Тема:Розмноження живих організмів.

Мета:розширити знання щодо різних форм розмноження живих організмів, вміти робити порівняльну характеристику статевих клітин, виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримати нові знання самостійно; розвивати духовні і інтелектуальні  відчуття.

 .

 Питання, що виносять на самостійне вивчення:

1 Визначення розмноження. Форми розмноження.

2 Види нестатевого та вегетативного розмноження. Приклади.

3 Статеве розмноження. Приклади.

4 Будова статевих клітин. Порівняльна характеристика.

5 Роздільностатеві та гермафродитні організми. Приклади.

 

Література:

1 Біологія (профільний рівень) Межжерін С.В., Межжеріна Я.О., Коршевнюк Т.В. – К.: „Планета книжок”, 2010 р

2 Біологія (рівень стандарту, академічний рівень) Балан П.Г., Вервес Ю.Г., Поліщук В.П. – К.: „Генеза”, 2010 р.

3 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: «Ранок», 2010. – 256 с.

 

 

Завдяки розмноженню забезпе­чується безперервність поколінь організмів різних видів. Унаслідок розмноження батьківські особини пе­редають нащадкам певну спадкову інформацію. В од­них випадках спадкова інформація передається майже повністю і особини дочірнього покоління є точ­ною генетичною копією батьків. Це, зокрема, спостері­гається при нестатевому і вегетативному розмноженні чи партеногенезі. В інших випадках (при статевому розмноженні) нащадки певним чином відрізняються від батьків за набором спадкової інформації, що зу­мовлює мінливість виду.

Нестатеве розмноженняорганізмів відбувається за допомогою окремих нестатевих клітин (їхнім поділом навпіл, множинним поділом, бруньку­ванням) або за рахунок утворення спор. Нестатеве розмноження спостерігають в одноклітинних і деяких багатоклітинних організмів (водорості, гриби, вищі спорові).

У разі поділу клітини навпілутворюються дві дочірні клітини, удвічі дрібніші за материнську. При цьому органели материнської клітини більш-менш рівномірно розподіляються між ними. Якщо ж певна органела наявна в материнській клітині в од­нині, то вона потрапляє в одну з дочірніх клітин, а в іншій формується заново (наприклад, довгий джгутик у евглени зеленої). Дочірні клітини, що утворилися, живляться, ростуть і, досягнувши певних розмірів, також починають розмножуватись.). Така форма нестатевого розмножен­ня притаманна, наприклад, паразиту крові людини малярійному плазмодію.

Клітини певних організмів (наприклад, дріжджів, деяких інфузорій) можуть розмножуватись бруньку­ванням: при цьому від більшої клітини (материнсь­кої) відокремлюється менша (дочірня)

Розмноження спорами відомо у багатьох еукаріотів: грибів, водоростей, мохів, хвощів, плаунів, папоротей, їхні спори - це окремі спеціалізовані клітини, оточені, зазвичай, захисними оболонками. Вони слугують для розмноження і розповсюдження організмів. Деякі спо­ри мають джгутики, за допомогою яких вони здатні активно пересуватись у вологому середовищі

( певні види водоростей і грибів). У таких спор немає щільної оболонки, тому тривалість їхнього життя незначна. Спори, які не мають джгу­тиків, зазвичай, вкриті щільною оболонкою і здатні зберігати життєздатність протягом кількох десятків років. Вони поширюються вітром, водою, іншими організмами. В одних випадках спори утворюються шляхом мітозу (певні види грибів і водоростей), в інших - мейозу (мохи, хвощі, плауни, папороті).

у деяких паразитичних одноклітинних тварин (наприклад, споровиків) спори - це одноклітинні або багатоклітинні ут­вори, оточені щільною оболонкою. Ці спори не є формою нестатевого розмноження, оскільки вони слугують лише для переживання несприятливих періодів і поширення (наприк­лад, для зараження нових хазяїв). Те саме стосується і спор, які утворюють деякі групи бактерій.

Вегетативне розмноження,на відміну від не­статевого, здійснюється багатоклітинними частинами, які відокремлюються від материнського організму.

У багатоклітинних водоростей, грибів і лишайників вегетативне розмноження може відбуватися у вигляді фрагментації, тобто відокремленням певних бага­токлітинних частин тіла або ж за допомогою спеціалі­зованих утворів (у лишайників).

Вищі рослини можуть розмножуватись вегетатив­ними органами, їхніми частинами або видозмінами (кореневищами, стебловими бульбами, цибулинами, вусами, вивідковими бруньками) До різноманітних способів вегетативного розмно­ження тварин належать: брунькування, впорядкова­ний або невпорядкований поділ тіла та інші. За невпорядкованого поділу кількість і розміри ча­стин, на які розпадається організм, непостійні. Цей вид вегетативного розмноження відомий серед різних груп безхребетних тварин (губки, кишковопорож­нинні, плоскі та кільчасті черви, голкошкірі). На­томість за впорядкованого поділу кількість і розміри фрагментів, що утворилися, більш-менш постійні (морські зірки, поліпи кишковопорожнин­них тощо).

 Здатність до поділу (фрагментації) у деяких видів тварин може бути вражаючою. Наприклад, багатощетинковий чер­в'як додекацерія може розпадатись на окремі сегменти. Кожен з них на передньому кінці починає відновлювати передній кінець тіла, а на задньому - хвостовий. Зго­дом ці відновлені ділянки відокремлюються від материнсь­кого сегмента і перетворюються на самостійних дочірніх особин. Через деякий час материнський сегмент відокрем­лює від себе ще пару дочірніх особин, і після цього гине внас­лідок виснаження поживних речовин.

Поширеним способом вегетативного розмноження тварин є брунькування, під час якого від материн­ського організму відокремлюється один або кілька багатоклітинних утворів — бруньок, що згодом розви­ваються в самостійні організми (наприклад, поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви). Коли ж бруньки залишаються на все життя зв'язани­ми з материнським організмом, виникають колонії (наприклад, губки, коралові поліпи).

Особливими способами розмноження організмів є поліембріонія і партеногенез.

 По­ліембріонія(від грец. поліс — численний і ембріон -зародок) - процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Поліембріонія досить по­ширена серед різних груп тварин (війчасті та кільчасті черви, іноді у членистоногих, риб, птахів і ссавців). Як постійне явище вона притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям наприклад, броненос­цям). У людини у разі поліембріонії народжуються однояйцеві близнята, які мають ідентичний набір спадкової інформації.

Трапляється поліембріонія і у рослин. При цьому в одній насінині розвивається кілька зародків (тюльпа­ни, лілії, латаття, суниці тощо). Додаткові зародки в насінині можуть розвиватись не тільки із заплідне­ної яйцеклітини, а й з інших клітин насінини.

Партеногенез(від грец. партенос - дівчина і ге-незіс - походження) - розвиток нового організму з незаплідненої яйцеклітини. Як і у випадку поліем­бріонії, за партеногенезу дочірні організми мають ідентичний з материнським набір спадкової інфор­мації. Є організми, в яких партеногенез — єдиний спосіб розмноження (деякі комахи - паличники, диб­ки). А, наприклад, у ящірок існують роздільностатеві та партеногенетичні популяції. У життєвому циклі по­пелиць і дафній закономірно чергуються покоління, які розмножуються статевим способом і партеногенетичним.

Партеногенез за своїми особливостями займає ніби проміжне положення між нестатевим і статевим спо­собами розмноження. З одного боку, новий організм розвивається зі спеціалізованої статевої клітини - яй­цеклітини, з іншого - розвитку дочірньої особини не передує запліднення.

У результаті нестатевого і вегетативного розмножен­ня, поліембріонії або партеногенезу дочірні особини за набором спадкової інформації здебільшого є точ­ними копіями батьків. Людина використовує цю осо­бливість при розмноженні культурних рослин, підтримуючи з покоління в покоління властивості пев­них сортів.

Статевий процес - це поєднання в одній клітині спадкового матеріалу двох різних клітин. Він може відбуватися у формі кон'югації або копуляції.

 Кон'югація ('від лат. кон'югатіо - сполучення) - спільна назва кількох форм статевого процесу, відомих у деяких груп організмів.

У бактерій в процесі кон'югації дві клітини тимча­сово зближуються і через цитоплазматичний місток обмінюються ділянками своїх молекул ДНК. У дея­ких зелених, діатомових водоростей і грибів при ко­н'югації зливаються дві подібні безджгутикові клітин. Через цитоплазматичні містки, що утво­рилися, вміст однієї клітини (її умовно називають чоловічою) переходить в іншу (жіночу). Так утво­рюється зигота, яка після певного періоду спокою починає ділитися.

В одноклітинних тварин інфузорій у процесі кон'югації відбувається обмін ядрами: через цито­плазматичні містки мігруючі (чоловічі) ядра кож­ної з двох клітин переходять в інші і там зливаються зі стаціонарними (жіночими). Після такого об­міну ядрами клітини розходяться і внаслідок кількох поділів у кожної з них відновлюється влас­тивий їм набір ядер.

Біологічне значення кон'югації полягає в обміні спадковим матеріалом між різними особинами. Це сприяє спадковій мінливості, яка підвищує стійкість популяцій організмів до умов довкілля, що змінюються.

Копуляція (від лат. копулятіо — сполучення) - це процес злиття двох статевих клітин (гамет). При цьому вони можуть бути однаковими (як наприклад, У хламідомонади) або ж відрізнятися за формою, роз­мірами і особливостями будови (вищі рослини, хордові тварини тощо).

Статеві клітини передають спадкову інформацію від особин батьківсь­кого покоління нащадкам. Порівняно з нестатевими (соматичними) клітинами вони мають половинний (як правило, гаплоїдний) набір хромосом. Під час злиття статевих клітин у заплідненій яйцеклітині віднов­люється характерний для організмів даного виду набір хромосом.

Жіночі статеві клітини — яйцеклітини - відрізня­ються від чоловічих більшими розмірами, оскільки містять запас поживних речовин, потрібний для роз­витку зародка. Яйцеклітини можуть бути оточені кількома різними оболонками. Наприклад, у птахів яйцеклітина вкрита товстою білковою оболонкою, двома тонкими підшкаралупними, твердою вапня­ною шкаралупою і тонким зовнішнім кутикулярним шаром у вигляді плівки. Ці оболонки ви­конують захисну функцію, а білкова слугує також джерелом води для зародка та поживних речовин для пташеняти.

Розміри яйцеклітини залежать від кількості запас­них поживних речовин у цитоплазмі. Наприклад, у більшості ссавців, зародки яких отримують поживні речовини від організму матері через плаценту, розмі­ри яйцеклітин (без урахування зовнішніх оболонок) варіюють від 50 (мишоподібні гризуни - полівки) до 180 мкм (вівці). У людини діаметр яйцеклітини ста­новить 90мкм.

Якщо в яйцеклітині накопичується значний запас поживних речовин (жовток), її діаметр (без зовнішніх оболонок) може досягати кількох сантиметрів: 5-7 (акули), 8 (страуси). З ура­хуванням зовнішніх оболонок розміри таких яйцеклітин ще більші. Наприклад, у африканського страуса яйце може мати довжину понад 15 см при масі 1,5-2 кг.

Чоловічі статеві клітини — сперматозоїди— за роз­мірами менші за яйцеклітини. їхня довжина від 10 до 800 мкм, але іноді може сягати навіть 8 000 мкм (черепашкові раки; цікаво, що тіло цих тварин може бути коротшим за сперматозоїди у 6—9 разів). Спер­матозоїди часто мають джгутики (хвіст) і здатні до активного руху. Сперматозоїди зі джгутиками харак­терні для різних груп організмів (зелені водорості, вищі спорові рослини, хордові тварини тощо).

Розглянемо будову сперматозоїда ссавців. Він має коротку головку, в якій міститься ядро. На передній частині головки є особлива органела (ак-росожа), яка формується з елементів комплексу Гольджі. Вона забезпечує проникнення сперматозої­да в яйцеклітину (виділяє ферменти, що розчиняють її оболонку) і перехід яйцеклітини від стану спокою до періоду розвитку. За головкою розташована ший­ка, а за нею - проміжний відділ і хвіст. У шийці міститься одна або дві центріолі, а в проміжному відділі - мітохондрії, які забезпечують енергією робо­ту хвоста.

У деяких вищих (більшість голонасінних, покрито­насінних) і нижчих (червоні водорості) рослин, грибів, деяких груп тварин (аскариди, річкові раки) сперма­тозоїди джгутиків не мають й інколи бувають химер­ної форми.

   У статевому процесі, як правило беруть участь дві особини. У них в особливих статевих за­лозах формуються статеві клітини - чоловічі або жіночі. Тварини, які мають лише один тип статевих залоз, тобто чоловічі (сім'яники) або жіночі (яєчни­ки), й утворюють лише один тип статевих клітин, називають роздільностатевими. Якщо чоловічі й жіночі статеві залози закладаються в одному ор­ганізмі, здатному утворювати як чоловічі, так і жіночі статеві клітини, то таких тварин називають гермафродитами.

В одних випадках гермафродити можуть одночас­но утворювати як чоловічі, так і жіночі статеві кліти­ни (наприклад, різні види плоских червів). В інших випадках організм спочатку функціонує як особина однієї статі, а через деякий час - іншої (деякі риби, ракоподібні). Як випадкове явище, гермафродитизм спостерігають у роздільностатевих тварин, а також у людини.

Біологічне значення гермафродитизму полягає у підвищенні ймовірності залишити нащадків, змен­шенні витрат енергії на пошуки партнера для роз­множення. Гермафродитизм дуже важливий для організмів, які ведуть прикріплений спосіб життя, паразитів, а також глибоководних видів (певні види ракоподібних, риб, двостулкових молюсків тощо).

У більшості гермафродитів є різноманітні механіз­ми, які запобігають самозаплідненню (неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин, певні особливості будови статевої системи тощо).

Рослини, у яких органи, що формують чоловічі та жіночі статеві клітини, розташовані на різних особи­нах, називають дводомними (зозулин льон, верба, обліпиха), а на одній особині - однодомними (на­приклад, кукурудза).

 

 

Питання для самоконтролю:

1 Дати визначення розмноженню та формам розмноження?

2 Як відбувається нестатеве розмноження, кожен його вид? Наведіть приклади кожного з видів нестатевого розмноження.

3 Як відбувається вегетативне розмноження, кожен його вид? Наведіть приклади кожного з видів вегетативного розмноження.

4 Як відбувається статеве розмноження, кожен його вид? Наведіть приклади кожного з видів статевого розмноження.

5 Будова статевих клітин. Дайте порівняльну характеристику чоловічої та жіночої статевих клітин.

 

Самостійне заняття 9

Тема:Генетика як наука.

Мета:розширити знання про науку генетику, про вчених – генетиків, про методи генетичних досліджень. Самостійно розглянути дигібридне схрещування та третій закон Г.Менделя. Виховувати зацікавленість дисципліною, прагнення отримати нові знання самостійно; розвивати духовні і інтелектуальні  відчуття.

 

 Питання, що виносять на самостійне вивчення:

1  Історія генетики.

2 Методи генетичних досліджень.

3 Третій закон Г.Менделя.

Література:

1   Біологія (профільний рівень) Межжерін С.В., Межжеріна Я.О., Коршевнюк Т.В. – К.: „Планета книжок”, 2010 р

2 Біологія (рівень стандарту, академічний рівень) Балан П.Г., Вервес Ю.Г., Поліщук В.П. – К.: „Генеза”, 2010 р.

3 Тагліна О.В. Біологія, 10 клас (рівень стандарту, академічний рівень). Підруч, для загальноосв. навч. закл.- Х.: «Ранок», 2010. – 256 с.

 

 

Датою народження генетики вважають 1900 рік, коли три вчені, які проводили досліди із гібридизації рослин, голландець Г. де Фріз, німець К. Корренс та австрієць Е. Чермак незалежно один від одного відкрили ті самі закономірності успадковування ознак у рослин, які були встановлені 1865 року чеським дослідником Грегором Менделем і описані в його роботі «Досліди над рослинними гібридами». Сам термін «генетика» запропонував 1906 року англійський уче­ний У. Бетсон.

Генетичні дослідження обіймають чи­мало різних питань: вивчення матеріальних носіїв спадкової інформації - генів, закономірностей її збе­реження і передачі нащадкам; з'ясування залежності прояву спадкової інформації у фенотипі від дії пев­них умов довкілля; причин змін спадкової інформації і механізмів їхнього виникнення; дослідження ге­нетичних процесів, які відбуваються в популяціях організмів, і багато інших.

Залежно від рівня організації живої матерії в гене­тиці застосовують і відповідні методи досліджень.

Гібридологічний методполягає у схрещуванні (гібридизації) організмів, які відрізняються певними станами однієї або кількох спадкових ознак. На­щадків, одержаних від такого схрещування, назива­ють гібридами (від грец. гібрида — суміш), а сам процес, в основі якого лежить об'єднання різного генетичного матеріалу в одній особині (клітині), гібридизацією. За допомогою системи схрещувань дослідники можуть встановити характер успадкуван­ня певних станів ознак у ряду поколінь нащадків.

Генеалогічний(від грец. генеалогія - родовід) методполягає у вивченні родоводів організмів. Він дає можливість простежити характер успадкування різних станів певних ознак у різних поколіннях. Цей метод широко застосовують у медичній генетиці, селекції тощо. За його допомогою визначають генотип особин і вираховують імовірність прояву того чи іншого стану ознаки у майбутніх нащадків.

Родоводи в генетиці складають у вигляді схем за певними правилами: організми жіночої статі позначають колом, а чо­ловічої - квадратом. Позначення особин одного покоління розташовують у ряд і з'єднують між собою горизонтальни­ми лініями, а предків і нащадків - вертикальними. Популяційно-статистичнийметод дає мож­ливість вивчати частоти зустрічальності різних але­лей та їхніх поєднань у популяціях організмів, а також генетичну структуру популяцій. Цей метод також за­стосовують у медичній генетиці для вивчення поширення певних алелей( переважно тих, які визначають ті чи інші спадкові захворювання) серед окремих груп населення. Для цього вибірково досліджують части­ну населення певної території і статистично обробля­ють одержані результати.

Наприклад, за допомогою цього методу було виявлено, що рецесивна алель, яка зумовлює дальтонізм (порушення зору, пов'язане зі сприйняттям кольорів), трапляється у 13% жінок (але захворювання проявляється лише у 0,5%) і 7% чоловіків (хворі всі).

Цитогенетичний методґрунтується на вивченні особливостей хромосомного набору (каріотипу) організмів. Застосування цього методу дає змогу ви­являти мутації, пов'язані зі змінами кількості хромо­сом і будови окремих із них.

Каріотип досліджують у клітинах на стадії метафа­зи, оскільки в цей період клітинного циклу структура хромосом виражена найчіткіше.

Близнюковий методполягає в дослідженні однояйцевих близнят (тобто організмів, які сформувалися з однієї зиготи). Однояйцеві близнята завжди однієї статі й мають однаковий генотип. Досліджуючи такі організми, можна вивчити роль чинників довкілля у формуванні фенотипу: різний характер їхнього впли­ву визначає і розбіжності в прояві тих чи інших станів певних ознак.

Особливу групу становлять методи генетичної інженерії,за допомогою яких учені змінюють гено­типи організмів: видаляють або перебудовують певні гени, вводять гени в геном іншої клітини або організ­му тощо. Геном - це сукупність генів гаплоїдного на­бору хромосом організмів певного виду. Крім того, дослідники можуть поєднувати в генотипі однієї осо­бини гени різних видів.

Результати генетичних досліджень слугують теоретичним підґрунтям для вирішення різних практичних задач. Так, сучасна селекція (на­ука про створення нових порід і сортів організмів та поліпшення якостей створених раніше) враховує дані генетичних наслідків різних систем схрещування організмів, вплив штучного добору на спадкові озна­ки, роль чинників довкілля у формуванні ознак тощо. Основні напрями досліджень медичної генетики - профілактика і лікування спадкових захворювань, дослідження факторів, які спричиняють зміни у ге­нотипі людини.

закон незалежного комбінування станів ознак:при ди- або полігібридному схрещу­ванні розщеплення за кожною ознакою відбувається незалежно від інших. Тобто дигібридне схрещування за умови, що один із алельних генів повністю домінує над іншим, є по суті двома моногібридними, які ніби накладаються одне на одне, тригібридне - три і т.д.

Розщеплення за фенотипом серед гібридів другого поко­ління можна описати формулою (3:1)", де (3:1) - характер розщеплення за кожною ознакою, an- кількість ознак (на­приклад, у разі дигібридного схрещування п = 2, тригібрид-ного- п = 3 тощо).

 

 

Питання для самоконтролю:

1 Які відкриття були залишені невідомими?

2 Якими дослідниками одночасно і що було перевідкрито?

3 Ким і що було запропоновано у 1906 році?

4 В чому полягає гібридологічний метод досліджень?

5 В чому полягає генеалогічний метод досліджень?

6 Яку можливість дає популяційно – статистичний метод досліджень?

7 На чому ґрунтується цитогенетичний метод досліджень ?

8 В чому полягає близнюковий метод досліджень?

9 На чому ґрунтуються методи генетичної інженерії ?

10 Сформулюйте закон незалежного комбінування станів ознак.

 

Самостійне заняття 10

---

Дата добавления: 2018-08-06; просмотров: 423; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

⇐ Предыдущая234567891011Следующая ⇒

---

Мы поможем в написании ваших работ!