Слайд 2
Размножение организмов
Размножение организмов обеспечивает:
1. Продолжение жизни
2.Преемственность
поколений
3.Сохранение видов
Различают два основных способа размножения
Бесполое
В основе лежат процессы
деления соматических клеток
Половое
В основе лежат процессы гаметогенеза и оплодотворения
Слайд 3соматические клетки- клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не
принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки,
кроме гамет.
Слайд 4Сущность бесполого размножения
- Участвует один родительский организм;
Дочерние организмы идентичны по
генотипу и фенотипу (искл. – спорогенез растений);
У многоклеточных:
Новый организм развивается
из соматических
клеток;
- Клетки делятся митозом (искл. – спорогенез растений);
- Наследственный материал передается через
соматические клетки;
Слайд 5Бесполое размножение
одноклеточные многоклеточные
-бинарное
деление (1)
-вегетативное (частями тела) (4)
-митоз -спорообразование
-шизогония (2) -почкование (5)
-почкование) (3) -полиэмбриония
1) 2) 3) 5)
Слайд 6Бинарное деление
Rod-Shaped Bacterium,
hemorrhagic E. coli
2 daughter cells are identical
to parent
Слайд 7Шизогония - (от греч. schizo - разделяю - расщепляю) - множественное
бесполое размножение простейших (споровиков, фораминифер) и некоторых водорослей. Организм становится многоядерным
и распадается на множество (соответственно количеству ядер) одноядерных клеток - мерозоитов. Plasmodium
Слайд 8Бесполое размножение
одноклеточные
-
почкование
Дрожжи
Слайд 9многоклеточные
- спорообразование
грибы
Слайд 10Многоклеточные
Вегетативное размножение – это
размножение частями многоклеточного
организма, образование новой особи из
многоклеточной части тела родительской особи.
Слайд 11Многоклеточные
У водорослей и грибов происходит путём отделения неспециализированных участков таллома или
посредством образования специализированных участков (выводковые почки водоросли сфацеллярии и др.).
Слайд 12Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным.
Естественное вегетативное размножения происходит
несколькими путями:
фрагментация материнской особи (моховидные);
разрушение участков наземно-ползучих и
полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые);
с помощью особых структур (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях), специально предназначенных для вегетативного размножения.
Вегетативное размножение растений
Слайд 13Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека.
В
практике сельского хозяйства искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над
семенным:
обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма;
ускоряет получение большого количества продуктивных потомков.
Вегетативное размножение
Слайд 14Способы вегетативного размножения.
Слайд 15Размножение надземными побегами – черенками, усами, ползучими побегами, делением кустов,
отводками, прививкой.
1. Черенками (смородина, традесканция) – разделение особи на несколько
частей, каждая из которых регенерирует в новую особь. На поверхности почвы у черенка смородины оставляют две почки, сажают черенок под углом, чтобы было достаточно воздуха и минеральных солей. Черенки традесканции можно поместить в воду до появления корней, можно сразу посадить в почву и закрыть банкой для сохранения воды в почве.
Вегетативное размножение
Слайд 162. Усами (столонами) размножаются землянику, хлорофитум.
3. Ползучими побегами.
4. Деление
кустов. Кусты обычно делят весной или во второй половине лета
(крыжовник, смородина).
Вегетативное размножение
Слайд 175. Размножение отводками.
Отводки — это участки побегов, которые специально прижимаются
к земле, а после развития придаточных корней отделяются от материнского
растения. Отводками размножаются крыжовник, виноград.
Вегетативное размножение
Слайд 186. Размножение прививкой. Черенок или почка с прилегающим к ней
участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют
привоем.
Подвой — растение, к которому осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта. Два основных типа прививок:
Вегетативное размножение
Слайд 191. Прививка сближением, когда привой и подвой остаются на своих
корнях;
2. Прививка отделенным привоем, когда корни имеет только подвой. Способы:
Прививка
в расщеп. Применяют в том случае, если привой тоньше подвоя.
Вегетативное размножение
Слайд 20Прививка под кору. Привой также тоньше подвоя. На подвое делают
горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении
и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают.
Копулировка. Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения.
Вегетативное размножение
Слайд 21Окулировка. Прививка почки-глазка. На подвое делается Т-образный разрез, края коры
отгибаются, и за кору вставляют почку с небольшим участком древесины.
Вегетативное размножение
Слайд 22Размножение корневищем. К корневищным растениям относятся пырей, купена, кислица, хвощ
полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и
при отмирании старых частей происходит обособление новых растений.
Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей.
Вегетативное размножение
Слайд 23Клубень. Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и
топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни. Но при посадке
целого клубня верхушечная почка тормозит развитие остальных. Поэтому клубни рекомендуется резать на части, так как это нарушает доминирование верхушечной почки.
Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей.
Вегетативное размножение
Слайд 24Луковица. В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения:
тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие. Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют
разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями.
Клубнелуковица. К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус, водяной орех. Может образоваться одна или несколько клубнелуковичек.
Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей.
Вегетативное размножение
Слайд 25Размножение листьями.
Листовой черенок представляет собой листовую пластинку с черешком или
часть листовой пластинки. Листовыми черенками размножаются бегонии, узумбарская фиалка (сенполия).
Листовые черенки могут воспроизводить придаточные корни и почки.
Листовыми детками. На листьях бриофиллума в углах зубчиков листовой пластинки образуются придаточные почки, развивающиеся в новые растения с придаточными корнями. Опадая, они закрепляются в почве.
Вегетативное размножение
Слайд 26Размножение корнями.
Корневые отпрыски — побеги, возникающие из придаточных почек на
корнях. Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные
почки: вишня, слива, малина, сирень, осина. Корневые отпрыски обычно выкапывают и пересаживают в период покоя растения.
Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы.
Корневые клубни. Представляют собой утолщения боковых корней. Корневыми клубнями размножаются батат, в декоративном садоводстве — георгин. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корнеклубни почек не образуют.
Вегетативное размножение
Слайд 27Размножение культурой ткани.
Культура ткани представляет собой рост тканей или
органов на искусственных средах. Метод культуры тканей позволяет получать клоны
некоторых высших растений. Клонирование — получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала.
Вегетативное размножение
Слайд 28Многоклеточные
У животных вегетативное размножение (которое зоологи часто называют бесполым) осуществляется либо
путем деления, либо посредством почкования.
В основе вегетативного размножения лежат процессы,
сходные с процессами регенерации; как правило, при отсутствии способности к регенерации у данной группы организмов (например, коловратки, нематоды, пиявки) отсутствует и вегетативное размножение, а при наличии развитой регенерационной способности (кольчатые черви, гидроидные, плоские черви, иглокожие) встречается и вегетативное размножение.
Слайд 29многоклеточные
- Вегетативное размножение животных
Слайд 31многоклеточные
Полиэмбриония - способ бесполого размножения организмов, когда идет развитие более
одного зародыша из одной зиготы у животных или образование нескольких
зародышей в одном семени у растений.
Слайд 32многоклеточные
У животных различают специфическую (свойственную данному виду) полиэмбрионию, и спорадическую,
или случайную. Специфическая полиэмбриония встречается у животных различных систематических групп
(мшанок, насекомых, броненосцев и т. д.) Её биологический смысл заключается в увеличении числа потомков, развивающихся из одной оплодотворенной яйцеклетки.
Спорадическая полиэмбриония вызвана воздействием случайных факторов и встречается у многих видов животных, в том числе у человека. В результате полиэмбрионии развиваются два организма, абсолютно идентичных генетически.
Слайд 33 Как же эволюционировать организмам с бесполым размножением????
Слайд 34Мута́ция (лат. mutatio — изменение)
— стойкое (то есть такое, которое может быть
унаследовано потомками данной клетки или организма) преобразование генотипа, происходящее под
влиянием внешней или внутренней среды. Термин предложен Хуго де Фризом. Процесс возникновения мутаций получил название мутагенез.
Слайд 35Классификация мутаций.
По причинам возникновения:
Спонтанные мутации возникают самопроизвольно на протяжении всей
жизни организма в нормальных для него условиях окружающей среды с
маленькой частотой.
Индуцированные мутации - наследуемые изменения генома, возникающие в результате тех или иных мутагенных воздействий в искусственных (экспериментальных) условиях или при неблагоприятных воздействиях окружающей среды.
Слайд 36Классификация мутаций.
По характеру (уровню)изменения:
Генные - на уровне изменения первичной структуры ДНК.
Точечная мутация, или единственная замена оснований, — тип мутации в ДНК
или РНК, для которой характерна замена одного азотистого основания другим. Термин также применяется и в отношении парных замен нуклеотидов.
Хромосомные мутации - крупные перестройки структуры отдельных хромосом. В этом случае наблюдаются потеря(делеция) или удвоение (дупликация) части генетического материала одной или нескольких хромосом, изменение ориентации сегментов хромосом в отдельных хромосомах (инверсия), а также перенос части генетического материала с одной хромосомы на другую (транслокация).
Геномные — полиплоидизация (образование организмов или клеток, геном которых представлен более чем двумя (3n, 4n, 6n и т. д.) наборами хромосом) и анеуплоидия (гетероплоидия) — изменение числа хромосом, не кратное гаплоидному набору.
Слайд 37Половое размножение. Половой процесс.
Слайд 38Половое размножение
Отличается наличием полового процесса
Обычно происходит при участии гаплоидных половых
клеток - гамет
Гаметы формируются в специальных органах мужских и женских
особей (гонады или гаметангии)
Происходит объединение генетического материала родительских особей, в результате чего увеличивается генетическое разнообразие потомства и его жизнестойкость
Слайд 39Половой процесс
Организм приобретает новые признаки, происходит обмен генетической информацией или
ее объединение
одноклеточные многоклеточные
- копуляция - оплодотворение
(слияние половых форм)
- конъюгация (обмен генетическим материалом)
Слайд 41Копуляция.
У одноклеточных - две особи—клетки сливаются в одну и образуют
зиготу. Так происходит оплодотворение, например, у водоросли хламидомонады. Жизненный цикл
ее состоит в следующем. Две подвижные, снабженные жгутиками гаплоидные гаметы сливаются, образуя зиготу. Диплоидное ядро зиготы претерпевает мейотическое деление и дает начало четырем гаплоидным клеткам, которые образуют гаплоидные клоны. В определенных условиях вегетативные клетки особей гаплоидного клона приобретают подвижность и функционируют как гаметы.
Слайд 42Конъюгация.
Конъюгация у водорослей — половой процесс, происходящий при слиянии двух вегетативных клеток.
Конъюгация
у инфузорий — обмен половыми ядрами (микронуклеусами) с последующим их попарным слиянием в синкарион.
Впоследствии синкарион делится с образованием новых половых и вегетативных ядер.
Конъюгация у бактерий — процесс переноса части генетического материала (плазмид, бактериальной хромосомы) при непосредственном контакте двух бактериальных клеток.
Слайд 43Оплодотворение.
Процесс слияния клеток (как правило – половых гаплоидных или гамет),
приводящий к образованию клетки – зиготы (как правило диплоидной).
Слайд 44Гаметы -половые, или репродуктивные,
клетки животных и растений, обеспечивающие при слиянии
развитие новой особи и передачу наследственных признаков от родителей потомкам.
Изогамия
Если сливающиеся гаметы морфологически не отличаются друг от друга величиной, строением и хромосомным набором, то их называют изогаметами. Такие гаметы подвижны, могут нести жгутики или быть амёбовидными.
Анизогамия (гетерогамия)
Гаметы, способные к слиянию, различаются по размерам, подвижные микрогаметы несут жгутики, макрогаметы могут быть как подвижны, так и неподвижны, как правило, обеспечивают зиготе запас питательных веществ.
Слайд 45Половое размножение растений
Растения, образующие гаметы – гаметофиты.
Органы, в которых образуются
гаметы – половые органы, гаметангии.
Типы половых процессов:
Хологамия – слияние
одноклеточных организмов, мейоз и образование 4 организмов (n) (некоторые водоросли).
Изогамия – слияние подвижных гамет, морфологически неразличимых (у некоторых водорослей);
Гетерогамия – слияние подвижных половых клеток, отличающихся по размерам (у некоторых водорослей);
Оогамия – слияние мужской (сперматозоида или спермия) и крупной неподвижной женской клетки (яйцеклетки). Характерна для высших растений и некоторых водорослей, а также животных.
Слияние протопластов при конъюгации (водоросли).
Слайд 46Пол.
Многие организмы представлены двумя полами – «мужским» и «женским».
Гермафродитизм
Животное, имеющее
и мужские, и женские гонады, называется гермафродитом. Гермафродитизм широко распространён среди
низших животных и в меньшей степени у высших.
Слайд 47Пол.
Аналогичный признак у растений называется однодомностью. (Например, огурец, дуб, кукуруза).
Двудомность
- основной способ современных растений не допустить самоопыления; женские и
мужские цветки в этом случае находятся на разных особях («в двух домах»). (Например, ива, облепиха, конопля, спаржа, гингко)
Слайд 48Разнообразие жизненных циклов
Три основных типа жизненных циклов
Отличаются по времени мейоза
(редукционного деления) и оплодотворения
Жизненный цикл – последовательность всех стадий или
поколений в репродуктивной истории конкретного вида живых организмов.
Слайд 49Мейоз – процесс деления клетки, при котором число хромосом в
клетке уменьшается вдвое и происходит рекомбинация.
В результате такого деления
образуются гаплоидные (n) половые клетки (гаметы) и споры.
В зиготе после оплодотворения, что приводит к образованию зооспор у водорослей и мицелия грибов.
В половых органах, приводит к образованию гамет
У растений приводит к образованию гаплоидного гаметофита
Слайд 50У большинства грибов и многих простейших
Мейоз дает гаплоидные клетки, дающие
многоклеточный гаплоидный организм
Взрослый гаплоидный организм путем митоза производит гаметы
Слайд 51Животные
Мейоз – во время формирования гамет
Гаметы – единственные гаплоидные клетки
Слайд 52Растения и некоторые водоросли
Чередование поколений
ЖЦ включает и гаплоидное многоклеточное поколение,
и диплоидное
Слайд 54Жизненный цикл цветковых растений
Слайд 56Жизненный цикл человека
Мейоз
оплодотворение
Гаплоидные гаметы (n = 23)
Яйцеклетка
сперматозоид
Диплоидная
зигота (2n =
46)
Многоклеточные диплоидные особи
(2n = 46)
Митоз и развитие
Слайд 58Сперматогенез человека
Сперматогенез в семенных канальцах. Строение сперматозоида: 1 – головка;
2 – шейка; 3 – промежуточный отдел; 4 – жгутик;
5 – акросома; 6 – ядро; 7 – центриоли; 8 – митохондрии.
У человека сперматогенез начинается в период полового созревания, срок формирования сперматозоида – три месяца, т.е. каждые три месяца сперматозоиды обновляются. Сперматогенез происходит непрерывно и синхронно - миллионы клеток.
Слайд 59Овогенез человека
Овогенез осуществляется в яичниках, подразделяется на три фазы –
размножения, роста и созревания. Во время фазы размножения диплоидные овогонии
многократно делятся митозом. Фаза роста соответствует интерфазе 1 мейоза, т.е. во время нее происходит подготовка клеток к мейозу, клетки значительно увеличиваются в размерах вследствие накопления питательных веществ. Главным событием фазы роста является репликация ДНК. Во время фазы созревания клетки делятся мейозом. Во время первого деления мейоза они называются овоцитами 1-го порядка. В результате первого мейотического деления возникают две дочерние клетки: мелкая, называемая первым полярным тельцем, и более крупная – овоцит 2-го порядка.
Слайд 60Овогенез человека
Процесс образования яйцеклеток у человека начинается еще в эмбриональном
периоде и течет прерывисто. У зародыша полностью осуществляются фазы размножения
и роста, и начинается фаза созревания. К моменту рождения девочки в ее яичниках находятся сотни тысяч овоцитов 1-го порядка, остановившихся, «застывших» на стадии профазы 1 мейоза.
В период полового созревания мейоз возобновится: примерно каждый месяц под действием половых гормонов один из овоцитов 1-го порядка (редко два) будет доходить до метафазы 2 мейоза и овулировать на этой стадии. Мейоз может пройти до конца только при условии оплодотворения, проникновения сперматозоида, если оплодотворение не происходит, овоцит 2-го порядка погибает и выводится из организма.
Слайд 61Оплодотворение
1 – цитоплазма овоцита 2-го порядка; 2 – метафазная пластинка;
3 – полярные (редукционные тельца); 4 – блестящая оболочка; 5
– оплодотворение; 6 – сперматозоиды; 7 – фолликулярные клетки; 8 – женский пронуклеус; 9 – формирование мужского пронуклеуса; 10 – слияние пронуклеусов.
Если в овоцит проникает сперматозоид, второе мейотическое деление проходит до конца с образованием яйцеклетки и второго полярного тельца, а первое полярное тельце – с образованием третьего и четвертого полярных телец. Таким образом, в результате мейоза из одного овоцита 1-го порядка образуются одна яйцеклетка и три полярных тельца.
Слайд 63Апомиксис
АПОМИКСИС (от апо... и греческого mixis — смешение), размножение организмов, не сопровождающееся половым процессом.
В более узком понимании апомиксис — вторично бесполое размножение, при
котором зародыш развивается без оплодотворения вследствие нарушения предшествующих этапов полового размножения. В зависимости от того, даёт ли начало новому организму половая (яйцеклетка) или вегетативная клетка, различают две основные формы апомиксиса — партеногенез и апогамию.
Слайд 64Апомиксис
Наибольшего распространения и разнообразия форм апомиксис достигает у цветковых растений
(т. н. агамоспермия, или бесполосемянность). Апомиксис может быть наследственным (регулярным,
например, у манжетки) или ненаследственным (случайным). Различают автономный апомиксис, при котором зародыш развивается без опыления или раздражения рыльца, и в разной степени индуцированный, когда для развития зародыша требуется опыление или даже прорастание пыльцы на рыльце, а иногда и оплодотворение центрального ядра зародышевого мешка.
Слайд 65Партеногенез
Партеногенез - это особый вид полового размножения, при котором новый организм
развивается из неоплодотворённой яйцеклетки, таким образом, обмена генетической информацией не
происходит, как и при бесполом размножении.
При партеногенезе яйцеклетка может быть гаплоидной и диплоидной. При развитии из гаплоидной яйцеклетки развивающиеся особи могут быть только мужскими, только женскими, или теми и другими, что зависит от механизма определения пола.
