Глава 4. Размножение организмов.............................. 1 § 18. Деление клеток. Митоз....................................... 2 § 19. Способы размножения организмов................... 5 § 20. Мей

Страница 4 из 6

Такое разнооб­разие возможных генотипов делает каждое существо неповто­римым, генетически уникальным. В период мейоза генетический материал очень уязвим. Если, например, в результате облучения или воздействия химических соединений произойдет разрыв ДНК в момент расхождения хромосом, то часть наследственного материала утратится. Потеря участка ДНК в соматической клетке во время митоза приведет к нарушению только в ее дочерних клетках, составляющих небольшую часть существа.

Если же утратится часть хроматиды созревающей половой клетки, то пострадает потомство: его наследственная информация будет неполной, какие-то процессы жизнедеятельности не смогут осуществляться. При этом большей опасности подвергается женский эмбрион, поскольку весь запас женских гамет (у человека около 300) формируется в эмбриональный период сразу на всю жизнь, мужские же гаметы образуются прак­тически весь период жизнедеятельности.

Незначительные дозы радиации, совсем не опасные для самого организма, могут нарушить хромосомы яйцеклеток эмбриона и привес­ти к генетическим аномалиям в следующем поколении. Партеногенез. Некоторые животные (дафнии, скальные ящерицы, часть рыб, тли) и растения (одуванчики) в опреде­ленные периоды способны размножаться без слияния мужской и женской гамет.

Развитие происходит из неоплодотворенной яйцеклетки. Диплоидность, например, у скальных ящериц до­стигается слиянием яйцеклетки с полярным тельцем. При этом, как правило, образуются особи только женского пола. Эта раз­новидность полового размножения называется партеногенезом. Пчелиная матка откладывает два вида яиц: оплодотворен­ные диплоидные и неоплодотворенные гаплоидные.

Из неоплодотворенных яиц развиваются трутни, а из оплодотворенного – самки, из которых при хорошем кормлении выраста­ет матки, а при создаваемом недостатке питания получают­ся рабочие пчелы. Иногда партеногенез можно вызвать искусственно, воздей­ствуя светом, кислотами, высокой температурой и другими агентами. Если, например, уколоть иголочкой неоплодотворенную яйцеклетку лягушки, то эта яйцеклетка может, не оплодотворившись, начать деление и развиться во взрослую особь.

Самопроизвольно партеногенез у лягушек не происхо­дит. Деление яйцеклетки некоторых рыб может начаться после поверхностного контакта со сперматозоидом близких видов рыб. Оплодотворения не происходит, но яйцеклетка начинает делиться. Основным способом разведения тутовых шелкопрядов яв­ляется стимулирование партеногенеза путем кратковременного нагревания яиц до 46°С.

Из неоплодотворенных яйцеклеток развиваются полноценные в генетическом отношении самки шелкопряда. 1. Почему для половых клеток необходим гаплоидный набор? 2. Опишите основные фазы мейоза. 3. В чем отличие метафаз митоза и мейоза? 4.

Какие два процесса мейоза обеспечивают многообразие признаков в потомстве? 5. Чем опасно химическое и радиационное воздействие при вынашивании девочек? 6. Что называют партеногенезом? Приведите примеры. §21.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ Сущность процесса оплодотворения составляет слияние мужской и женской гамет – специализированных половых клеток, имеющих гаплоидный (одинарный) набор хромосом. В результате образуется диплоидная оплодотворенная яйцек­летка – зигота. Таким образом, при оплодотворении восста­навливается двойной набор, характерный для соматических Клеток.

Хромосомы в ядре зиготы содержатся гомологичны­ми парами, то есть любой признак (например, цвет глаз Человека или шерстистость собаки) записан в ДНК дважды – генами отца и генами матери. После оплодотворения зигота удваивает свои хромосомы Путем репликации ДНК и приступает к митотическому деле­нию – начинается развитие нового организма. Оплодотворение, как и гаметогенез, у растений и живот­ных имеет сходные черты. Оплодотворение у животных.

Населяющие планету живые организмы различаются строением, образом жизни, средой обитания. Одни из них производят очень много половых кле­ток, другие –относительно мало. Существует разумная зако­номерность: чем меньше вероятность встречи мужской и жен­ской гамет, тем большее число половых клеток продуцируют организмы. Рыбам и амфибиям свойственно внешнее осемене­ние.

Их гаметы попадают в воду, где и происходит оплодот­ворение. Многие гаметы погибают или поедаются другими су­ществами, поэтому эффективность внешнего осеменения очень низка. Для сохранения вида рыбам и амфибиям необходимо производить огромное количество гамет (треска мечет около 10 млн. икринок). Высшие животные и растения используют внутреннее осе­менение.

В этом случае процесс оплодотворения и образующа­яся зигота защищены организмом матери. Вероятность оплодот­ворения значительно повышается, поэтому и продуцируется, как правило, лишь несколько яйцеклеток. Но сперматозоидов все же производится достаточно много, их избыточное количество не­обходимо для создания вокруг яйцеклетки определенной хими­ческой среды, без которой оплодотворение невозможно.

Яйцек­летка имеет механизмы, препятствующие проникновению лиш­них сперматозоидов. После того, как проник первый, она выделяет вещество, подавляющее подвижность мужских гамет. Даже если их в яйцеклетку успевает проникнуть несколько, то с яйцеклеткой сливается только один, остальные гибнут. Обычно оплодотворение происходит сразу после осеменения, но у некоторых животных существуют механизмы задержки оплодотворения до весенне-летнего сезона.

У летучих мышей при позднем осеннем спаривании оплодотворения не происходит. Яйцеклетка созревает только к весне, а сперматозоиды благополучно перезимовывают в половых органах самки. У других организмов начавшая развиваться зигота консервирует­ся до наступления благоприятного для потомства сезона, с на­ступлением весны ее развитие продолжается.

Благодаря этой способности общий период беременности у горностая может затягиваться до 300-320 суток, у соболя – до 230-280 суток. Оплодотворение у растений. Процесс оплодотворения у ра­стений при общем сходстве с оплодотворением животных име­ет некоторые особенности. У покрытосеменных растений муж­ские гаметы (спермин), в отличие от сперматозоидов, малопод­вижны.

Их развитие начинается с формирования в пыльнике Цветка микроспор – пыльцевых зерен. В созревшем пыльцевом зерне содержится вегетативная клетка и два спермия. Попадая на рыльце пестика, вегетативная клетка формирует пыльцевую трубку, прорастающую по направлению к се­мяпочке. По этой трубке спермин перемещаются внутрь цвет­ка и когда кончик трубки разрывается, они попадают в за­родышевый мешок.

Один из них сливается с яйцеклеткой и образует зиготу – зародыш: будущего растения. Второй спер­ший сливается с двумя ядрами гаплоидных клеток, располагающихся в центре зародышевого мешка. В результате обра­зуется триплоидная клетка – эндосперм. Путем многократных митозов эндосперм формирует питательную среду вокруг за­родыша. Второе оплодотворение с образованием и развитием эндос­перма происходит только после того, как оплодотворится яйцеклетка.

Этот универсальный для всех покрытосеменных растений половой процесс носит название двойного оплодот­ворения. Он открыт в 1898 г. известным русским ботаником С. Г. Навашиным. 1. В чем заключается генетическая сущность оплодотворения? 2. Как объяснить на молекулярном уровне присутствие у по­томства признаков отца и матери? 3.

Какая существует взаимозависимость между вероятностью встречи гамет и их количеством? 4. Как происходит оплодотворение у животных? 5. Опишите последовательность оплодотворения у растений.

Чем различаются процессы оплодотворения у животных и растений? 6. Почему оплодотворение покрытосеменных растений назы­вают двойным? Глава 5. ИНДИВИДУАЛЬНОЕ РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ С момента образования зиготы начинается индивидуальное развитие особи – онтогенез. Эта фаза присуща любому суще­ству независимо от уровня его организации.

Процесс формирования целого организма из единственной клетки – зиготы – не перестает удивлять и озадачивать уче­ных. Зигота содержит только наследственные задатки – гены, она не обладает характерными признаками и свойствами це­лого организма. Каким образом она реализует наследственную информацию и развивается в сложный многофункциональный организм, состоящий из множества разновидных тканей и органов?

Претензии к содержанию