми дуже різноманітні і залежить від рівня еволюційного розвитку, довкілля, життя і деяких інших особливостей.
Статеве розмноження має дуже великі еволюційні переваги порівняно з безстатевим. Сутність статевого розмноження полягає в об'єднанні у спадковому матеріалі нащадка генетичної інформації із двох різних джерел – батьків. Запліднення у тварин може бути зовнішнім чи внутрішнім. При злитті утворюється зигота з подвійним набором хромосом.

У ядрі зиготи всі хромосоми стають парними: у кожній парі одна з батьківських хромосом, інша - материнська. Дочірній організм, який розвинеться з такої зиготи, однаково забезпечений спадковою інформацією обох батьків.

Біологічний зміст статевого розмноження полягає в тому, що організми, що виникають, можуть поєднувати корисні ознаки батька і матері. Такі організми життєздатніші. Статеве розмноження відіграє важливу роль в еволюції організмів.

Яке біологічне значення статевого розмноження?

Алекс

У генетичній рекомбінації. Невірно порушуйте питання, значення статевого процесу. Це джерело комбінативної мінливості для відбору та одночасно механізм звіряння генотипів двох організмів для підтримки генетичної єдності популяції та виду.

Alexander mashtakov

Гадаю, треба звернутися до підручників біології. Сенс статевого розмноження - відновлення робочих генів та блокування зіпсованих мутацією генів. Т. е. існує деякий механізм, який на молекулярному рівні ще здатний "виправити" шкідливу мутацію, корорая при одностатевому розмноженні вимагала б набагато більшого часу на виправлення шляхом Дарвінівського природного відбору. Таким чином, статеве розмноження дозволяє, в першу чергу відсікти випадкові та шкідливі мутації генів, дозволяючи тим не менш вижити носіям цих мутацій.

Міністерство загальної та професійної освіти Свердловської області
ГБОУ СПО СО
«ЕКАТЕРИНБУРГСЬКИЙ КОЛЕДЖ ТРАНСПОРТНОГО БУДІВНИЦТВА»

Реферат
З дисципліни: Біологія
Тема: «Статеве розмноження та його біологічне значення

Спеціальність 270802 «будівництво та експлуатація міських будівель та споруд»

Виконав Урванов Н.М
Студент гр. ПГС-11
Перевірила Сосновських О.М

Зміст 2
Вступ 3
1. Типи розмноження 4
1.1 Безстатеве розмноження 5
1.2 Статеве розмноження 7
2. Індивідуальний розвиток організмів 11
2.1 Ембріональний період розвитку 12
2.2 Постембріональний період розвитку 15
2.3 Загальні закономірності розвитку. Біогенетичний закон 17
3. Біологічне значення статевого розмноження 19
Висновок 21
Список литературы 22
Додатки 23

Вступ
Здатність розмножуватися, тобто. Виробляти нове покоління особин того ж виду, - одна з основних особливостей живих організмів. У процесі розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьківського покоління наступного покоління, що забезпечує відтворення ознак як даного виду, але конкретних батьківських особин. Для виду сенс розмноження полягає у заміщенні тих його представників, які гинуть, що забезпечує безперервність існування виду; крім того, за відповідних умов розмноження дозволяє збільшити загальну чисельність виду.
Кожна нова особина, перш ніж досягти стадії, на якій вона буде здатна до розмноження, має пройти низку стадій зростання та розвитку. Деякі особини гинуть, не досягнувши репродуктивної стадії (або статевої зрілості) внаслідок знищення хижаками, хвороб та різноманітних випадкових подій; тому вид може зберегтися лише за умови, що кожне покоління вироблятиме більше нащадків, ніж було батьківських особин, які брали участь у розмноженні. Чисельність популяцій коливається залежно від балансу між розмноженням та вимиранням особин. Існує ряд різних стратегій розмноження, кожна з яких має певні переваги та недоліки; всі вони будуть описані у цьому рефераті.

Типи розмноження
Відомі різні форми розмноження, але вони можуть бути об'єднані в два типи: статеве і безстатеве.
Статевим розмноженням називають зміну поколінь та розвиток організмів зі спеціалізованих – статевих – клітин, що утворюються у статевих залозах. При цьому новий організм розвивається внаслідок злиття двох статевих клітин, утворених різними батьками. Однак у безхребетних тварин нерідко сперматозоїди та яйцеклітини формуються в тілі одного організму. Таке явище - обох порожнин - називають гермафродитизмом. Квіткові рослини також бувають двостатевими. У більшості видів покритонасінних (квіткових) рослин обох статей включає і тичинки, що утворюють чоловічі статеві клітини - спермін, і маточки, що містять яйцеклітини. Приблизно у четвертій частині видів чоловічі (тичинкові) та жіночі (пестичні) квітки розвиваються незалежно, тобто. у них квітки одностатеві. Прикладом може бути коноплі. У деяких рослин – кукурудзи, берези – і чоловічі та жіночі квітки виникають на одній особині.
У деяких видів тварин та рослин спостерігається розвиток
незаплідненої яйцеклітини. Таке розмноження називають незайманим чи партеногенетичним.
Безстатеве розмноження характеризується тим, що нова особина розвивається з нестатевих, соматичних (тілесних) клітин.

Безстатеве розмноження
При безстатевому розмноженні новий організм може виникнути з однієї клітини або кількох нестатевих (соматичних) клітин материнської особини. У безстатевому розмноженні бере участь лише одна батьківська особина. Оскільки клітини, що дають початок дочірнім організмам, виникають у результаті мітозу, всі нащадки виявляться подібними за спадковими ознаками з материнською особиною.

Рис. 1. Розмноження евгени зеленої

Багато найпростіших (амеби, евглена зелена та ін), одноклітинні водорості (хламідомонада) розмножуються шляхом мітотичного поділу клітини (рис. 1). Іншим одноклітинним – деяким нижчим грибам, водоростям (хлорелла), тваринам, наприклад збуднику малярії – малярійному плазмодію, властиво спороутворення. При цьому клітина розпадається на велику кількість особин, що дорівнює кількості ядер, заздалегідь утворених у батьківській клітині внаслідок багаторазового поділу її ядра. Багатоклітинні організми також здатні до спороутворення: це мохи, вищі гриби, багатоклітинні водорості, папоротеподібні та деякі інші.
Як у одноклітинних, так і у багатоклітинних організмів способом безстатевого розмноженняслужить також брунькування. Наприклад, у дріжджових грибів і деяких інфузорій (смокчучі інфузорії) при брунькаванні на материнській клітці спочатку утворюється невеликий горбок, що містить ядро, - нирка. Вона зростає, досягає розмірів, близьких до розмірів материнського організму, а потім відокремлюється, переходячи до самостійного існування. У багатоклітинних (прісноводна гідра) нирка складається з групи клітин обох шарів стінки тіла. Нирка росте, подовжується, на передньому кінці з'являється ротовий отвір, оточений щупальцями. Ниркування завершується утворенням маленької гідри, яка потім відокремлюється від материнського організму.
У багатоклітинних тварин безстатеве розмноження здійснюється таким же шляхом (медузи, кільчасті черв'яки, плоскі черви, голкошкірі). З кожної такої частини розвивається повноцінна особина.
У рослин поширене вегетативне розмноження, тобто. частинами тіла – живцями, вусами, бульбами. Так, картопля розмножується видозміненими підземними частинами стебла – бульбами. У жасмину, верби легко вкорінюються пагони - живці. За допомогою живців розмножують виноград, смородину, аґрус.
Довгі повзучі стебла суниці – вуса – утворюють нирки, які, укоріняючись, дають початок новій рослині. Небагато рослин, наприклад бегонія, можуть розмножуватися листовими черешками (листова пластинка і черешок). На нижній стороні листка, у місцях розгалуження великих жилок, виникають коріння, на верхній – нирки, а потім пагони.
Для вегетативного розмноження використовують корінь. У садівництві за допомогою живців з бокового коріння розмножують малину, вишню, сливу, троянду. За допомогою кореневих бульб розмножуються жоржини. Видозміна підземної частини стебла – кореневище – також утворює нові рослини. Наприклад, осот за допомогою кореневища може дати понад тисячу нових особин на 1 м2 ґрунту.

Статеве розмноження
Статеве розмноження має дуже великі еволюційні переваги порівняно з безстатевим. Це пов'язано з тим, що генотип нащадків виникає шляхом об'єднання генів, що належать обом батькам. Внаслідок цього підвищуються можливості організмів у пристосуванні до умов навколишнього середовища. Так як нові комбінації здійснюються в кожному поколінні, то пристосованими до нових умов існування може виявитися набагато більше особин, ніж при безстатевому розмноженні. Поява нових комбінацій генів забезпечує більш успішне та швидке пристосування виду до мінливих умов проживання.
Таким чином, сутність статевого розмноження полягає в об'єднанні у спадковому матеріалі нащадка генетичної інформації з двох різних джерел – батьків.
У статевих залозах розвиваються статеві клітини: чоловічі – сперматозоїди, жіночі – яйцеклітини (або яйця). У першому випадку їх розвиток називають сперматогенезом, у другому – овогенезом (від лат. ово – яйце).
У процесі утворення статевих клітин виділяють низку стадій. Перша стадія - період розмноження, у якому первинні статеві клітини діляться шляхом мітозу, у результаті збільшується їх кількість.
Друга стадія – період зростання. У незрілих чоловічих гамет він виражений не різко. Їхні розміри збільшуються незначно. Навпаки, майбутні яйцеклітини – овоцити – збільшуються у розмірах іноді в сотні, а частіше у тисячі і навіть мільйони разів. Зростання овоцитів здійснюється за рахунок речовин, що утворюються іншими клітинами організму. Так, у риб, амфібій і переважно у рептилій та птахів основну масу яйця становить жовток. Він синтезується в печінці, в особливій розчинній формі переноситься кров'ю в яєчник, проникає в овоцити, що ростуть, і відкладається там у вигляді жовткових пластинок. Крім того, у майбутній статевій клітині синтезуються численні білки і велика кількість різноманітних РНК: транспортних, рибосомних та інформаційних. Жовток - сукупність поживних речовин (жирів, білків, вуглеводів, вітамінів та інших.), необхідні харчування зародка, що розвивається, а РНК забезпечує синтез білків на ранній стадії розвитку, коли власна тяжка інформація ще не використовується.
Наступна стадія - період дозрівання, або мейоз, - представлена ​​малюнку 2. Клітини, які у період дозрівання, містить диплоїдний набір хромосом і вже подвоєну кількість ДНК.

Рис. 2. Дозрівання статевих клітин (мейоз)

Сутність мейозу полягає в тому, що кожна клітина статі отримує одинарний, гаплоїдний, набір хромосом. Однак водночас мейоз – це стадія, під час якої створюються нові комбінації генів шляхом поєднання різних материнських та батьківських хромосом, рекомбінування спадкових задатків виникає, крім того, в результаті кросинговеру – обміну ділянками між гомологічними хромосомами у процесі мейозу.
Мейоз включає два послідовні поділки. Як і в мітозі, у кожному мейотичному поділі виділяють чотири стадії: профазу, метафазу, анафазу та телофазу.
Перший (I) мейотичний поділ. Профаза I починається спіралізацією хромосом. Як ви пам'ятаєте, кожна хромосома складається із двох хроматид, з'єднаних в області центроміру. Потім гомологічні хромосоми зближуються, кожна точка кожної хроматиди однієї хромосоми поєднується з відповідною точкою хроматиди іншої гомологічної хромосоми. Цей процес точного та тісного зближення гомологічних хромосом у мейозі називають кон'югацією. Надалі між такими хромосомами може статися кросинговер - обмін однаковими, або гомологічними, тобто які містять одні й самі гени, ділянками. До кінця профази між гомологічними хромосомами виникають сили відштовхування. Спочатку вони проявляються в області центроміру, а потім в інших ділянках.
У метафазі I спіралізація хромосом максимальна. Кон'юговані хромосоми розташовуються за екватором, причому центроміри гомологічних хромосом звернені до різних полюсів клітини. До них прикріплюються нитки веретена поділу.
В анафазі I плечі гомологічних хромосом остаточно поділяються, і хромосоми розходяться до різних полюсів. Отже, з кожної пари гомологічних хромосом до дочірньої клітини потрапляє лише одна. Число хромосом зменшується вдвічі, хромосомний набір стає гаплоїдним. Однак кожна хромосома складається з двох хроматид, тобто, як і раніше, містить подвоєну кількість ДНК.
У телофазі I на нетривалий час утворюється ядерна оболонка. Під час інтерфази між першим та другим поділами мейозу редуплікації ДНК не відбувається. Клітини, що утворилися в результаті першого поділу дозрівання, розрізняються за складом батьківських та материнських хромосом і, отже, набором генів.
Наприклад, усі клітини людини, зокрема первинні статеві клітини, містять 46 хромосом. З них 23 отримані від батька та 23 - від матері. При утворенні статевих клітин після першого мейотичного поділу в сперматоцити та овоцити також потрапляє по 23 хромосоми. Проте внаслідок випадковості розбіжності батьківських і материнських хромосом в анафазі I клітини, що утворюються, отримують найрізноманітніші комбінації батьківських хромосом. Наприклад, в одній з них може виявитися 3 батьківських та 20 материнських хромосом, в іншій – 10 батьківських та 13 материнських, у третій – 20 батьківських та 3 материнських і т. д. Число можливих комбінацій дуже велике. Якщо врахувати ще обмін гомологічними ділянками хромосом у профазі першого поділу мейозу, то цілком очевидно, що кожна статева клітина, що утворюється, генетично унікальна, так як несе свій неповторний набір генів.
Отже, мейоз – основа комбінативної генотипічної мінливості.
Другий (II) мейотичний поділ. Другий поділ мейозу загалом протікає так само, як звичайний мітотичний поділ, з тією різницею, що клітина, що ділиться гаплоїдна. В анафазі II центроміри, що з'єднують сестринські хроматиди в кожній хромосомі, діляться, і хроматиди, як і в мітозі, з цього моменту стають самостійними хромосомами. З завершенням телофази II закінчується і весь процес мейозу: з первинної первинної статевої клітини утворилися чотири гаплоїдні клітини.
У особин чоловічої статі вони перетворюються на гамети - сперматозоїди. У особин жіночої статі внаслідок нерівномірного мейозу лише з однієї клітини виходить життєздатне яйце. Три інші дочірні клітини набагато дрібніші, вони перетворюються на так звані направні, або редукційні, тільця, які незабаром гинуть. Утворення лише однієї яйцеклітини та загибель трьох генетично повноцінних направних тілець з біологічної точки зору обумовлено необхідністю збереження в одній клітці всіх запасних поживних речовин, які знадобляться у розвиток майбутнього зародка.
Період формування полягає у придбанні клітинами певної форми та розмірів, що відповідають їх функції.
Жіночі статеві клітини в процесі дозрівання покриваються оболонками та готові до запліднення безпосередньо після завершення мейозу. У багатьох випадках, наприклад у плазунів, птахів та ссавців, за рахунок діяльності клітин, що оточують яйцеклітину, навколо неї виникає ряд додаткових оболонок. Їх функція полягає в захисті яйцеклітини і зародка, що розвивається, від зовнішніх несприятливих впливів. Сперматозоїди можуть мати різні розміри та форму.
Функція сперматозоїдів полягає у доставці в яйцеклітину генетичної інформації та стимуляції її розвитку. Сформований сперматозоїд містить мітохондрії, апарат Гольджі, що виділяє ферменти, що розчиняють мембрану яйця при заплідненні, тобто при злитті сперматозоїда та яйцеклітини. Виникаюча при цьому диплоїдна клітинаносить назву зиготи.

Індивідуальний розвиток організмів
Індивідуальним розвитком, або онтогенезом, називають весь період життя особини – з моменту злиття сперматозоїда з яйцем та утворення зиготи до загибелі організму. Онтогенез ділиться на два періоди: 1) ембріональний – від утворення зиготи до народження або виходу з яйцевих оболонок; 2) постембріональний – від виходу з яйцевих оболонок або народження до смерті організму.
Наука, що вивчає закономірності індивідуального розвитку організмів на стадії зародка, називається ембріологією (від грец. Ембріон - зародок).

Ембріональний період розвитку
Більшість багатоклітинних тварин, незалежно від складності їх організації, стадії ембріонального розвитку, які проходить зародок, єдині. В ембріональному періоді виділяють три основні етапи: дроблення, гаструляцію та первинний органогенез.
Дроблення. Розвиток організму починається із стадії однієї клітини. Запліднене яйце - це клітина і одночасно вже організм на ранній стадії його розвитку. В результаті багаторазових поділок одноклітинний організм перетворюється на багатоклітинний. Диплоїдне ядро, що виникло при заплідненні шляхом злиття сперматозоїда і яйцеклітини, через кілька хвилин починає ділитися, разом з ним ділиться і цитоплазма. Клітини, що утворюються, з кожним розподілом зменшуються в розмірах, тому процес поділу носить назву дроблення. У період дроблення накопичується клітинний матеріал подальшого розвитку. Завершується дроблення утворенням багатоклітинного зародка – бластули. Бластула має порожнину, наповнену рідиною, так звану первинну порожнину тіла.
У тих випадках, коли в цитоплазмі яйцеклітини жовтка мало (як у ланцетника) або відносно небагато (як у жаби), дроблення буває повним, тобто яйцеклітина ділиться цілком.
Інакше протікає період дроблення у птахів. Вільна від жовтка цитоплазма становить лише 1% загального обсягу яйцеклітини курки; вся решта цитоплазми яйцеклітини, а отже і зигота, заповнена масивом жовтка. Якщо придивитися до курячого яйця, на одному з його полюсів безпосередньо на жовтку можна побачити маленьку цятку - бластулу, або зародковий диск, що утворився в результаті дроблення вільної від жовтка ділянки цитоплазми, що містить ядро. У разі дроблення називають неповним. Неповне дроблення властиве і деяким рибам та рептиліям.
У всіх випадках - і в ланцетника, і в амфібій, і у птахів, а також в інших тварин - загальний обсяг клітин на стадії бластули не перевищує обсягу зиготи. Іншими словами, мітотичний поділ зиготи не супроводжується зростанням дочірніх клітин, що утворилися, до обсягу материнської, і розміри їх в результаті ряду послідовних поділів прогресивно зменшуються. Ця особливість мітотичного поділу клітин у ході дроблення спостерігається при розвитку запліднених яєць у всіх тварин.
Деякі інші риси дроблення також притаманні різним видам тварин. Наприклад, всі клітини в бластулі мають диплоїдний набір хромосом, однакові за будовою і відрізняються один від одного головним чином кількістю жовтка, що міститься в них. Такі клітини, позбавлені ознак спеціалізації до виконання певних функцій, називають неспеціалізованими (чи недиференційованими) клітинами. Інша особливість дроблення – надзвичайно короткий мітотичний цикл бластомерів у порівнянні з клітинами дорослого організму. Під час дуже короткої інтерфази відбувається лише подвоєння ДНК.
Гаструляція. Бластула, як правило, що складається з великої кількості бластомерів (наприклад, у ланцетника з 3000 клітин), у процесі розвитку переходить у нову стадію, яку називають гаструлою (від грец. Гастер - шлунок). Зародок на цій стадії складається з чітко помітних пластів клітин - так званих зародкових листків: зовнішнього, або ектодерми (від грец. ектос - зовні), і внутрішнього, або ентодерми (від грец. ентос - що знаходиться всередині). Сукупність процесів, що призводять до утворення гаструли називають гаструляцією.
У ланцетника гаструляція здійснюється шляхом вп'ячування одного з полюсів бластули всередину, до іншого, в інших тварин - або шляхом розшарування стінки бластули, або шляхом обростання масивного вегетативного полюса дрібними клітинами анімального полюса.
У багатоклітинних тварин, крім кишковопорожнинних, паралельно з гаструляцією або, як у ланцетника, слідом за нею виникає і третій зародковий листок - мезодерма (від грец. Мезос - що знаходиться посередині), яка являє собою сукупність клітинних елементів, розташованих між екто- і ент первинної порожнини тіла – бластоцелі. З появою мезодерми зародок стає тришаровим.
Таким чином, сутність процесу гаструляції полягає в переміщенні клітинних мас. Клітини зародка практично діляться і ростуть. Однак на цій стадії починається використання генетичної інформації клітин зародка, з'являються перші ознаки диференціювання.
Диференціювання, або диференціювання, - це процес її виникнення та наростання структурних та функціональних відмінностей між окремими клітинами та частинами зародка. З морфологічної погляду диференціювання виявляється у цьому, що утворюються кілька сотень типів клітин специфічного будови, відмінних друг від друга. З неспеціалізованих клітин бластули поступово виникають клітини епітелію шкіри, епітелію кишечника, легень, з'являються нервові, м'язові клітини тощо. З біохімічної погляду спеціалізація клітин полягає у здатності синтезувати певні білки, властиві лише даному типу клітин. Лімфоцити синтезують захисні білки – антитіла, м'язові клітини – скорочувальний білок міозин. Кожен тип клітин утворює «свої», властиві лише білки. Біохімічна спеціалізація клітин забезпечується вибірковою - диференціальною активністю генів, т. е. у клітинах різних зародкових листків - зачатків певних органів прокуратури та систем - починають функціонувати різні групи генів.
У різних видівтварин одні й самі зародкові листки дають початок одним і тим самим органам і тканинам. Це означає, що вони гомологічні. Так, з клітин зовнішнього зародкового листка – ектодерми – у членистоногих, хордових, у тому числі у риб, амфібій, рептилій, птахів та ссавців, формуються шкірні покриви та їх похідні, а також нервова системата органи почуттів. Гомологія зародкових листків переважної більшості тварин - один із доказів єдності тваринного світу.
органогенез. Після завершення гаструляції у зародка утворюється комплекс осьових органів: нервова трубка, хорда, кишкова трубка. У ланцетника осьові органи формуються наступним чином: ектодерма на спинній стороні зародка прогинається по середній лінії, перетворюючись на жолобок, а ектодерма, розташована праворуч і зліва від нього, починає наростати на його краї. Жолобок – зачаток нервової системи – занурюється під ектодерму, і краї його стуляються. Утворюється нервова трубка. Вся решта ектодерма - зачаток шкірного епітелію.
Спинна частина ентодерми, що розташовується безпосередньо під нервовим зачатком, відокремлюється від решти ентодерми і згортається в щільний тяж - хорду. З решти ентодерми розвиваються мезодерма і епітелій кишечника. Подальше диференціювання клітин зародка призводить до виникнення численних похідних зародкових листків - органів та тканин. У процесі спеціалізації клітин, що входять до складу зародкових листків, з ектодерма утворюються нервова система, органи почуттів, епітелій шкіри, емаль зубів; з ентодерми – епітелій кишки, травні залози – печінка та підшлункова залоза, епітелій зябер та легень; з мезодерми - м'язова тканина, сполучна тканина, у тому числі пухка сполучна тканина, хрящова та кісткова тканини, кров та лімфа, а також кровоносна система, нирки, статеві залози.

Загальні закономірності розвитку. Біогенетичний закон
Усі багатоклітинні організми розвиваються із заплідненого яйця. Розвиток зародків у тварин, що належать до одного типу, багато в чому схоже. У всіх хордових тварин в ембріональному періоді закладається осьовий скелет - хорда, виникає нервова трубка, у передньому відділі глотки утворюються зяброві щілини. План будови хордових тварин також однаковий. На ранніх стадіях розвитку зародки хребетних дуже схожі (рис. 3). Ці факти підтверджують справедливість сформульованого К. Бером закону зародкової подібності: «Ембріони виявляють, вже починаючи з ранніх стадій, відома загальна подібність у межах типу». Подібність зародків різних систематичних груп свідчить про спільність їх походження. Надалі у будові зародків виявляються ознаки класу, роду, виду і, нарешті, ознаки, притаманні даної особини. Розбіжність ознак зародків у розвитку називається ембріональної дивергенцією і відбиває еволюцію тієї чи іншої систематичної групи тварин, історію розвитку цього виду.

Рис. 3. Зародкова подібність у хребетних: 1 – однопрохідні (єхідна), 2 – сумчасті (кенгуру), 3 – парнокопитні (олень), 4 – хижі (кішка), 5 – примати (мавпа), 6 – людина
Велика схожість зародків на ранніх стадіях розвитку та
явище відмінностей більш пізніх стадіях мають пояснення.
Організм схильний до мінливості протягом усього розвитку.
Мутаційний процес зачіпає гени, що зумовлюють особливості будови та обміну речовин у наймолодших ембріонів. Але структури, що виникають у них (давні ознаки, властиві далеким предкам) відіграють дуже важливу роль у процесах подальшого розвитку. Як зазначалося, зачаток хорди індукує утворення нервової трубки, яке втрата призводить до припинення розвитку. Тому зміни на ранніх стадіях зазвичай призводять до недорозвинення та загибелі особини. Навпаки, зміни на пізніх стадіях, торкаючись менш значних ознак, можуть бути сприятливими для організму і в таких випадках підхоплюються природним відбором.
Поява в ембріональному періоді розвитку сучасних тварин ознак, властивих їх далеким предкам, відбиває еволюційні перетворення на будову органів.
У своєму розвитку організм проходить одноклітинну стадію (стадія зиготи), що може
і т.д.................

Статеве розмноження

Статеве розмноження здійснюється за участю двох батьківських особин (чоловічої та жіночої), у яких у особливих органах утворюються спеціалізовані клітини. гамети. Процес формування гамет називається гаметогенез, основним етапом гаметогенезу є мейоз. Дочірнє покоління розвивається з зиготи- Клітини, що утворилася в результаті злиття чоловічої та жіночої гамет. Процес злиття чоловічої та жіночої гамет називається заплідненням. Обов'язковим наслідком статевого розмноження є перекомбінація генетичного матеріалу дочірнього покоління.

Залежно від особливостей будови гамет, можна виділити такі форми статевого розмноження: ізогамію, гетерогамію та овогамію.

Ізогамія(1) - форма статевого розмноження, при якій гамети (умовно жіночі та умовно чоловічі) є рухливими і мають однакові морфологію та розміри.

Гетерогамія(2) - форма статевого розмноження, при якій жіночі та чоловічі гамети є рухливими, але жіночі - більші за чоловічі і менш рухливі.

Овогамія(3) - форма статевого розмноження, при якій жіночі гамети нерухомі і більші, ніж чоловічі гамети. У цьому випадку жіночі гамети називаються яйцеклітинами, чоловічі гамети, якщо мають джгутики, - сперматозоїдами, якщо не мають, - сперміями.

Овогамія й у більшості видів тварин і рослин. Ізогамія та гетерогамія зустрічаються у деяких примітивних організмів (водорості). Крім перерахованих вище, у деяких водоростей і грибів є форми розмноження, при яких статеві клітини не утворюються: хологамія і кон'югація. При хологаміївідбувається злиття одне з одним одноклітинних гаплоїдних організмів, які у разі виступають у ролі гамет. Диплоїдна зигота, що утворилася, потім ділиться мейозом з утворенням чотирьох гаплоїдних організмів. При кон'югації(4) відбувається злиття вмісту окремих гаплоїдних клітин ниткоподібних таломів. По каналах, що спеціально утворюються, вміст однієї клітини перетікає в іншу, утворюється диплоїдна зигота, яка зазвичай після періоду спокою також ділиться мейозом.

У еукаріотів статевий процес пов'язаний з утворенням статевих клітин. ГАМЕТ. Чоловічими гаметами є сперматозоїди, жіночими – яйцеклітини. Новий організм виникає в результаті запліднення, ЗЛИТТЯ ЯДЕР ЯЙЦЕКЛІТКИІ СПЕРМАТОЗОЇДА. Утворюється ЗИГОТА.

Очевидно, що гамети повинні мати вдвічі менше хромосом, ніж соматичні клітини, оскільки інакше число хромосом у кожному наступному поколінні мало б подвоюватися. Цього не відбувається завдяки особливому типу клітинного поділу МЕЙОЗУ.

При статевому розмноженні у популяції створюється вища генетична мінливість. В результаті цілого ряду процесів, гени, носіями яких спочатку були батьки, опиняються у новій комбінації у нащадках. Саме завдяки рекомбінації всередині посліду виявляються численні генетичні відмінності, що підвищує адаптаційний потенціал популяції та виду загалом.

Біологічне значення статевого розмноження:

1. збільшення числа особин (самовостворення); особини при цьому мають перекомбіновані спадкові властивості та ознаки двох батьків і тому надзвичайно різноманітні

2. забезпечення біологічного розмаїття, спадкової мінливості особин одного виду, що дає матеріал для природного відбору, прогресивної еволюції, адаптації генезу)

· Складається з чотирьох основних процесів:

1. гаметогенез - Утворення статевих клітин (гамет)

2. запліднення (статевий процес) - злиття гамет та їх ядер та утворення зиготи

3. ембріогенез (Дроблення зиготи, формування та розвиток зародка)

4. постембріогенез (Зростання та розвиток організму в післязародковий період)

Статеві клітини (гамети )

Гамети - це спеціалізовані до виконання репродуктивної функції статеві клітини, при злитті яких утворюється зигота, з якої розвивається нова особина(Жіночі статеві клітини називають яйцеклітинами чоловічі - сперматозоїдами, сперматозонами, сперміями)

· Гамети - високодиференційовані клітини, що відрізняються наступними ознаками:

1. мають гаплоїдний набір хромосом у ядрах, що забезпечує відновлення в зиготі типового для даного виду диплоїдного набору хромосом

2. низький рівень обмінних процесів, близький до стану анабіозу

3. змінені ядерно-плазматичні відносини(відносини обсягу ядра до цитоплазми)

4. не здатні до мітотичного поділу

· У більшості організмів статеві клітини поділяються на материнські (яйцеклітини) та батьківські (сперматозоїди), які відрізняються рядом структурних та функціональних ознак ( статевий диморфізм)

v У однодомних рослин та гермафродитних тварин яйцеклітини та сперматозоїди розвиваються в одному організмі

Статеве розмноження та його біологічний сенс

Розмноження – найважливіша властивість всього живого. Вигляд, що розмножується лише безстатевим шляхом, може процвітати достатньо тривалий часякщо він мешкає в відносно постійних умовах. При виникненні серед його існування змін, які викликають загибель окремих особин, цілком імовірно, що загинуть всі особини, оскільки вони дуже подібні генетично.

Статеве розмноження – більш прогресивна форма розмноження, дуже поширене у природі, як серед рослин, і серед тварин. Утворюються в процесі статевого розмноження організми відрізняються один від одного генетично, а також характером пристосованості до умов проживання.

При статевому розмноженні материнським та батьківським організмами виробляються спеціалізовані статеві клітини – гамети. Жіночі нерухомі гамети називаються яйцеклітинами, чоловічі нерухомі сперміями, а рухливі сперматозоїдами. Ці статеві клітини зливаються із заснуванням зиготи, тобто. відбувається запліднення. Статеві клітини, як правило, мають половинний набір хромосом (гаплоїдний), так що при їх злитті відновлюється подвійний (диплоїдний) набір, із зиготи розвивається нова особина. При статевому розмноженні потомство утворюється при злитті гаплоїдних ядер. Гаплоїдні ядра утворюються в результаті мейотичного поділу.

Мейоз веде до зменшення генетичного матеріалу вдвічі, завдяки чому кількість генетичного матеріалу у особин даного виду у ряді поколінь залишається постійною. Під час мейозу відбувається кілька важливих процесів: випадкове розходження хромосом (незалежне розчленування), обмін генетичним матеріалом між гомологічними хромосомами (кросинговер). Внаслідок цих процесів виникають нові комбінації генів. Оскільки ядро ​​зиготи після запліднення містить генетичний матеріал двох батьківських особин, це підвищує генетичну різноманітність усередині виду. Якщо суть і біологічне значення статевого процесу єдині всім організмів, його форми дуже різноманітні і залежить від рівня еволюційного розвитку, довкілля, життя і деяких інших особливостей.

Статеве розмноження є у всіх груп рослин. Мохи ростуть дернинами. Чоловічі та жіночі рослини виявляються поруч. Дощова вода допомагає сперматозоїдам потрапити на верхівки жіночих рослин, де вони зливаються з яйцеклітинами, утворюється зигота, з якої розвивається коробочка, що сидить на довгій ніжці, зі спорами. У папороті статеві клітини розвиваються на заростку, що утворився в результаті проростання суперечки. На нижній стороні заростка жіночі органи – архегонії, чоловічі – антеридії. У вологому середовищі статеві клітини зливаються, зигота дає початок зародку, з якого виростає молода папороть. У квіткових рослин найскладніше статеве розмноження – подвійне запліднення. Пилок (чоловічі статеві клітини) потрапляє на рильце маточка (жіночий статевий орган) і проростає. По пилковій трубці спермії рухаються до сім'язачатку. Спермії проникають у зародковий мішок. Один зливається з яйцеклітиною і дає початок ембріону, другий спермій зливається з центральною клітиною і дає початок ендосперму - запасу поживних речовин.

Статеве розмноження має дуже великі еволюційні переваги порівняно з безстатевим. Сутність статевого розмноження полягає в об'єднанні у спадковому матеріалі нащадка генетичної інформації із двох різних джерел – батьків. Запліднення у тварин може бути зовнішнім чи внутрішнім. При злитті утворюється зигота з подвійним набором хромосом.

У ядрі зиготи всі хромосоми стають парними: у кожній парі одна з батьківських хромосом, інша - материнська. Дочірній організм, який розвинеться з такої зиготи, однаково забезпечений спадковою інформацією обох батьків.

Біологічний зміст статевого розмноження полягає в тому, що організми, що виникають, можуть поєднувати корисні ознаки батька і матері. Такі організми життєздатніші. Статеве розмноження відіграє важливу роль в еволюції організмів.

Статеве розмноження здійснюється за участю двох батьківських особин (чоловічої та жіночої), у яких у особливих органах утворюються спеціалізовані клітини. гамети. Процес формування гамет називається гаметогенез, основним етапом гаметогенезу є мейоз. Дочірнє покоління розвивається з зиготи- Клітини, що утворилася в результаті злиття чоловічої та жіночої гамет. Процес злиття чоловічої та жіночої гамет називається заплідненням. Обов'язковим наслідком статевого розмноження є перекомбінація генетичного матеріалу дочірнього покоління.

Форми статевого розмноження у одноклітинних та багатоклітинних організмів (кон'югація,

копуляція).

Залежно від особливостей будови гамет, можна виділити такі форми статевого розмноження: ізогамію, гетерогамію та овогамію.

Ізогамія(1) - форма статевого розмноження, при якій гамети (умовно жіночі та умовно чоловічі) є рухливими і мають однакові морфологію та розміри.

Гетерогамія(2) - форма статевого розмноження, при якій жіночі та чоловічі гамети є рухливими, але жіночі - більші за чоловічі і менш рухливі.

Овогамія(3) - форма статевого розмноження, при якій жіночі гамети нерухомі і більші, ніж чоловічі гамети. У цьому випадку жіночі гамети називаються яйцеклітинами, чоловічі гамети, якщо мають джгутики, - сперматозоїдами, якщо не мають, - сперміями.

Овогамія й у більшості видів тварин і рослин. Ізогамія та гетерогамія зустрічаються у деяких примітивних організмів (водорості). Крім перерахованих вище, у деяких водоростей і грибів є форми розмноження, при яких статеві клітини не утворюються: хологамія і кон'югація. При хологаміївідбувається злиття одне з одним одноклітинних гаплоїдних організмів, які у разі виступають у ролі гамет. Диплоїдна зигота, що утворилася, потім ділиться мейозом з утворенням чотирьох гаплоїдних організмів. При кон'югації(4) відбувається злиття вмісту окремих гаплоїдних клітин ниткоподібних таломів. По каналах, що спеціально утворюються, вміст однієї клітини перетікає в іншу, утворюється диплоїдна зигота, яка зазвичай після періоду спокою також ділиться мейозом.

У еукаріотів статевий процес пов'язаний з утворенням статевих клітин. ГАМЕТ. Чоловічими гаметами є сперматозоїди, жіночими – яйцеклітини. Новий організм виникає в результаті запліднення, ЗЛИТТЯ ЯДЕР ЯЙЦЕКЛІТКИІ СПЕРМАТОЗОЇДА. Утворюється ЗИГОТА.

Очевидно, що гамети повинні мати вдвічі менше хромосом, ніж соматичні клітини, тому що в іншому випадку число хромосом у кожному наступному поколінні мало б подвоюватися. Цього не відбувається завдяки особливому типу клітинного поділу МЕЙОЗУ.

Біологічне значення статевого розмноження

При статевому розмноженні у популяції створюється вища генетична мінливість. В результаті цілого ряду процесів, гени, носіями яких спочатку були батьки, опиняються у новій комбінації у нащадках. Саме завдяки рекомбінації всередині посліду виявляються численні генетичні відмінності, що підвищує адаптаційний потенціал популяції та виду загалом.