Методичка по биологии

2. Зарисуйте основные этапы амитотического деления клеток.

3. Рассмотрите постоянный микропрепарат митоз в корешке лука.

41

4.Зарисуйте все стадии митоза в клетках корешка лука на большом увеличении и обозначьте морфологические особенности, характеризующие каждую из стадий.

Название м/п___________________________________________________

Способ приготовления __________________________________________

Увеличение____________________________________________________

I. «Интерфазная» клетка

I.I. Пресинтетический период

1.«Интерфазное ядро» I.II. Синтетический период I.III. Постсинтетический период

II.«Профазная» клетка

2.Нити хроматина

3.Эухроматиновые участки

4.Гетерохроматиновые участки

III. «Метафазная» клетка

III.I. Продольный сечение

5.«Метафазная пластинка»

6.Метафазные хромосомы. III.II. поперечное сечение

7.«Материнская звезда»

IV. «Анафазная» клетка

8.Сестринские хроматиды

9.«Дочерние звезды»

V.«Телофазная клетка»

V.I. «Ранняя» телофаза

10.Кариогенез

11.«______________» V.II. «Поздняя» телофаза

12.Цитотомия

42

5.Схематично зарисуйте все стадии мейоза и обозначьте морфологические особенности клеток, характеризующие каждую из стадий.

43

Основные вопросы, предлагаемые для самостоятельной проработки:

1.Заполните таблицу «Сравнительная характеристика основных видов деления клеток»:

Интерфаза Собственно митоз

Мейоз

Количество хромосом и ДНК

Продолжительность в минутах

Характерные процессы

2.Приведите примеры последствий для живых систем аномального протекания размножения клеток.

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

__________________________________________________________________

_______________________________________________________________

44

3. Зарисуйте схематично фазы аномального митоза и мейоза.

45

Занятие №6 (Практическое). Тема: Размножение, рост и индивидуальное развитие организмов.

Цель занятия: Знать основные способы размножения живых систем. Понятие об

онтогенезе – его типы и периодизация. Чередование поколений.

Основные вопросы, выносимые на проработку на практическом занятии.

1.Происхождение способов размножения.

2.Биологическая роль полового размножения.

3.Чередование поколений. Гаплоидные и диплоидные фазы развития.

4.Первичное чередование поколений. Половое и бесполое поколение. Гаметофит и спорофит у растений.

5.Вторичное чередование поколений. Гетерогония. Метагенез.

6.Половой диморфизм. Биологический смысл полового диморфизма.

7.Гермафродитизм. Истинный и ложный гермафродитизм у животных. Гермафро-

дитизм у растений. Однодомные и двудомные растения.

8.Онтогенез, его типы и периодизация. Особенности онтогенеза растений.

9.Проэмбриональный этап развития. Эмбриональный период. Дробление. Образо-

вание морулы. Бластула. Гаструляция. Развитие зародышевых листков. Гисто-

генез и органогенез. Дифференциация и детерминация клеток.

10.Постэмбриональный онтогенез. Ювенильный и пубертатный периоды.

11.Прямое и непрямое развитие. Биологический смысл метаморфоза.

12.Старение и смерть. Продолжительность жизни.

46

ЗАНЯТИЕ № 7 (Лабораторное). Тема: Размножение организмов.

Цель занятия: Знать основные способы размножения организмов. Изучить цитологические основы полового и бесполого размножения живых систем.

Перечень практических навыков.

1.Уметь распознавать основные виды размножения живых систем.

2.Уметь различать основные виды копуляции одноклеточных живых систем.

3.Уметь дифференцировать этапы спермато- и овогенеза.

4.Уметь дифференцировать основные типы яйцеклеток.

5.Уметь выявлять причины и последствия нарушения гаметогенза.

Основные вопросы, предлагаемые для обсуждения.

1.Основные способы размножения организмов.

2.Бесполое и половое размножение.

3.Конъюгация и трансдукция как формы полового процесса.

4.Копуляция у одноклеточных организмов.

5.Цитологические основы гаметогенеза.

6.Сперматогенез и овогенез.

7.Осеменение и оплодотворение.

8.Особенности протекания этих процессов у человека.

Краткое содержание темы.

РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ.

Размножение или репродукция - одно из основных свойств живого. Размножение - способность производить себе подобных особей. Существование вида поддерживается размножением.

Известны две формы размножения: бесполое и половое. При бесполом размножении организм возникает из соматических клеток, при этом источником изменчивости могут быть случайные мутации. При половом размножении необходимо, как правило, наличие двух особей, и новый организм возникает из специализированных половых клеток или особей, выполняющих эти функции.

В основе полового размножения лежит половой процесс - объединение в наследственном материале генетической информации из разных источников - родителей - для развития потомка. Организмам свойственна двойственная наследственность.

Преимущество полового размножения состоит в перекомбинации лучших наследственных признаков обоих родителей, что является источником изменчивости. Потомство более жизнеспособно и приспособлено к условиям существования.

Быстрее происходит эволюция

БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ.

В бесполом размножении принимает участие одна родительская особь. В ре-

47

зультате бесполого размножения можно получить особей, подобных материнскому организму.

Бесполое размножение широко распространено среди растений, простейших и некоторых многоклеточных.

Основные формы бесполого размножения - деление на два, множественное деление - шизогония, почкование, фрагментация, спорообразование, вегета-

тивное размножение у растений.

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ.

Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, при котором происходит слияние гаплоидных половых клеток (гамет), образовавшихся в результате мейоза. Следствием этого является неповторимость каждой особи в лю-

бой популяции, размножающейся половым путем.

ПОЛОВОЙ ПРОЦЕСС У ОДНОКЛЕТОЧНЫХ.

Некоторые одноклеточные и многоклеточные организмы могут размножаться бесполым путем. Другие организмы, чтобы не погибнуть, периодически осуществляют половой процесс.

Разнообразны формы полового процесса у одноклеточных. Он может осуществляться по типу конъюгации, при которой не образуются специальные половые клетки, и по типу копуляции, когда особи приобретают половые различия, Т.е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу.

Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях. Ин-

фузории

САМООПЛОДОТВОРЕНИЕ И ПАРТЕНОГЕНЕ3.

Наряду с видами, временно или постоянно обходящимися без полового процесса, есть такие формы размножения, которые не связаны с генетической рекомбинацией. Это самооплодотворение с истинным слиянием половых клеток, но лишь одного организма, и партеногенез (греч. parthenos - девственница, genos - рождение) - развитие из неоплодотворенных яиц, позволяющее особи производить потомков без настоящего оплодотворения.

Самооплодотворение характерно, например, для некоторых растений (фиалки) и для плоских червей (бычий и свиной цепни). У многих раздельнополых животных оплодотворение бывает только перекрестным. Даже у гермафродитных видов, особи которых обладают одновременно органами разных полов, есть механизмы, препятствующие самооплодотворению. Например, созревание гамет разного пола в одном организме происходит в разное время, или яйца гермафродита, оплодотворенные собственными сперматозоидами, не развиваются.

Особую форму полового размножения представляет партеногенез. Известен естественный и искусственный партеногенез.

Естественный партеногенез существует у ряда растений, червей, насекомых, ракообразных, у пчел, муравьев встречается факультативный партеногенез. Из неоплодотворенных яиц развиваются самцы, а из оплодотворенных ¬ самки. Таким образом, регулируется численное соотношение полов.

При облигатном (лат. obligato - обязательство) партеногенезе яйца развиваются без оплодотворения. Например, у кавказской скальной ящерицы. Этот вид сохранился благодаря партеногенезу, т.к. встреча особей затруднена. Виды представ-

48

лены только самками, самостоятельно производящими только самок. Партеногенез может быть у птиц. У многих видов партеногенез происходит циклически. У тлей, дафний в летнее время существуют только самки, размножающиеся партеногенетически, а осенью имеет место размножение с оплодотворением. Такое чередование форм размножения связано с большой гибелью особей.

Искусственный партеногенез обнаружен в 1886 г. А.А.Тихомировым. Благодаря опытам с искусственным партеногенезом выяснили, что для развития яйца необходима активация. В естественных условиях эту функцию выполняют сперматозоиды после проникновения в яйцеклетку. В эксперименте активация может быть вызвана различными воздействиями: химическим, механическим, электрическим, термическим и др. Эти факторы изменяют метаболизм яйцеклетки и активи-

руют ее.

ГАМЕТОГЕНЕЗ.

Процесс образования половых клеток называется гаметогенезом. Сперматозоиды образуются в результате сперматогенеза, яйцеклетки - овогенеза. Клетки зачаткового эпителия половых желез делятся последовательно митозом и мейозом. В результате этих делений образуются мужские гаметы (сперматозоиды) и женские гаметы (яйцеклетки). Они имеют гаплоидный набор хромосом и содержат наслед-

ственную информацию, необходимую для развития организма.

СПЕРМАТОГЕНЕЗ.

Сперматогенез - образование мужских половых клеток (сперматозоидов) - происходит в стенках извитых канальцев семенника.

Этот процесс имеет четыре периода - 1-й период сперматогенеза - размножение. Наружный слой клеток стенок канальцев семенника содержит диплоидный набор хромосом. Клетки делятся митозом. Их число увеличивается. Образуются незрелые половые клетки - сперматогонии. Они имеют округлую форму и крупное ядро.

Сперматогонии перемещаются в зону роста, расположенную ближе к просвету канальца. Клетки увеличиваются в размерах и называются сперматоцитами 1-

го порядка. Это второй период - период роста.

Третий период - созревание. С наступлением половой зрелости сперматоциты постепенно претерпевают мейотические деления. В этом периоде происходят два мейотических деления. Каждый сперматоцит 1-го порядка в результате 1-го мейотического деления образует два сперматоцита 2-го порядка с гаплоидным набором хромосом. После второго мейотического деления возникают еще по две сперматиды. Это овальные клетки небольших размеров.

В 4-м периоде ¬ формирования - сперматиды перемещаются ближе к просвету канальца. Из сперматид формируются сперматозоиды определенного строения, способные к передвижению. Хвосты сперматозоидов направлены в просвет канальца.

Таким образом, из одного сперматогония формируются четыре зрелых сперматозоида, которые выходят в просвет семенного канальца.

49

Рисунок 1. Схема сперматогенеза.

ОВОГЕНЕЗ.

В овогенезе различают три периода: размножение, рост и созревание. Первый период - размножение - заканчивается до рождения девочки. Клетки

зачаткового эпителия делятся митозом, и образуются овогонии.

Во 2-м периоде - роста - образуются овоциты 1-го порядка, которые до полового созревания остаются на стадии профазы 1-го мейотического деления. Овоциты 1-го порядка на этой стадии могут оставаться очень долго (десятки лет).

С наступлением половой зрелости каждый месяц один из овоцитов 1-го порядка увеличивается в размерах, окружается фолликулярными клетками, обеспечивающими питание. Наступает 3-й период - созревание. Под влиянием гормонов овоцит 1-го порядка заканчивает 1-е мейотическое деление и образуется один овоцит 2-го порядка и полярное (редукционное) тельце. Второе деление мейоза идет до стадии метафазы. На этой стадии овоцит 2-го порядка выходит из яичника в брюшную полость, а оттуда попадает в яйцевод. Но дальнейшее созревание не произойдет, пока овоцит не соединится со сперматозоидом. В яйцеводах ово-

цит 2-го порядка заканчивает 2-е деление мейоза и образует овотиду (яйцеклетку) - крупную клетку, и второе полярное тельце. Таким образом, из одной овогонии образуется одна овотида и три полярных тельца. Редукционные тельца разрушаются. Период формирования отсутствует. Процесс образования половых клеток регулируется гормонами. Если оплодотворения не произойдет, овоцит 2-го порядка погибнет и будет выведен из организма.

50