Слайд 1РАЗМНОЖЕНИЕ
Митоз и Мейоз
Наглядное электронное пособие по биологии для 9, 10
классов
Авторы: Белоусов Д.Л., Приймак Т.В.
МОУ «Лицей №13»
Слайд 2Содержание
Виды размножения………………………3
Митоз……………………………………….5
Амитоз……………………………………..16
Половое размножение………………….18
Мейоз………………………………………20
Гаметогенез………………………………26
Виды и строение гамет…………………28
Чередование поколений……………….29
Партеногенез…………………………….31
Слайд 3 Размножение – воспроизведение себе подобных, обеспечивающее непрерывность
и преемственность жизни.
Это одно
из важнейших свойств живых организмов.
Благодаря размножению происходит:
1. Передача наследственной информации.
2. Сохраняется преемственность поколений.
3. Поддерживается длительность существования вида.
4. Увеличивается численность вида и расширяется территория (ареал) проживания.
В основе размножения лежит клеточное деление, обеспечивающее увеличение количества клеток и рост многоклеточного организма.
Слайд 5Бесполое размножение
Собственно бесполое размножение
( одной
клеткой) :
1. Деление надвое (простое)
2. Митоз
3.Амитоз
4. Почкование
5. Спорообразование
Вегетативное размножение ( группой клеток):
1. Почкование
2. Фрагментация
3. Вегетативное размножение растений
Слайд 6ЗНАЧЕНИЕ МИТОЗА
1. Приводит к увеличению числа клеток и обеспечивают рост
многоклеточного организма.
2. Обеспечивает замещение изношенных или поврежденных тканей.
3. Сохраняет набор
хромосом во всех соматических клетках.
4. Служит механизмом бесполого размножения, при котором создается потомство, генетически идентичное родителям.
5. Позволяет изучить кариотип организма (в метафазе).
Слайд 7МИТОЗ, ИЛИ НЕПРЯМОЕ ДЕЛЕНИЕ
Митоз (лат. Mitos – нить) –такое деление
клеточного ядра, при котором образуется два дочерних ядра с набором
хромосом, идентичных родительской клетки.
Митоз = деление ядра + деление цитоплазмы
Впервые митоз у растений наблюдал И.Д. Чистяков в 1874 г., а детально процесс был описан нем. ботаником Э.Страсбургером (1877) и нем. зоологом В.Флемингом (1882)
Слайд 8Клеточный цикл
Период существования
клетки от одного деления до другого называется митотическим, или клеточным
циклом.
Клеточный цикл у растений продолжается от 10 до 30 часов. Деление ядра (митоз) занимает около 10% этого времени.
П1 - пресинтетический период
С - синтетический период
П 2 - постсинтетический период
Слайд 9Строение хромосом в разные периоды клеточного цикла
1
2
3
4
1,2 – предсинтети-ческий период;
3 – синтетический и постсинтетический период; 4 – метафаза.
1. В
предсинтетический период клетка растет: происходит синтез белка, РНК и увеличивается количество органических веществ.
2. В синтетический период происходит репликация ДНК (удвоение). С этого момента каждая хромосома состоит из двух хроматид.
3. В постсинтетический период идет интенсивный синтез белка и АТФ, необходимых для деления клетки.
Слайд 10Глыбки хроматина в интерфазном ядре
1. Нить ДНК в виде хроматина.
2. Она же в виде хромосомы при делении клетки
Слайд 11ПРОФАЗА
Хроматин спирализуется в двухроматидные хромосомы; ядерная оболочка и ядрышко растворяются;
центриоли расходятся к полюсам; (2n 4c).
Слайд 12МЕТАФАЗА
Двухроматидные хромосомы выстраиваются на экваторе клетки; центриоли образуют нити веретена,
которые прикрепляются к центроме-рам хромосом; (2n 4c).
Слайд 13АНАФАЗА
При сокращении нитей веретена центромеры хромосом делятся и хроматиды каждой
хромосомы расходятся к полюсам клетки; (4n 4c).
n - количество
хромосом
с –
число хроматид
Слайд 14ТЕЛОФАЗА
Однохроматидные (дочерние) хромосомы раскручиваются, формируется ядрышко и вокруг них образуется
ядерная оболочка; на экваторе начинает формироваться перегородка; в ядрах 2n2c.
Слайд 15ЦИТОКИНЕЗ (деление цитоплазмы)
Образование двухмембранной перегородки по экватору клетки с последующим
полным отделением дочерних клеток.
У растений по экватору клетки формируется клеточная
стенка.
Цитокинез клетки (фото)
Слайд 16Совокупность хромосом (число, форма и размер) в соматической клетке называется
кариотипом. Кариотип содержит двойной (диплоидный) набор хромосом (2n), постоянный для
каждого вида организмов.
Диплоидный набор хромосом человека
Слайд 18Амитоз - прямое деление ядра клетки, без образования хромосом и
веретена деления. Может сопровождаться делением клетки или проходить без деления
цитоплазмы, что приводит к образованию дву- и многоядерных клеток.
Наследственная информация между дочерними клетками распределяется неравномерно .
Клетка, образовавшаяся в результате амитоза не способна приступить к митотическому делению.
Слайд 22АМИТОЗ или прямое деление
Распространенность в природе:
Норма
1.
Большое ядро инфузорий
2. Эндосперм
3.Клубень картофеля
4. Роговица глаза
5 Хрящевые и печеночные
клетки
Патология
При воспалениях
Злокачественные новообразования
Значение: экономичный (мало энергозатрат) процесс воспроизводства клеток
Слайд 23ВЕГЕТАТИВНОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ
1
2
3
1, 2 – почкование
3 – вегетативными органами
Слайд 24ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ
Половое размножение имеет преимущество по сравнению с беспо-лым, так
как принимают участие два родителя.
♂ спермий (n) + ♀ яйцеклетка (n) = зигота (2n)
Зигота несет в себе наследственные признаки обоих родителей, что значительно увеличивает наследственную изменчивость потомков и повышает их возможность в приспособлении к условиям среды
Половое размножение связано с образованием в половых органах (гонадах) специализиро-ванных клеток – гамет, которые образуются в результате особого типа деления клеток –мейоза.
Слайд 25Мейоз – процесс деления клетки, при котором число хромосом в
клетке уменьшается вдвое.
В результате такого деления образуются гаплоидные (n)
половые клетки (гаметы) и споры.
Уменьшение вдвое числа хромосом в ядре (так называемая редукция) происходит при мейозе.
В зиготе после оплодотворения, что приводит к образованию зооспор у водорослей и мицелия грибов.
В половых органах , приводит к образованию гамет
У семенных растений приводит к образованию гаплоидного гаметофита
Слайд 26МЕЙОЗ
Мейоз состоит из двух последовательных делений – мейоза 1 и
мейоза 2. Удвоение ДНК происходит только перед мейозом 1, а
между делениями отсутствует интерфаза.
При первом делении расходятся гомологичные хромосомы и их число уменьшается вдвое, а во втором – хроматиды и образуются зрелые гаметы.
Особенностью первого деления является сложная и длительная по времени профаза.
Слайд 28ПРОФАЗА 1
Профаза 1 самая продолжи-тельная
Спирализация хроматина в двухроматидные хромосомы;
центриоли расходятся к полюсам; сближение (конъюгация) и укорочение гомологичных хромосом
с последующим перекрестом и обменом гомологичными участками (кроссинговер); растворение ядерной оболочки.
Слайд 30МЕТАФАЗА 1
Гомологичные хромосомы попарно располагаются на экваторе и отталкиваются друг
от друга. Образуется веретено деления. Нити веретена прикрепляются к двухроматидным
хромосомам.
Слайд 31АНАФАЗА 1
К полюсам расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид.
Происходит уменьшение (редукция) хромосом у полюсов клетки.
Слайд 32ТЕЛОФАЗА 1
В телофазе из каждой пары гомологичных хромосом в дочерних
клетках оказывается по одной, а хромосомный набор становится гаплоидным. Однако
каждая хромосома состоит из двух хроматид, поэтому клетка сразу же приступает ко второму делению.
Слайд 33МЕЙОЗ 2
Второе мейотическое деление идет по типу митоза. В анафазе
2 к полюсам расходятся хроматиды, которые и становятся дочерними хромосомами.
Из каждой исходной клетки в результате мейоза образуется четыре клетки с гаплоидным набором хромосом.
ГАМЕТОГЕНЕЗ
Сперматогенез ♂ Овогенез ♀
(в семенниках) (в яичниках)
Период размножения (митоз)
В репродуктивный В эмбриональный период период
Период роста (интерфаза)
Незначительный Длительный период Спермацит 1-го Овоцит 1-го порядка порядка
Период созревания (мейоз)
Первое и второе Первое и второе мейотическое неравномерное деление мейотическое деление
4 сперматозоида 1 яйцеклетка
Слайд 381. Период размножения (в семенниках, яичниках)
Происходит в эмбриональный период
Происходит
в репродуктивный период
Гаметогенез
Слайд 392. Период роста
Незначительный по времени
Длительный по времени
Слайд 44Виды и строение гамет
1
2
Рис.1. Сперматозоиды: 1 – кроли-ка, 2 –
крысы, 3 – морской свинки, 4 – человека, 5 –
рака, 6 – паука, 7 – жука, 8 – хвоща, 9 – мха, 1О – папоротника.
Рис.2. Яйцеклетка млекопитающих: 1 – оболочка, 2 - ядро, 3 – цитоплазма, 4 – фол-ликулярные клетки.
Термины сперматозоид и яйцеклетка ввел Карл Бэр в 1827 г.
Слайд 45Схема формирования мужских половых клеток у растений
В пыльниках тычинки содержится
много диплоидных клеток, каждая из которых делится путем мейоза. В
результате из каждой диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные, превращающиеся в пыльцевые зерна. Гаплоидное ядро каждого пыльцевого зерна делится путем митоза. Так образуются две гаплоидные клетки – генеративная и вегетативная. Генеративная клетка еще раз делится путем митоза, в результате чего образуются два гаплоидных спермия. Спермии – мужские гаметы. Они неподвижны, так как лишены жгутиков и доставляются через пыльцевую трубку.
Слайд 46Схема формирования яйцеклетки у растений
В завязи расположен семязачаток, в котором
формируется женская половая клетка. В семязачатке из одной диплоидной клетки
в результате мейоза образуются четыре гаплоидные клетки. Три клетки погибают, а одна оставшаяся трижды делится путем митоза. Так возникает восемь гаплоидных клеток, которые образуют зародышевый мешок. Одна из них превращается в яйцеклетку, две клетки сливаются и образуют диплоидную клетку – вторичное ядро зародышевого мешка. Оставшиеся пять клеток играют вспомогательную роль, образуют стенку зародышевого мешка.
1
2
3
Слайд 48После того как пыльца попала на рыльце пестика, она начинает
прорастать. Клетки рыльца выделяют особые вещества (жиры, сахара), стимулирующие прорастание
пыльцы. Пыльцевое зерно набухает, экзина разрывается, а интина выпячивается в виде узкой «пыльцевой трубки», которая быстро растет вниз внутри столбика к завязи и подходит к пыльцевходу семязачатка.
Оплодотворение у цветковых растений
Пыльцевая трубка проходит либо по специальным проводящим каналам, либо по межклетникам рыхлой паренхимой ткани. Обычно одновременно развиваются несколько пыльцевых трубок, но «успех» зависит от индивидуальной скорости роста.
Слайд 511. Спермий (1n) + яйцеклетка (1n) зигота (2n)
зародыш семени
2. Спермий (1n) + центральная
клетка (2n) эндосперм (3n)
3. Покровы (интегументы) семяпочки кожура семени
4. Стенка завязи пестика околоплодник
Слайд 52Разнообразные жизненные циклы
(чередование поколений)
А – зиготный мейоз: зеленые водоросли, грибы.
Б – гаметный мейоз: позвоночные, моллюски, членистоногие. В –
споровый мейоз: бурые, красные водоросли и все высшие растения.
Слайд 53 Значение мейоза
Происходит поддержание числа хромосом из поколения
в поколение. Зрелые гаметы получают гаплоидное число (n) хромосом, а
при оплодотворении восстанавливается характерное для данного вида диплоидное число хромосом.
Образуется большое количество новых комбинаций генов при кроссинговере и слиянии гамет (комбинативная изменчивость), что дает новый материал для эволюции (потомки отличаются от родителей).
♂ (n) + ♀ (n) = зигота (2n) → новый организм (2n)
Слайд 54Партеногенез
Партеногенез (гр. девственное происхождение) – половое размножение, при котором развитие
нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки.
Как без опродот-ворения, так и
после него: пчелы, муравьи, коловратки
♂ + ♀ = самки
♀ → самцы
Возник как способ регуляции соотношения полов
У дафний, тлей
♀ → ♀ - летом
♂ + ♀ - осенью
Возник как способ выживания из-за большой гибели особей
Все особи – самки (Кавказская скалистая ящерица)
Возник как способ выживания вида из-за трудностей встречи особей друг с другом
У растений (крестоцветные, сложноцветные, розоцветные и др.) партеногенез называется апомиксис.
Слайд 55 Контрольно – обобщающий тест
1. В какой
период клеточного цикла удваивается количество ДНК? А)метафазу, б)профазу, в)синтетический период,
г)пресинтетический период.
2. В какой период митоза хромосомы выстраиваются по экватору? А)в профазу, б)в метафазу, в)в анафазу, г)в телофазу.
3. Какое из событий отсутствует в митозе по сравнению с мейозом? А)удвоение ДНК, б)конъюгация и кроссинговер хромосом, в)расхождение хромосом к полюсам.
4. Какой набор хромосом получается при митотическом делении? А)гаплоидный, б)диплоидный, в)триплоидный.
5. Что характерно для периода дробления (бластомеров)? А)мейотическое деление, б) активный рост клеток, в)клеточная специализация, г)митотическое деление.
6. Чем завершается процесс оплодотворения? А)сближением сперматозоида с яйцеклеткой, б)проникновением сперматозоида в яйцеклетку, в)слиянием ядер и образованием зиготы.
7. Нервная система развивается из: а)энтодермы, б)мезодермы, в)эктодермы.
Слайд 56
8. Сколько хроматид в хромосоме к концу митоза? А)1, б)2,
в)3, г)4.
9. Эмбрион в стадии гаструлы: а)однослойный, б)двухслойный, в)многослойный.
10.
Если у пчел диплоидный набор хромосом равен 32, то 16 хромосомами обладает: а)трутень, б)матка, в)рабочая пчела.
11. Какой набор хромосом в эндосперме зерновки пшеницы? А)гаплоидный, б)диплоидный, в)триплоидный.
12. Что происходит в постсинтетическую стадию интерфазы? А)рост клетки и синтез органических веществ, б)удвоение ДНК, в)накопление АТФ.
13. Какое деление лежит в основе полового размножения? А)митоз, б)амитоз, в)мейоз, г)шизогония.
14. Что образуется в результате овогенеза? А)сперматозоид, б)яйцеклетка, в)зигота, г)клетки тела.
15. Какой набор хромосом будет в клетке после мейотического деления, если в материнской было 12 ?
16. Из какого зародышевого листка образуются мышцы?
Слайд 57 Эталон ответов на контрольный тест
1.в; 2.б;
3.б; 4.б; 5.г; 6.в; 7.в; 8.а; 9.в;
10.а; 11.в; 12.в; 13.в; 14.б.
15. 6 хромосом,
20. Из мезодермы;
Слайд 58 Онтогенезом, или индивидуальным развитием, называют весь
период жизни с момента слияния половых клеток и образования зиготы
до гибели организма.
Слайд 62
Изучением вопросов, связанных с индивидуальным развитием организмов,
занимается эмбриология
(от греч. еmbryon – зародыш).
Слайд 63ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА
Основоположником эмбриологии (науки о развитии организмов) является К.М. Бэр
(в 1828 г. Опубликовал «историю развития животных»), изучивший развитие куриных
эмбрионов и зародышей млекопитающих.
Большая заслуга в развитии эмбриологии принадлежит В.О. Ковалевскому и И.И. Мечникову.
Немецкие ученые Ф. Мюллер и Э. Геккель в 1866 г. сформулировали «биогенетический закон», а в начале ХХ в. Акад. А.Н. Северцев дал новую трактовку этому закону.
Карл Максимович Бэр (1792 -1876)
Ковалевский Владимир Онуфриевич (1842 –1883)
Фриц Мюллер (1821 – 1897)
Эрнст Геккель (1834 – 1919)
Слайд 64Карл Эрнест фон Бэр
(1792 – 1876)
Основателем современной
эмбриологии считается академик Российской Академии К.М.Бэр.
В 1828 году
он опубликовал сочинение «История развития животных», в котором доказывал, что человек развивается по единому плану со всеми позвоночными животными.
Слайд 65ЭТАПЫ ЭМБРИОГЕНЕЗА
Оплодотворение: ядро сперматозоида (спермия) проникает в яйцеклетку, ядра сливаются
(удваивается ДНК) и клетка становится зиготой.
♂ 1n + ♀ 1n
= 2n (зигота)
Образование зиготы – начальный этап развития будущего организма.
Слайд 72Яйцеклетка, окруженная множеством сперматозоидов (х 1000)
Процесс оплодотворения состоит из ряда
этапов. После прикрепления сперматозоида начинается акросомная реакция .Ферменты легко, но
локально разрушают оболочку яйцеклетки и головка сперматозоида сливается с плазматической мембраной и происходит оплодотворение.
Слайд 74ЭТАПЫ ЭМБРИОГЕНЕЗА
Оплодотворение: ядро сперматозоида (спермия) проникает в яйцеклетку, ядра сливаются
(удваивается ДНК) и клетка становится зиготой.
♂ 1n + ♀ 1n
= 2n (зигота)
Образование зиготы – начальный этап развития будущего организма.
Слайд 75После оплодотворения зигота быстро начинает делиться митозом. Интерфазы очень короткие,
поэтому образовавшиеся клетки – бластомеры – не успевают вырасти. Образовавшуюся группу клеток называют морулой.
Дробление заканчивается образованием бластулы, однослойного зародыша, внутри которого находится полость – бластоцель. По величине бластула не превышает размеров зиготы.
1.Дробление
Слайд 762.Образование гаструлы
На одном из полюсов бластулы появляется углубление и
происходит впячивание одного слоя клеток внутрь полости. В результате образуется
гаструла, двухслойный зародыш, который состоит из наружного зародышевого листка – эктодермы и внутреннего зародышевого листка – энтодермы. Полость, образовавшаяся внутри гаструлы – первичная кишка, а отверстие, ведущее в первичную кишку – первичный рот.
Слайд 773.Стадия нейрулы
Между эктодермой и энтодермой образуется третий зародышевый листок – мезодерма.
В энтодерме образуется зачаток хорды.
Из эктодермы закладывается нервная пластинка,
которая в дальнейшем сворачивается в нервную трубку.
Трубка погружается под эктодерму, формируя зачаток центральной нервной системы.
Слайд 784.Формирование органов (органогенез)
Из эктодермы формируются:
нервная система (головной и спинной
мозг, нервы, различные клетки органов чувств)
эпителиальные покровы тела (кожа,
ногти, волосы, сальные и потовые железы)
хрусталик глаза
эмаль зубов
Из энтодермы формируются:
пищеварительная система
дыхательная система
выделительная система
железы внутренней секреции
Из мезодермы формируются:
мышцы
скелет (кости и хрящи)
почки
сердечно-сосудистая система
половая система (яичники и семенники)
Слайд 81Развитие организма с момента рождения или
выхода из зародышевых оболочек до
смерти.
может быть
прямое
непрямое
Постэмбриональное развитие
Слайд 82Прямое постэмбриональное развитие:
Из яйцевых оболочек или из тела матери выходит
организм
небольших размеров, но с уже заложенными всеми основными
органами, свойственными взрослому
животному:
млекопитающие
рептилии
птицы
Слайд 83Непрямое постэмбриональное развитие:
Из яйца выходит личинка, обычно устроенная проще взрослого
животного,
со специальными личиночными органами, во
взрослом состоянии отсутствующими. Со временем органы
личинки
заменяются органами, свойственными взрослым особям.
личинка превращается во взрослое животное.
амфибии
рыбы
насекомые
ракообразные
моллюски
черви
Слайд 85Наиболее ярко развитие с метаморфозом
представлено у насекомых.
Развитие с полным превращением:
яйцо
личинка
куколка
имаго
Для каких насекомых характерен такой тип развития?
Слайд 87Развитие с неполным превращением:
Глядя на рисунок определите, какие стадии развития
проходят
насекомые с неполным превращением? Какая стадия отсутствует?
яйцо
личинка
имаго
Для каких насекомых характерно
развитие с неполным превращением?
Слайд 90Карл Бэр
Все многоклеточные организмы развиваются из
оплодотворенной
яйцеклетки. Развитие зародышей у
животных, относящихся к одному типу, во
многом
сходно. Эти факты подтверждают справедливость
сформулированного К.Бэром закона зародышевого
сходства: «Эмбрионы обнаруживают, уже начиная с
самых ранних стадий, известное общее сходство в
пределах типа».
Слайд 91Фриц Мюллер
Эрнст Геккель
Между индивидуальным развитием организмов и их
историческим
развитием существует глубокая связь,
которая нашла свое отражение в биогенетическом
законе, сформулированном
двумя немецкими
учеными Ф.Мюллером и Э.Геккелем в XIX веке:
онтогенез (индивидуальное развитие) каждой особи
есть краткое и быстрое повторение филогенеза
(исторического развития) вида, к которому эта
особь относится.
Слайд 92 Постэмбриональное развитие организма
Дорепродуктивный
Репродуктивный
Пострепродуктивный
период период период
рост организма, активное старение, постепенное
развитие и половое функционирование угасание процессов
созревание. взрослого организма: жизнедеятельности.
размножение.