Цитогенетические основы размножения. Репродукция клеток

 

 

РЕФЕРАТ

По предмету Биология

На тему:

«Цитогенетические основы размножения.

Репродукция клеток»

 

 

 

 

Выполнил__________________

Проверил:__________________

 

 

 

 

2012 г.

План:

1. Введение
2. Содержание
3. Размножение клетки
4. Бесполое размножение клетки
5. Половое размножение клетки
6. Репродукция клетки
7. Жизненный цикл клетки
8. Способы репродукции
9. Апоптоз
10. Заключение
11. Список использованной литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Результатом закономерных циклов развития элементарные структур разных уровней организации жизни нередко, действительно, бывает увеличение их количества, т.е. размножение в буквальном смысле. Редупликация приводит к увеличению числа молекул ДНК, клеточные циклы — количества клеток, размножение на популяционном уровне — числа особей. Вместе с тем размножение в биологическом понимании — это обязательно воспроизведение в известных пределах колебаний определенной внутренней организации. Принцип воспроизведения «себе подобного» лежит в основе сохранения во времени элементарных структур всех уровней и, следовательно, тех элементарных явлений, которые с ними связаны.

В данном реферате мы рассмотрим более подробно основы размножения и репродукцию клеток.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Размножение клетки

Размножение - способность производить себе подобных особей.

Функции размножение: 1) Продолжение жизни, 2) Преемственность поколений, 3) Сохранение видов.

 Целостный организм состоит из дискретных единиц - клеток. Существование вида поддерживается размножением. Известны две формы размножения: бесполое и половое. При бесполом размножении организм возникает из соматических клеток, и источником изменчивости могут быть случайные мутации. При половом размножении необходимо, как правило, наличие двух особей, и новый организм возникает из специализированных половых клеток или особей, выполняющих эти функции. В основе полового размножения лежит половой процесс - объединение в наследственном материале генетической информации из разных источников - родителей - для развития потомка. Организмам свойственна двойственная наследственность.

Преимущество полового размножения состоит в перекомбинации лучших наследственных признаков обоих родителей, что является источником изменчивости. Потомство более жизнеспособно и приспособлено к условиям существования. Быстрее происходит эволюция.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Бесполое размножение клетки

 

В бесполом размножении принимает участие одна родительская особь. В результате бесполого размножения можно получить большое количество особей, подобных материнской.

Бесполое размножение широко распространено среди растений, простейших и некоторых многоклеточных.

Основные формы бесполого размножения - деление на два, множественное деление - шизогония, почкование, фрагментация, спорообразование, вегетативное размножение у растений.

Деление на две сопровождается митозом (например, амеба, эвглена), в результате образуются две идентичные особи (рис. 1).

Рис. 1. Размножение зеленой эвглены: 1 - деление, 2, 3 - деление в цисте.

 

При множественном делении - шизогонии - ядро исходной клетки несколько раз делится митозом, а затем имеет место деление цитоплазмы. Шизогония встречается у малярийного плазмодия.

     При почковании  новая особь образуется в виде  выроста (почки) на родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм, идентичный родительскому. Почкование характерно для дрожжей (рис.2), кишечнополостных.

 

Рис. 2. Почкование дрожжевых грибов.

 

Спорообразование характерно для водорослей, грибов, папоротников, мхов.

Спора - одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения, - состоит из клетки с ядром и цитоплазмой, покрытой оболочкой. Споры гаплоидны, образуются в результате мейоза в больших количествах. Они способны разноситься на далекие расстояния, имеют приспособления для полета и для защиты от неблагоприятных условий. У одноклеточных и нитчатых водорослей клетки, образующие споры, делятся на 2 и образуют зооспоры - споры, имеющие жгутики. Они способны плавать в воде.

 У мхов и папоротников  спорообразование чередуется с  половым

размножением. Споры образуются в спорангиях. При вегетативном размножении от растения отделяется дифференцированная часть, способная развиться в самостоятельное растение. Вегетативное размножение может быть естественным и искусственным

   Для естественного вегетативного размножения могут служить специальные образования, имеющие запас питательных веществ: клубни (картофель), луковицы (лук, тюльпан), клубнелуковицы (шафран), корневища (осот, ландыш), усы (земляника).

   Для искусственного вегетативного размножения используют части самого растения: черенки (часть стебля), листья (бегония), отводки (ветви пригибают к земле и на них образуются придаточные корни (например, у малины), корневые отпрыски, производят деление кустов, прививки. Прививка состоит в пересадке  одного растения (побега или почки) на нижнюю часть другого побега. Пересаженную часть растения - донора называют привоем, а реципиента - подвоем. Получившееся растение имеет корневую систему подвоя, а побег - привоя.

 Вегетативное размножение  применяют для получения большого  числа однородных особей, для закрепления признаков хорошего сорта.

 Бесполое размножение  может происходить у млекопитающих  и человека. Это полиэмбриония - бесполое размножение зародыша на ранних стадиях эмбриогенеза животных, размножающихся половым путем.

 Это характерно для  броненосцев, у которых на стадии  бластулы происходит разделение на 4-8 зародышей.

 В результате полиэмбрионии  у человека рождаются идентичные  близнецы.

Сущность бесполого размножения: 1) Участвует один родитель, 2) новый организм развивается из соматических клеток, 3) Клетки длятся митозом,

3) наследственный материал  передается через соматические  клетки, 4) дочерние клетки идентичны  по генотипу и фенотипу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Половое размножение клетки

 

При половом размножении в результате оплодотворения две клетки разного пола — гаметы — объединяются в одну клетку, зиготу, из которой затем развивается новая особь.

Поскольку при оплодотворении сливаются и ядра клеток, число хромосом удваивается. Поэтому на каком-то последующем этапе, но не позже образования новых гамет хромосомный набор должен снова уменьшиться наполовину путем мейоза. Таким образом, цикл полового размножения включает чередование диплофазы с двойным и гаплофазы с одиночным набором хромосом, т. е. связан со сменой ядерных фаз.

Половое размножение приводит к образованию новых комбинаций наследственных задатков, полученных от двух родителей, и тем самым к наследственной изменчивости потомства, которая является важным фактором эволюции.

У водорослей и многих грибов одиночные или множественные гаметы образуются в одноклеточных футлярах — гаметангиях. При оогамии в оогониях формируется небольшое число яиц (чаще всего одно яйцо), в спермангиях — множество сперматозоидов. У мхов и папоротников футляры с гаметами многоклеточны: в архегониях содержится по одной яйцеклетке, в антеридиях — по многу сперматозоидов. У семенных растений в цикле смены поколений гаметангии редуцированы

  Гаметы у многоклеточных животных (за исключением губок) образуются в особых органах — гонадах (половых железах): яйца — в яичнике, спермин— в семеннике.

Диплоидные клетки, из которых развиваются гаметы, называют оогониями и сперматогониями. Их быстрая пролиферация путем митоза (фаза размножения) в случае человеческих оогониев заканчивается уже в начале третьего года жизни и дает свыше 400 ООО клеток (ооцитов), большинство из которых, впрочем, опять сливаются. Затем клетки растут (фаза роста), причем так называемые ооциты 1-го порядка достигают значительно больших размеров, чем сперматоциты 1-го порядка.

Затем одно за другим происходят два деления созревания, сначала мейотическое (редукционное), а потом митотическое (эквационное) или в обратном порядке; первый случай называют прередукцией, а второй — постредукцией.

В результате делений созревания образуются четыре гаплоидные клетки. Будущие мужские гаметы (сперматиды) одинаковы по размерам, а у особей женского пола продукты деления созревания неравноценны: ооцит 1-го порядка, отделяя маленькое направительное, или полярное, тельце, превращается в ооцит 2-го порядка, а тот в свою очередь отделяет еще одно полярное тельце и становится крупным, богатым цитоплазмой зрелым яйцом, причем одновременно первое направительное тельце тоже может разделиться (хотя чаще этого не происходит). Образовавшиеся два или три полярных тельца в дальнейшем развитии не участвуют.

После делений созревания яйцо готово к оплодотворению. Сперматиды, напротив, еще должны в процессе спермиогенеза морфологически преобразоваться в подвижные спермии (сперматозоиды).

Процесс оплодотворения состоит в слиянии цитоплазмы гамет (плазмогамия) и происходящем, как правило, сразу же после этого слиянии ядер гамет в диплоидный синкарион (кариогамия или амфимиксис). Особые вещества, выделяемые гаметами (гамоны), привлекают клетку-партнера.

Оплодотворение у растений при изо- и анизогамии происходит в воде (у многих водорослей и грибов), при оогамии это бывает редко (например, у бурой водоросли Fucus). Для оплодотворения сперматозоиды проникают в оогонии или архегонии. У семенных растений, за исключением немногих голосеменных (гинкго, саговники), вместо жгутиковых сперматозоидов формируются голые сперматические клетки, которые прорастают к яйцеклетке, образуя пыльцевую трубку

Для оплодотворения у многоклеточных животных свойственна оогамия. До оплодотворения яйцеклетка неактивна, и лишь внедрение спермия активирует ее (побуждает к развитию). Активация и амфимиксис не связаны жестко между собой: в некоторых случаях после "активации яйцеклетки мужское ядро растворяется (псевдогамия).

Яйцо выделяет гиногамон I, который привлекает и активирует' спермин. Это антагонист андрогамона I, который выделяется спермиями и тормозит движение спермиев своего вида и чужих (предохраняет их от преждевременной растраты энергии).

После внедрения головки и шейки сперматозоида (хвост чаще всего остается приклеенным к оболочке яйца) появляется оболочка оплодотворения, препятствующая внедрению других спермиев. Затем, как правило, оба ядра (мужское перед этим увеличивается в объеме) движутся друг к другу и сливаются. Центриоль, содержащаяся в уже отделившейся шейке, делится на две дочерние центриоли, которые участвуют в начинающемся вскоре делении яйца. Центросома яйцеклетки дегенерирует или остается неактивной.

Партеногенез (девственное размножение)— это развитие организма из неоплодотворенного яйца. При диплоидном партеногенезе (у тлей, дафний, коловраток, одуванчика (Taraxacum), ястребинок (Hieracium)) мейоза не происходит и развитие начинается с диплоидных ооцитов 1-го или 2-го порядка. При гаплоидном партеногенезе развитие начинается с гаплоидной яйцеклетки. Возникающие организмы при этом либо гаплоидны (самцы пчел — трутни), либо вследствие процесса, компенсирующего редукцию числа хромосом, диплоидны; для этого или яйцо сливается с одним из полярных телец (у рачка артемии),  или хромосомы удваиваются без последующего разделения ядра и клетки, или же после первого деления оба ядра снова сливаются.

Сущность полового размножения: 1) участвуют два родителя, 2) в организме родителей образуются половые клетки – гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды), 3) гаметы содержат разнородный материал, 4) новый организм образуется при слиянии яйцеклетки и сперматозоида, 5) дочерние организмы разнообразны по фенотипу и генотипу.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4. Репродукция клетки

Репродукция клеток выполняет следующие важные функции:

1. Размножение организмов, 2) Развитие организма, 3) Рост организма, 4) самообновление организма.

По отношению к делению и по продолжительности существования клеток различают три клеточные популяции: 1) Стабильная (кардиомиоциты, нервные клетки); 2) Растущая (клетки паренхиматозных органов)

3) Обновляющаяся (клетки крови, кожного  эпителия, слизистых оболочек)

1. Стабильная. Клетки – высокодифференцированные: - большая продолжительность жизни; - не способны делиться (нервные клетки, клетки  миокарда)                      

2. Растущая. Клетки – высокодифференцированные: -  большая продолжительность жизни; -  способны  делиться

3. Обновляющаяся. а) высокодифференцированные,                                  б) недифференцированные (эпидермис, эпителий кишки). Характеризуются закономерным обновлением клеток: сколько их гибнет, столько появляется новых за счёт делений и специализации слабодифференцированных стволовых клеток (напр., клетки кишечного эпителия или крови).