Размножение. Формы размножения, их цитологические основы. Биологическое преимущество полового размножения, его эволюция. Половой диморфизм, его аспекты и биологическое значение.

Размножение- уникальное свойство воспроизводить себе подобных. 

· БЕСПОЛОЕ: участвует 1 особь, либо группа клеток 1 организма; основа- митоз; генетически однородное потомство. Роль- усиливает роль стабилизирующего отбора , способствует сохранению признаков, обуславливающих приспособление организма к условиям обитания . СПОСРОБЫ: деление на двое (простейшие), шизогония – множественное деление ( споровик), почкование (дрожжи, гидра), спорообразование (споровики), фрагментация – частями материнского организма , регенерация (плоские черви), вегетативное .

· ПОЛОВОЕ , участвуют 2 особи, основа – мейоз, генотипически разнообразное потомство, роль: появление генотипически разнообразного потомства, что является источником комбинированной изменчивости. В основе лежит половой процесс , кот заключается в обмене ген информацией между особями, у высших организмов половой процесс связан с образование гамет. СПОСОБЫ: изогония - гаметы одинаковы по строению и подвижны (водоросли), гетерогамия – отличаются по строению и подвижны (зеленые водоросли), оогамия – различаются по строению.

 Биологическое преимущество полового размножения состоит в том, что при этом происходит перекомбинация лучших наследственных признаков обоих родителей. при половом размножении эволюция протекает значительно быстрее и эффективнее , чем при бесполом. Главные преимущества полового размножения принято связывать с обеспечением ген. разнообразия подавлением вредных мутаций . В процессе эволюции, размножающиеся половым путем организмы приобрели признаки полового диморфизма , это :

1. Морфологический ( структура волос, тип телосложения)

2. Физиологический(строение гортани,трубчатых костей)

3. Поведенческий (борьба за самок)

4. Гормональный(Ж-эстрогены,М-тестестерон)

5. Генетический(кариотип)

Билет № 41.

Гаметогенез, его характеристика. Отличия овогенеза и сперматогенеза.

ГАМЕТОГЕНЕЗ-процесс формирования и развития половых клеток

Проходит в половых железах. У большинства женщин активность половых желез подвержена сезонным изменениям,а процесс размножения зависит от длительности светового периода.

Предшественниками гамет служат клетки зачаткового эпителия половых желез-гонии

Половая дифф-ка клеток человека начинается у эмбриона на 5 неделе и заключается в миграции клеток из зародышевого мешка в ____

Процесс образования женских гамет происходит в яичниках,мужских-в извитых семенных канальцах яичка.

РАЗМНОЖЕНИЕ

Клетки оогонии делятся митозом и в оогенезе образуются оогонии , а в сперматогенезе-сперматогонии

Обр-е оогоний происходит только в период эмбриогенеза,сперматогенез начинается с момента полового созревания и до старости

РОСТ:интерфаза I первого мейотического деления – ооциты и сперматоциты первого порядка в эмбриогенезе.

Билет 42.

Мейоз – цитогенетическая основа гаметогенеза, его характеристика (механизмы редукции хромосом и комбинативной изменчивости), биологическое значение. Возможные нарушения мейоза, из влияние на качество потомства.

Центральным событием гаметогенеза является мейоз. Он приводит к образованию гаплоидных клеток.При последующем оплодотворении гаметы формируют организм нового поколения с диплоидным кариотипом (nc+ nc= 2n2c). В этом заключается важнейшее биологическое значение мейоза.

Мейоз состоит из двух быстро сменяющих друг друга делений, происходящих в период созревания. Удвоение ДНК для этих делений осуществляется однократно в периоде роста. Второе деление следует за первым практически сразу так,что наследственный материал не синтезируется в промежутке между ними.

Первое мейотическое деление называеют редукционным,так как оно приводит к формированию из диплоидных клеток( 2n2c) гаплоидных(1n2c). Такой результат обеспечивается благодаря особенностямпрофазы первого деления мейоза. В профазе 1 мейоза наблюдается спирализация хромосом. Гомологичные хромосомы конъюгируют друг с другом ,то есть тесно сближаются соответствующими участками. В результате образуются хромосомные пары биваленты(содержит 4 хроматиды). Формула генетического материала в профазе 1 остается 2n4c. К концу профазы хромосомы в бивалентах,сильно спирализуясь, укорачиваются. Начинает формироваться веретено деления. Выделяют несколько стадий в профазе 1 мейоза. 1. Лептотена. Начинается спирализация хромосом,они становятся видимыми как длинные тонкие нити 2. Зиготена характеризуется началом конъюгации,которые объединяются в бивалент. 3. Пахитена начинается кроссинговер- перекрест с обменом соответствующими участками. 4. Диплотена характеризуется возникновением сил отталкивания между гомологичными хромосомами,которые начинают отдаляться друг от друга в области центромер,но остаются связанными хиазмами. Диакинез- завершающая стадия профазы 1 мейоза, в которой гомологичные хромосомы удерживаются вместе лишь в отдельных точках хиазмами,приобретая различную форму. В метафазе 1 мейоза завершается формирование веретена деления. Его нити прикреаляются к центромерам хромосом,объединенных в биваленты, таким образом,что нити устанавливают биваленты в плоскости экватора веретена деления. В анафазе 1 мейоза ослабляются связи между гоиологичными хромосомами в бивалентах и они отходят друг от друга,направляясь к разным полюсам веретена деления. В результате к каждому полюсу отходит гаплоидный набор хромосом,состоящий из двух хроматид. В телофазе 1 мейоза у полюсов веретена собирается гаплоидный набор хромосом( 1n2c).

Второе мейотическое деление(эквационное) приводит к формированию клеток,в которых содержание генетического материала в хромосомах будет соответствовать их однонитчатой структуре( 1n1c). Это деление протекает, как митоз,только клетки,вступающие в него, несут гаплоидный набор хромосом.

Одна из главных задач мейоза- создание клеток с гаплоидным набором хромосом-достигается благодаря однократной редупликации ДНК для двух последующих делений мейоза ,а также благодаря образованию в начале первого деления пар гомологичных хромосом и дальнейшего их расхождения в дочерние клетки.

Процессы,протекающие в редукционном делении, обеспечивают генетическое разнообразие гамет. К таким процессам относят кроссинговер,расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы и независимое поведение бивалентов в первом мейотическом делении. Кроссинговер обеспечивает перекомбинацию отцовских и материнских аллелей в группах сцепления . ввиду того что перекрест хромосом может происходить в разных участках, кроссинговер в каждом отдельном случае приводит к обмену разным по количеству генетическим материалом . необходимо отметить возможность возникновения нескольких перекрестов между двумя хроматидами и участия в обмене более чем двух хроматид бивалента. Отмеченные особенности кроссинговера делают этот процесс эффективным механизмом перекомбинации аллелей. Расхождение гомологичных хромосом в разные гаметы в случае гетерозиготности приводит к образованию гамет,различающихся по аллелям отдельных генов.

Значение:

У организмов, размножающихся половым путем, предотвращается удвоение числа хромосом в каждом поколении, так как при образовании половых клеток мейозом происходит редукция числа хромосом.

Мейоз создает возможность для возникновения новых комбинаций генов (комбинативная изменчивость), так как происходит образование генетически различных гамет.

Редукция числа хромосом приводит к образованию «чистых гамет», несущих только один аллель соответствующего локуса.

Расположение бивалентов экваториальной пластинки веретена деления в метафазе 1 и хромосом в метафазе 2 определяется случайным образом. Последующее расхождение хромосом в анафазе приводит к образованию новых комбинаций аллелей в гаметах. Независимое расхождение хромосом лежит в основе третьего закона Менделя.

В отдельных случаях вследствие нарушения процесса мейоза, при нерасхождении гомологичных хромосом, половые клетки могут не иметь гомологичной хромосомы или, наоборот, иметь обе гомологичные хромосомы. Это приводит к тяжелым нарушениям в развитии организма или к его гибели.

Билет 43.