Формы размножения организмов и их биологические основы

ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1.1. ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ. Размножение – фундаментальное свойство жизни. Знание про­цесса размножения необходимо сту­денту для понимания закономер­ностей эволюции. будущему врачу эти знания необходимы для выяснения сущности формирования наследственной патологии.

1.2. ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ. Общая: Знать виды размножения, биологичес­кую роль полового и бесполого разм­ножения, особенности мейоза как способа деления половых клеток, строение половых клеток, процесс оплодотворения.

1.3. КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

1.3.1. Уметь находить на гистологических препаратах половые клетки и отличать их от соматических клеток.

1.3.2. Уметь выделять структурные компоненты этих клеток. 1.3.3. Уметь отличать зиго­ту от неоплодотворенной яйцеклетки.

Характеристика половых клеток животных

Гаметы — высокодифференцированные клетки. Они предназначене для воспроизведения живых организмов.

Основные отличия гамет от соматических клеток:

1. Зрелые половые клетки имеют гаплоидный набор хромосом. соматические клетки имеют диплоидный набор. Например, соматические клетки человека содержат 46 хромосом. зрелые гаметы имеют 23 хромосомы.

2.У половых клеток изменено ядерно-цитоплазматическое соотношение. В женских гаметах объем цитоплаз­мы во много раз превышает объем ядра. в мужских клетках имеется обратная закономерность.

3. Гаметы имеют особый метаболизм. в зрелых половых клетках про­цессы ассимиляции и диссимиляции замедленны.

4. Гаметы различны между собой и эти различия обусло­влены механизмами мейоза.

Гаметогенез

Сперматогенез — развитие мужских половых клеток. диплоидные клетки извитых канальцев семенников превращаются в гаплоидные сперматозоиды (рис. 1). Сперматогенез вклю­чает 4 периода: размножения, роста, созревания, формирования.

1. Размножение. Исходный материал развития сперматозоидов — сперматогонии. клетки округлой формы с крупным, хорошо окра­шивающимся ядром. содержит диплоидный набор хромосом. Сперматогонии быстро размножаются митотическим де­лением.

2. Рост. Сперматогонии образуют сперматоциты пер­вого порядка.

3. Созревание. В зоне созревания происходит два мейотических деления. Клетки после первого деления созревания называются сперматоцитами второго порядка. Затем идет второе деление созревания. происходит редукция диплоидного числа хромосом до гаплоидного. образуется по 2 сперматиды. Следовательно, из одного диплоидного сперматоцита пер­вого порядка образуются 4 гаплоидные сперматнды.

4. Формирование. Сперматиды постепенно превращаются в зрелые сперматозоиды. У мужчин выход сперматозоидов в полость семенных канальцев начинается после наступления по­ловой зрелости. Он продолжается до затухания деятельности поло­вых желез.

Овогенез — развитие женских половых клеток. клетки яичника — овогонии превращаются в яйцеклетки (рис. 2).

Овогенез включает три периода: размножение, рост и созревание.

1. Размножение овогоний, так же как и сперматогоний, происходит путем митоза.

2. Рост. Во время роста овогонии превращаются в овоциты первого порядка.

Рис. 2. Сперматогенез и овогенез (схемы).

 

3. Созревание. как и при сперматогенезе, идут друг за другом два мейотических деления. После первого деления образуются две клетки, различные по своей величине. Одна большая — овоцит второго порядка и меньшая — первое направительное (полярное) тельце. В результате второго деления из овоцита второго порядка также образуются две нерав­ные по размерам клетки. Большая — зрелая яйцевая клетка и маленькая — второе направительное тельце. Таким образом, из одного диплоидного овоцита первого порядка об­разуется четыре гаплоидные клетки. Одна зрелая яйцеклетка и три по­лярных тельца.. Этот процесс протекает в маточной трубе.

Мейоз

Мейоз — биологический процесс в период созревания половых клеток. диплоидные яйцеклетки делятся непрямым путем. в результате образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом.

Мейоз включает первое и второе мейотическое деление.

Первое мейотическое деление (редукционное). Первому делению предшествует интерфаза. в ней происходит синтез ДНК. Однако профаза I мейотического деления отличается от профазы митоза. Она состоит из пяти стадий: лептотена, зиготена, пахитена, диплотена и диакинез. Поэтому профаза первого деления является наиболее сложным и длительным эта­пом мейоза.

В метафазе первого деления хромосомы, соединенные в бивалентах, располагаются по экватору.

В анафазе I про­исходит расхождение к полюсам клетки гомологичных хромосом из каждой пары, а не хроматид. В этом принципиальное отличие от аналогичной стадии митоза.

Телофаза I. Происходит формирование двух клеток с гаплоидным набором хромосом (например, у человека – 23 хромосомы). однако количество ДНК сохраня­ется равным диплоидному набору.

Второе мейотическое деление (эквационное). Сначала идет ко­роткая интерфаза. в ней синтез ДНК отсутствует. Затем следуют профаза II и метафаза II. В анафазе II расходятся не гомологичные хромосомы, а только их хроматиды. Поэтому дочерние клетки остаются гаплоидным. ДНК в гаметах - вдвое меньше, чем в соматических клетках.

Биологическое значение мейоза:

Строение половых клеток

Сперматозоиды это подвижные мелкие гаметы. Они самые мелкие клетки организма. Они не содержат желтка. Размеры сперматозоидов, например у человека около 70 мкм длины. они состоят из головки, шейки, тела и хвоста (рис. 3).

Рис. 3. Схема строения сперматозоида млекопитающего:

А – общий вид. В – схема строения: 1 – головка; 2 – тело; 3 – хвост;

4 – акросома; 5 –ядро; 6 –центросома; 7 – митохондриальная спираль; 8 – осевая нить; 9 – центральное кольцо

Головка. Основную часть головки занимает ядро, окруженное тонким ободком цитоплазмы.

Акросома. В передней части головки лежит акросома. Это - цитоплазматический чехлик с протеолитическими ферментами, при помощи которых сперматозоид внедряется в яйцеклетку.

Шейка и тело – короткий отдел. Здесь рас­положены митохондрии. Шейка также содержит базальное тельце. от него отходит опорная осевая нить. Она идет вдоль тела и хвоста.

Хвост имеет осевую нить. Хвостовая часть богата липидами.

Сперматозоиды содержат У-хромосому или Х-хромосому.

Яйцеклетки бывают круглой или овальной формы и различных размеров. В отличие от сперматозоидов они больших размеров. Их цитоплазма содержит питательное вещество — желток. желток состоит из белка и липидов. Они необходи­мы для развития зародыша. Наибольшее яйцо у сельде­вой акулы. Оно достигает 29 см в диаметре. у женщины созре­вает только около 400 яйцеклеток за всю жизнь.

яйцо имеет оболочку, цитоплазму и небольшое ядром (рис. 4).

Яйцо окружено фолликулярными клетками. Они прилегают к поверхности яйцеклетки.

В овоплазме находятся включения. особенно важны питательные вещества. Они обеспечивают развитие и рост зародыша. Это желточные зерна.

 

 

 

 

различают следующие типы яйцевых клеток.

1. Изолецитальные яйца содержат относительно мало желтка. Он рас­пределен равномерно по всей цитоплазме яйца. Ядро при этом занимает центральное положение (яйца моллюсков, иглокожих, ланцетника, млекопитающих).

2. Телолецитальные яйца имеют много желточных зерен. Они накапливаются у вегетативного полюса. На анимальном полюсе расположены цитоплазма без желтка и ядро. Это яйца рыб, амфибий, рептилий, птиц.

3. Центролецитальные яйца имеют центральное ядро. вокруг него рас­полагается желток в виде зерен. Это яйца членистоногих.

под цитоплазматической мембраной находится кортикальный слой толщиной 2—3 мкм. Кортикальные тельца развиваются из пузырькового комплекса Гольджи. Они защищают яйцо от проникновения лишних сперматозоидов.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ, КОТОРЫЕ НЕОБХОДИМО УСВОИТЬ ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ЦЕЛЕЙ ЗАНЯТИЯ

а) Определение и биологическая суть размножения;

б) виды размножения;

в) структурная организация половых клеток;

г) мейоз, его биологическое значение и основные этапы;

д) процесс оплодотворения как основной механизм полового разм­ножения.

 

САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА СТУДЕНТОВ

 

1. Изучить строение женских половых клеток:

а) на микропрепаратах яичников кошки найти изолецитальные клетки в зрелых фолликулах, рассмотреть и зарисовать, сделать обозначения;

б) рассмотреть умеренно телолецитальные яйцевые клетки лягушки, обратить внимание на размеры, наличие темного анимального полюса и светлого вегетативного. Зарисовать.

в) рассмотреть яйцевые клетки беззубки. Зарисовать.

2. Изучить строение мужских половых клеток:

а) рассмотреть при различных увеличениях микропрепарат – мазок сперматозоидов морской свинки, отметить характерные структуры, зарисовать несколько кле­ток;

3. Рассмотреть микропрепарат семенника белой крысы, отметить характер расположения зрелых сперматозоидов в просвете канальцев, зарисовать, сделать обозначения.

4. Зарисовать схему стадий гаметогенеза. (ЗАРИСОВАТЬ ДОМА)

 

КРОК 1

1. С помощью шпателя сделан соскоб слизистой рта человека. В не разрушенных эпителиальных клетках окрашенного мазка хорошо видны овальные ядра, неодинаковые по размерам. Каким путем происходило деление этих клеток:   А. Мейоз B. Митоз C. Амитоз D. Шизогония Е. Бинарное деление

2. Половое размножение обеспечивает значительное генетическое разнообразие путем комбинативной изменчивости. Одним из главных источников этих процессов является мейоз половых клеток. На какой из стадий профазы редукционного деления мейозом происходит перекомбинация отцовских и материнских аллелей генов в каждой группе сцепления? А. Зиготена. В. Пахитена. С. Диакинез. D. Лептонема. Е. Диплотена.

3. Оогенез делится на три периода: размножение, рост и созревание. Клетки, вступившие в период роста, называются:

А. Овогонии;

В. Вторичные овоциты

С. Яйцеклетка;

D. Первичные овоциты

Е. Первичные полоциты.

1.5. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ЗАНЯТИЯ преподавателем и проверка выполнения работы каждым студентом.

1.6. МЕСТО И ВРЕМЯ ЗАНЯТИЯ: учебная комната, 2 академи­ческих часа.

1.7. ОСНАЩЕНИЕ ЗАНЯТИЯ: микроскопы, микропрепараты, таб­лицы, схемы.

ЛИТЕРАТУРА:

1. Биология: учебник: в 2 т./ под ред. В.Н. Ярыгина/ В.Н. Ярыгин, В.В. Глинкина, И.Н. Волков, В.В. Синельщикова, Г.В. Черных. М.: ГЭОТАР-Медиа.2011.-. Т.1-736 с; Т.2-560 с.:ил.

2. Биология. Руководство к лабораторным занятиям: учебное пособие /под ред. Н.В.Чебышева.- 2-е изд., испр. и доп. Н.В. Чебышев, А.Н. Демченко, Г.Г. Гринева,

Г.С. Гузикова, И.А. Беречикидзе, Е.А. Гришина, М.В. Козаръ, А.М. Супряга,

А.В.Филиппова М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011.- 384 с.:ил.

3. Биология: Руководство к практическим занятиям для стоматологического факультета: учебное пособие /под ред. В.В. Маркиной. / В.В. Маркина, Ю.Д. Оборотистов,

Т.Ю. Татаренко-Козмина и др. М.: ГЭОТАР- Медиа, 2010.- 448 с.:ил.

 

ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ И ИХ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

1.1. ЗНАЧЕНИЕ ТЕМЫ. Размножение – фундаментальное свойство жизни. Знание про­цесса размножения необходимо сту­денту для понимания закономер­ностей эволюции. будущему врачу эти знания необходимы для выяснения сущности формирования наследственной патологии.

1.2. ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ. Общая: Знать виды размножения, биологичес­кую роль полового и бесполого разм­ножения, особенности мейоза как способа деления половых клеток, строение половых клеток, процесс оплодотворения.

1.3. КОНКРЕТНЫЕ ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ:

1.3.1. Уметь находить на гистологических препаратах половые клетки и отличать их от соматических клеток.

1.3.2. Уметь выделять структурные компоненты этих клеток. 1.3.3. Уметь отличать зиго­ту от неоплодотворенной яйцеклетки.