Половое размножение, его эволюционное значение. Формы полового размножения. Чередование диплоидной и гаплоидной фаз жизненного цикла при половом размножении организмов.

Наследственность и изменчивость – универсальные свойства живого. Г. Мендель – основоположник современной генетики. Закономерности наследования признаков при моногибридном скрещивании (I и II законы Менделя). Примеры менделирующих признаков у человека.

Семейство Комариные: систематическое положение, строение, цикл развития. Отличия малярийных и немалярийных комаров на разных стадиях развития. Медицинское значение представителей. Меры борьбы с комарами.

1. Половое размножение. Сущность полового размножения в формировании половых клеток (гамет), слиянии мужской половой клетки (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) — оплодотворении и развитии нового дочернего организма из оплодотворенной яйцеклетки. Благодаря оплодотворению получение дочернего организма с более разнообразным набором хромосом, значит, с более разнообразными наследственными признаками, вследствие чего он может оказаться более приспособленным к среде обитания.

У одноклеточных организмов выделяют две формы полового размножения – копуляцию и конъюгацию.

При конъюгации специальные половые клетки не образуются. У этих организмов имеются два ядра – макро– и микронуклеус. При этом микронуклеус сначала делится митотически. Из него формируются стационарное и мигрирующее ядра, имеющие гаплоидный набор хромосом. Затем две клетки сближаются, между ними образуется протоплазматический мостик. Формируются обычные микро– и макронуклеусы, клетки расходятся. Так как при этом процессе не происходит увеличения количества особей, то говорят о половом процессе, а не о половом размножении. Однако происходит обмен (рекомбинация) наследственной информацией, поэтому потомки генетически отличаются от своих родителей.

При копуляции происходят образование половых элементов и их попарное слияние. При этом две особи приобретают половые различия и полностью сливаются, образуя зиготу. Происходят объединение и рекомбинация наследственного материала, поэтому особи генетически отличны от родительских.

Половое размножение многоклеточных.

Партеногенез

1) размножение возможно при редких контактах разнополых особей;

2) резко возрастает численность популяции, так как потомство, как правило, многочисленно;

3) встречается в популяциях с высокой смертностью в течение одного сезона.

ЧЕРЕДОВАНИЕ ГАПЛОИДНОЙ И ДИПЛОИДНОЙ ФАЗ ЖИЗНЕННОГО ЦИКЛА

Организмы с половым размножением в результате мейоза образуют гаплоидные гаметы. В момент оплодотворения благодаря слиянию двух таких клеток возникает диплоидная зигота. Многократные митотические деления зиготы и ее потомков приводят к увеличению числа диплоидных клеток, которые строят тело организма в процессе его развития. По достижении последним половой зрелости возобновляется процесс образования гаплоидных гамет. Таким образом, в жизненных циклах организмов, размножающихся половым способом, выделяются две фазы: гаплоидная и диплоидная.
Удлинение диплофазы в ходе эволюции объясняется преимуществами диплоидного состояния перед гаплоидным.

2. Наследственностью называется свойство организмов повторять в ряду поколений комплекс признаков (особенности внешнего строения, физиологии, химического состава, характера обмена веществ, индивидуального развития и т. д.).

Изменчивость — явление, противоположное наследственности. Она заключается в изменении комбинаций признаков или появлении совершенно новых признаков у особей данного вида.

Г. Мендель – основоположник современной генетики.

Закон единообразия гибридов первого поколения (первый закон Менделя) — при скрещивании двух гомозиготных организмов, относящихся к разным чистым линиям и отличающихся друг от друга по одной паре альтернативных проявлений признака, всё первое поколение гибридов (F1) окажется единообразным и будет нести проявление признака одного из родителей.

Закон расщепления (второй закон Менделя) — при скрещивании двух гетерозиготных потомков первого поколения между собой во втором поколении наблюдается расщепление в определенном числовом отношении: по фенотипу 3:1, по генотипу 1:2:1.

Закон независимого наследования (третий закон Менделя) — при скрещивании двух особей, отличающихся друг от друга по двум (и более) парам альтернативных признаков, гены и соответствующие им признаки наследуются независимо друг от друга и комбинируются во всех возможных сочетаниях (как и при моногибридном скрещивании). Во втором поколении наблюдалось расщепление фенотипов по формуле 9:3:3:1.

3. Тип Членистоногие (Arthropoda)

Класс Насекомые (Insecta

Отряд двукрылые Diptera

Комариные (Culicidae)        

Комариные (семейство Culicidae). Семейство насчитывает свыше 2 тыс. видов, многие из которых являются гематофагами. Распространены повсеместно. Наиболее часто встречаются комары трех родов — Anopheles, Culex и Aedes. Взрослые комары имеют стройное вытянутое тело небольших размеров. На голове расположены крупные фасеточные глаза, усики и ротовой аппарат. Самки имеют колюще-сосущий ротовой аппарат. У самцов ротовой аппарат сосущий, колющие части его редуцированы. Они питаются нектаром цветов. По бокам ротового аппарата лежат членистые усики. К трем сегментам груди с брюшной стороны прикрепляются длинные тонкие ноги. К среднегруди прикреплена пара прозрачных крыльев. Брюшко образовано 10-ю члениками, два последних видоизменены в половые придатки.

Средняя продолжительность жизни самки комаров в летнее время около 1 месяца, самцов — 10-15 дней. После созревания яиц самка летит к водоему и откладывает яйца на его поверхность. Из яиц выходят личинки. Развитие начинается при температуре воды не ниже 10'С. Личинки питаются бактериями и растительными остатками, создавая щетинками ток воды к ротовому отверстию. Они несколько раз линяют и превращаются в куколок, из которых выходит новое поколение имаго. У полициклических видов за теплое время года бывает от 2 до 5 — 7 поколений.

Морфологические и биологические особенности комара различных родов яйца. Комары рода Anopheles откладывают яйца в стоячие или слабо проточные незатененные водоемы с чистой водой. Яйца имеют поясок с воздушными камерами и плавают по одному. Яйца Culex имеют клиновидную форму без воздушных камер и откладываются на поверхность воды склеенными в виде лодочки. Комары рода Aedes откладывают яйца по одному во временные резервуары лужи, консервные банки, дупла и т. п. Яйца имеют вытянутую овальную форму без воздушных камер. Наличие разлагающихся органических веществ не мешает их развитию.

Личинки. Личинки комаров Culex и Aedes имеют на предпоследнем членике брюшка дыхательный сифон в виде узкой трубочки, на конце которой расположены стигмы. Личинки располагаются под углом к поверхности воды и дышат атмосферным воздухом. Личинки комаров Anopheles не имеют сифона, располагаются параллельно поверхности воды.

Куколки. Куколки всех комаров имеют форму запятой. На спинной стороне головогруди находится пара дыхательных сифонов. С их помощью куколки «подвешиваются» к поверхностной пленке воды. У комаров родов Culex и Aedes сифоны имеют цилиндрическую форму, а у рода Anopheles — воронкообразную (коническую).

Взрослые формы (имаго). Имаго различаются посадкой, рисунком крыльев и строением придатков головы. У комаров р. Culex и Aedes брюшко располагается параллельно поверхности, на которой они сидят, у комаров р. Anopheles — задний конец его приподнят. На крыльях некоторых видов малярийных комаров имеются темные пятна, у немалярийных комаров они отсутствуют. Головки самцов всех комаров имеют сильно опушенные нижнечелюстные щупики и усики, тогда как у самок они опушены слабо. У самок Anopheles нижнечелюстные щупики по длине равны хоботку, а у самок Culex и Aedes они составляют 1/3 — 1/4 длины хоботка. У самцов Anopheles нижнечелюстные щупики по длине равны хоботку и имеют на конце булавовидные утолщения, у немалярийных комаров они обычно длиннее хоботка и не имеют утолщений.

Медицинское значение. Комары — временные эктопаразиты человека и животных и переносчики возбудителей различных болезней. Укусы их болезненны и могут вызывать образование волдырей при расчесах. Комары рода Anopheles являются специфическими переносчиками и окончательными хозяевами возбудителей малярии. Комары рода Culex переносят возбудителей японского энцефалита, туляремии и вухерериоза.

Меры борьбы. Личные меры защиты от укусов заключаются в ношении закрытой одежды, применении репеллентов (отпугивающих средств, например, кремов, содержащих диметилфталат и др.), засечивании окон жилых помещений и др. Общественные меры борьбы заключаются в уничтожении личиночных форм и взрослых насекомых. Куколки не питаются и поэтому борьба с ними затруднена.

 

Экзаменационный билет 14