При безполово размножаване на растенията е възможно разделяне на родителския индивид и вегетативно размножаване.

Безполовото размножаване е широко разпространено във всички растителни групи. В най-простата си форма при този тип размножаване родителският индивид се разделя на две части, всяка от които се развива в самостоятелен организъм. Този метод на размножаване, наречен делене, се среща, като правило, само в едноклетъчни организми. Клетката се дели чрез митоза.

Много многоклетъчни организми също са способни успешно да се възпроизвеждат чрез отделяне на жизнеспособни участъци от вегетативното тяло, от които се образуват пълноценни дъщерни индивиди. Този тип асексуално размножаване в растителния свят често се нарича вегетативно. Способността за вегетативно размножаване е много характерна за растенията и гъбите на всички нива на тяхната организация, както и за някои низши групи животни. Такова възпроизвеждане се характеризира с възстановяване на целия организъм от неговата част, наречено регенерация.

Често растенията се размножават чрез остатъци или части от талус, мицел или части от вегетативни органи. Много нишковидни и ламеларни водорасли, гъбични мицели и лишеи свободно се разпадат на части, всяка от които лесно се превръща в независим организъм. Някои цъфтящи растения, които живеят във вода, също могат да се размножават по този начин. Пример за растение, което се размножава изключително вегетативно в Европа, е двудомната Elodea canadensis, дошла тук от Северна Америка. В същото време в Европа са донесени само женски екземпляри, които не могат да образуват семена при липса на мъжки растения. Въпреки липсата на семенна регенерация, това растение се размножава изключително бързо и бързо развива нови местообитания.

На практика селско стопанствоса разработени много методи за изкуствено вегетативно размножаване култивирани растения, отнасящи се до различни форми на живот. По този начин много храсти и многогодишни билки се възпроизвеждат чрез разделяне на храста, коренища и коренови издънки. Лукът, чесънът, лилиите, лалетата, зюмбюлите, минзухарите, гладиолите и др. успешно се размножават от луковици и грудкови луковици, отделяйки дъщерни луковици или „бебета“ от майчините растения. В градинарството формите на вегетативно размножаване с помощта на резници и присаждане са особено широко разпространени.

Резникът е сегмент от вегетативен орган, използван за изкуствено вегетативно размножаване. Резниците могат да бъдат стъблени или издънкови, но някои растения могат да се размножават и чрез листни (бегония, лилия) или коренови (малини) резници. Вид рязане е размножаването на дървета и храсти чрез наслояване. В този случай част от издънката първо се притиска специално към почвата за вкореняване и едва след това се отрязва. В природата се срещат и наслоявания, когато се полагат клони от ела, липа, череша и други видове, които могат да се вкоренят по този начин. Много овощни, дървесни и тревисти растения се размножават чрез резници. декоративни растенияв открита и затворена земя. При резници се запазват всички свойства на майчиното култивирано растение, което е много важно, тъй като по време на семенното размножаване много характеристики, специално избрани чрез селекция, лесно се губят.

Присаждането се използва много широко в градинарството, когато резник или просто вегетативна пъпка на растение с необходимите свойства, така наречената издънка, се слива с по-мощен и непретенциозно растениеили подложка. Присаждането ви позволява бързо да размножите ценни растения и да осигурите тяхното ускорено развитие, като същевременно напълно запазите желаните качества. В същото време присаденото растение получава такива ценни свойства на подложката като устойчивост на замръзване, устойчивост на гъбични заболявания и непретенциозност към почвеното плодородие. Разработени са повече от 100 метода за ваксиниране. Много сортови растения, които не дават семена, се размножават изключително чрез присаждане.

Безполовото размножаване е характерно за организми от много видове, както растения, така и животни. Намира се във вируси, бактерии, водорасли, гъби, съдови растения, протозои, гъби, коелентерати, бриозои и ципести.

Повечето проста формаБезполовото размножаване е характерно за вирусите. Техният репродуктивен процес е свързан с молекули нуклеинова киселина, със способността на тези молекули да се самоудвояват и се основава на спецификата на относително слабите водородни връзки между нуклеотидите.

По отношение на други организми, които се размножават безполово, се прави разлика между вегетативно размножаване и размножаване чрез спорулация.

Вегетативното размножаване е размножаване, при което нов организъм се развива от част, отделена от майчиния организъм. Този тип размножаване е характерен както за едноклетъчните, така и за многоклетъчните организми, но има различни прояви при тях.

В едноклетъчните организми вегетативното размножаване е представено от такива форми като делене, множествено делене и пъпкуване. Разделянето чрез просто стесняване с образуването на два дъщерни организма от един родителски организъм е характерно за бактериите и синьо-зелените водорасли (цианобактерии). Напротив, размножаването чрез делене на кафяви и зелени водорасли, както и на едноклетъчни животни (саркоди, флагелати и ресничести) става чрез митотично делене на ядрото, последвано от свиване на цитоплазмата.

Възпроизвеждането чрез множествено делене (шизогония) включва разделяне на ядрото, последвано от разделяне на цитоплазмата на части.

В многоклетъчните растителни организми вегетативното размножаване чрез разделяне се извършва чрез резници, луковици, листа и коренища.

Но по същество това е изкуствено размножаване, използвано в селскостопанската практика. Размножаване на висши растения в изкуствени условияможе би от същата клетка. Организмите, които се развиват от една клетка, имат всички свойства на първоначалния многоклетъчен организъм. Това размножаване се нарича клонално микроразмножаване. Една от формите на вегетативно размножаване може да бъде присаждане или трансплантация на много култивирани растения, което се състои в трансплантация на пъпка или част от издънка от едно растение на друго. Разбира се, това също е начин на размножаване, който не се среща в природата, но се използва много широко в селското стопанство.

При многоклетъчните животни вегетативното размножаване става чрез фрагментиране на тялото им на части, след което всяка част се развива в ново животно. Такова размножаване е характерно за гъбите, червенополостните (хидри), немертеите, плоски червеи, бодлокожи (морски звезди) и някои други организми. Близка форма на фрагментация до вегетативното размножаване на животните е животинската полиембриония, която се състои в това, че на определен етап от развитието ембрионът се разделя на няколко части, всяка от които се развива в самостоятелен организъм. Полиембрионията се среща при броненосците. Последните обаче се размножават полово. Следователно полиембрионията е по-скоро уникален етап в сексуалното размножаване, а потомството, получено в резултат на полиембриония, е представено от монозиготни близнаци.

Пъпкуването се състои от образуването на туберкулоза (израстък) с ядро ​​върху майчината клетка, която след това се отделя и става независим организъм. Пъпкуването се среща както при едноклетъчни растения, например дрожди, така и при едноклетъчни животни, например някои видове реснички.

Възпроизвеждането чрез спорулация е свързано с образуването на специализирани клетки - спори, които съдържат ядро, цитоплазма, покрити са с плътна мембрана и са способни да съществуват дълго време при неблагоприятни условия, което в допълнение допринася за тяхното разпространение. Най-често такова възпроизвеждане се среща при бактерии, водорасли, гъби, мъхове и папрати.

При някои зелени водорасли от отделни клетки могат да се образуват така наречените зооспори.

Сред животните размножаването чрез хъркане се наблюдава при спорозои, по-специално при маларийния плазмодий.

В организмите на много видове безполовото размножаване може да се редува със сексуално размножаване.



1) Разделяне на едноклетъчни организми(амеба). При шизогония(малариен плазмодий) се оказва, че не две, а много клетки.

2) Спорообразуване

• Спорите на гъбите и растенията служат за размножаване.
• Бактериалните спори не служат за размножаване, т.к Една спора се образува от една бактерия. Те служат за оцеляване при неблагоприятни условия и разпръскване (от вятър).

3) Пъпкуване:дъщерните индивиди се образуват от израстъци на тялото на майчиния организъм (пъпки) - в coelenterates (хидра), дрожди.

4) Фрагментация:Майчиният организъм е разделен на части, всяка част се превръща в дъщерен организъм. (Spirogyra, coelenterates, морски звезди.)

5) Вегетативно размножаване на растенията:размножаване с помощта на вегетативни органи:

• корени - малини
• листа - виолетови
• специализиран модифицирани издънки:
• луковици (лук)
• коренище (метличина)
• грудка (картоф)
• мустаци (ягода)

Методи за полово размножаване

1) С помощта на гамети, сперма и яйцеклетки. Хермафродите организъм, който произвежда както женски, така и мъжки гамети (повечето висши растения, кишечнополостни, плоски червеи и някои пръстеновидни, мекотели).

2) Конюгиранезелени водорасли спирогира:две нишки от спирогира се събират, образуват се копулационни мостове, съдържанието на една нишка се влива в другата, едната нишка се образува от зиготи, втората от празни черупки.

3) Конюгация в ресничести:две реснички се приближават една към друга, обменят репродуктивни ядра и след това се разделят. Броят на ресничките остава същият, но настъпва рекомбинация.

4) Партеногенеза:дете се развива от неоплодено яйце (при листни въшки, дафния, пчелни търтеи).

Установете съответствие между характеристиките на сексуалното и вегетативното размножаване и метода на възпроизвеждане: 1) асексуално, 2) сексуално. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образува нови комбинации от гени
Б) формира комбинативна изменчивост
В) произвежда потомство, идентично с това на майката
Г) възниква без гаметогенеза
Г) поради митоза

Отговор

Изберете три верни отговора от шест и запишете числата, под които са посочени. Бактериалните спори, за разлика от гъбичните спори,
1) служат като адаптация за издържане на неблагоприятни условия
2) изпълняват функцията на хранене и дишане
3) НЕ се използва за репродукция
4) осигурява разпределение (уреждане)
5) се образуват чрез мейоза
6) се образуват от майчината клетка чрез загуба на вода

Отговор

Изберете три опции. Безполовото размножаване се характеризира с това, че
1) потомството има гени само от тялото на майката
2) потомството е генетично различно от майчиния организъм
3) един индивид участва във формирането на потомство
4) в потомството има раздвоение на характерите
5) потомството се развива от неоплодено яйце
6) нов индивид се развива от соматични клетки

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и начина на размножаване на растенията: 1) вегетативно, 2) сексуално
А) се извършва чрез модифицирани издънки
Б) се осъществява с участието на гамети
В) дъщерните растения остават много подобни на майчините растения
D) се използва от хората за запазване на ценни характеристики на майчините растения в потомството
Г) нов организъм се развива от зигота
Д) потомството съчетава характеристиките на майчиния и бащиния организми

Отговор

Установете съответствие между особеностите на размножаването и неговия тип: 1) вегетативен, 2) сексуален. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) поради комбинацията от гамети
Б) индивидите се образуват чрез пъпкуване
В) осигурява генетичното сходство на индивидите
Г) протича без мейоза и кросинговър
Г) поради митоза

Отговор

1. Установете съответствие между пример за размножаване и неговия метод: 1) сексуален, 2) асексуален. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) спорулация в сфагнум
Б) семенно размножаванеяде
Б) партеногенеза при пчелите
Г) размножаване чрез луковици при лалета
Г) снасяне на яйца от птици
Д) хвърляне на хайвера на риба

Отговор

2. Съвпадение конкретен примери начин на размножаване: 1) безполово, 2) полово. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) спороношение на папрат
Б) образуване на хламидомонадни гамети
Б) образуване на спори в сфагнум
Г) пъпкуване на дрожди
Г) хвърляне на хайвера на риба

Отговор

3. Установете съответствие между конкретен пример и метода на възпроизвеждане: 1) безполов, 2) сексуален. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) пъпкуваща хидра
Б) разделяне на бактериална клетка на две
Б) образуване на спори при гъбичките
Г) партеногенеза на пчелите
Г) образуване на ягодови мустачки

Отговор

4. Установете съответствие между примерите и методите на възпроизвеждане: 1) асексуално, 2) сексуално. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) живо раждане в акула
Б) разделяне на две на ресничестата пантофка
Б) партеногенеза на пчелите
Г) размножаване на теменужки чрез листа
Г) хвърляне на хайвера на риба
Д) пъпкуване на хидра

Отговор

5. Установете съответствие между процесите и методите на възпроизводство на организмите: 1) сексуално, 2) асексуално. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) снасяне на яйца от гущери
Б) спорулация на пеницил
В) размножаване на метличина чрез коренища
Г) партеногенеза на дафния
Г) разделяне на еуглената
Д) размножаване на череши чрез семена

Отговор

6. Установете съответствие между примерите и методите на възпроизвеждане: 1) асексуално, 2) сексуално. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) малинови резници
Б) образуване на спори в хвощ
Б) спороношение при кукувичия лен
Г) раздробяване на лишеи
Г) партеногенеза на листните въшки
Д) пъпкуване в коралов полип

ФОРМИРАНИ 7. Установете съответствие между примерите и методите на възпроизвеждане: 1) безполово, 2) сексуално. Напишете числата 1 и 2 в правилния ред.
А) образуване на гамети в Chlorella
Б) хвърляне на хайвера на есетрови риби
Б) спорообразуване при мъхове

Г) деление на амеба вулгарис

Изберете този, който ви подхожда най-добре правилен вариант. Размножаването, при което се появява дъщерен организъм без оплождане от телесните клетки на майчиния организъм, се нарича
1) партеногенеза
2) сексуален
3) безполов
4) семена

Отговор

Всички с изключение на два от термините по-долу се използват за описание на сексуалното размножаване на организмите. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) гонада
2) спор
3) оплождане
4) овогенеза
5) пъпкуване

Отговор

Запишете числата, които показват какво се случва по време на половото размножаване на животните.
1) обикновено участват двама души
2) зародишните клетки се образуват чрез митоза
3) началните са соматични клетки
4) гаметите имат хаплоиден набор от хромозоми
5) генотипът на потомството е копие на генотипа на един от родителите
6) генотипът на потомството съчетава генетичната информация на двамата родители

Отговор

Изберете три признака, характерни за половото размножаване на семенните растения, и запишете номерата, под които са посочени.
1) Спермата и яйцеклетките участват в размножаването
2) В резултат на оплождането се образува зигота
3) По време на процеса на размножаване клетката се разделя наполовина
4) Потомството запазва всички наследствени характеристики на родителя
5) В резултат на размножаването се появяват нови характеристики в потомството
6) Вегетативните части на растението участват в размножаването

Отговор

Изберете две разлики между полово и безполово размножаване.
1) сексуалното размножаване е енергийно по-изгодно от безполовото размножаване
2) два организма участват в половото размножаване, а един организъм в безполовото размножаване
3) по време на половото размножаване потомството е точно копие на родителите
4) соматичните клетки участват в безполово размножаване
5) сексуалното размножаване е възможно само във вода

Отговор

1. Всички с изключение на два от изброените по-долу термини се използват за описание на безполово размножаване. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) шизогония
2) партеногенеза
3) фрагментация
4) пъпкуване
5) съвкупление

Отговор

2. Всички с изключение на два от термините по-долу се използват за описание на безполов метод на възпроизвеждане в живите организми. Посочете два термина, които „отпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) фрагментация
2) семенно размножаване
3) спорулация
4) партеногенеза
5) пъпкуване

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и начина на размножаване на растенията: 1) сексуално, 2) вегетативно. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) се осъществява с участието на гамети
Б) нов организъм се развива от зигота
Б) извършва се от модифицирани издънки
Г) потомството има характеристики на бащиния и майчиния организъм
Г) потомството има характеристики на майчиния организъм
E) се използва от хората за запазване на ценни характеристики на майчиното растение в потомството

Отговор

Всички с изключение на два от примерите по-долу се отнасят за безполово размножаване на организми. Идентифицирайте два примера, които „изпадат“ от общия списък и запишете номерата, под които са посочени.
1) размножаване чрез спори на папрат
2) възпроизвеждане на земни червеи чрез фрагментиране
3) конюгация на ресничеста чехълка
4) пъпкуване на сладководна хидра
5) партеногенеза на пчелите

Отговор

Установете съответствие между характеристиките и методите на възпроизвеждане: 1) асексуално, 2) сексуално. Напишете числата 1 и 2 в реда, съответстващ на буквите.
А) Хаплоидните ядра се сливат.
Б) Образува се зигота.
Б) Възниква с помощта на спори или зооспори.
Г) Появява се комбинирана изменчивост.
Г) Произвежда се потомство, което е идентично с оригиналния индивид.
Д) Генотипът на родителския индивид се запазва в продължение на няколко поколения.

Възпроизвеждане- способността на живите организми да възпроизвеждат себеподобни. Има две основни метод на възпроизвеждане- безполови и сексуални.

Безполовото размножаване се извършва с участието само на един родител и протича без образуване на гамети. Дъщерното поколение при някои видове възниква от една или група клетки на тялото на майката, при други видове - в специализирани органи. Различават се следните: методи за безполово размножаване: деление, пъпкуване, фрагментация, полиембриония, спорулация, вегетативно размножаване.

дивизия- метод на безполово размножаване, характерен за едноклетъчните организми, при който майката се разделя на две или повече дъщерни клетки. Можем да различим: а) просто бинарно делене (прокариоти), б) митотично двойно делене (протозои, едноклетъчни водорасли), в) множествено деление или шизогония (маларичен плазмодий, трипанозоми). По време на разделянето на парамеция (1) микронуклеусът се разделя чрез митоза, макронуклеусът - чрез амитоза. По време на шизогония (2) ядрото първо се разделя многократно чрез митоза, след това всяко от дъщерните ядра е заобиколено от цитоплазма и се образуват няколко независими организма.

Пъпкуване- метод на безполово размножаване, при който се образуват нови индивиди под формата на израстъци върху тялото на родителския индивид (3). Дъщерните индивиди могат да се отделят от майката и да преминат към независим начин на живот (хидра, дрожди) или да останат прикрепени към нея, в този случай образувайки колонии (коралови полипи).

Раздробяване(4) - метод на безполово размножаване, при който нови индивиди се образуват от фрагменти (части), на които се разпада майчиният индивид (анели, морски звезди, спирогира, елодея). Фрагментацията се основава на способността на организмите да се регенерират.

Полиембриония- метод на безполово размножаване, при който нови индивиди се образуват от фрагменти (части), на които ембрионът се разпада (монозиготни близнаци).

Вегетативно размножаване- метод на безполово размножаване, при който нови индивиди се образуват или от части от вегетативното тяло на майчиния индивид, или от специални структури (коренище, грудка и др.), специално предназначени за тази форма на възпроизвеждане. Вегетативното размножаване е характерно за много групи растения и се използва в градинарството, зеленчуковата градина и отглеждането на растения (изкуствено вегетативно размножаване).

Вегетативен орган	Метод на вегетативно размножаване	Примери
корен	Коренови резници	Шипка, малина, трепетлика, върба, глухарче
	Кореновите издънки	Череша, слива, бодил, трън, люляк
Надземни части на леторастите	Разделяне на храсти	Флокс, маргаритка, иглика, ревен
	Стъблени резници	Грозде, касис, цариградско грозде
	Наслоявания	Цариградско грозде, грозде, череша
Подземни части на издънки	Коренище	Аспержи, бамбук, ирис, момина сълза
	Грудка	Картофи, слънчоглед, ерусалимски артишок
	Крушка	Лук, чесън, лале, зюмбюл
	Корм	Гладиоли, минзухари
Лист	Листни резници	Бегония, глоксиния, колеус

Спорообразуване(6) - размножаване чрез спори. Спорове- специализирани клетки, при повечето видове се образуват в специални органи - спорангии. При висшите растения образуването на спори се предхожда от мейоза.

Клониране- набор от методи, използвани от хората за получаване на генетично идентични копия на клетки или индивиди. Клонинг- колекция от клетки или индивиди, произлезли от общ прародител чрез безполово размножаване. Основата за получаване на клон е митозата (при бактериите - просто делене).

Сексуалното размножаване се извършва с участието на два родителски индивида (мъжки и женски), при които в специални органи се образуват специализирани клетки - гамети. Процесът на образуване на гамети се нарича гаметогенеза, основният етап на гаметогенезата е мейозата. Дъщерното поколение се развива от зиготи- клетка, образувана в резултат на сливането на мъжки и женски гамети. Процесът на сливане на мъжки и женски гамети се нарича Оплождане. Задължителна последица от половото размножаване е рекомбинацията на генетичен материал в дъщерното поколение.

В зависимост от структурните характеристики на гаметите могат да се разграничат: форми на полово размножаване: изогамия, хетерогамия и оогамия.

Изогамия(1) - форма на полово размножаване, при която гаметите (условно женски и условно мъжки) са подвижни и имат еднаква морфология и размер.

Хетерогамия(2) - форма на сексуално размножаване, при която женските и мъжките гамети са подвижни, но женските гамети са по-големи от мъжките и по-малко подвижни.

Овогамия(3) - форма на полово размножаване, при която женските гамети са неподвижни и по-големи от мъжките гамети. В този случай се наричат ​​женски гамети яйца, мъжки гамети, ако имат флагели, - сперматозоиди, ако го нямат, - сперма.

Оогамията е характерна за повечето видове животни и растения. Изогамията и хетерогамията се срещат в някои примитивни организми (водорасли). В допълнение към горното, някои водорасли и гъби имат форми на възпроизвеждане, при които не се образуват полови клетки: хологамия и конюгация. При hologamiaедноклетъчните хаплоидни организми се сливат помежду си, което в такъв случайдействат като гамети. Получената диплоидна зигота след това се разделя чрез мейоза, за да произведе четири хаплоидни организма. При спрежение(4) съдържанието на отделни хаплоидни клетки на нишковидни тали се слива. Чрез специално образувани канали съдържанието на една клетка се влива в друга, образува се диплоидна зигота, която обикновено след период на почивка също се дели чрез мейоза.

Отидете на лекции No13„Методи на делене на еукариотни клетки: митоза, мейоза, амитоза“

Отидете на лекции No15„Полово размножаване при покритосеменни растения“

Възпроизвеждането е универсално свойство на живите същества, което осигурява материална приемственост в поредица от поколения. Еволюция на методите на размножаване.

Възпроизвеждане – способността на организмите да се самовъзпроизвеждат. Свойствата на организмите да създават потомство. Това е условие за съществуването на вид, което се основава на предаването на генетичен материал. Еволюцията на възпроизводството, като правило, върви в посока от безполово към сексуално размножаване, от изогамия към оогамия, от участието на всички клетки в размножаването до образуването на зародишни клетки и от външно оплождане към вътрешно оплождане. вътрематочно развитиеи грижа за потомството. В хода на еволюцията различните групи организми са разработили различни начини и стратегии на размножаване, а фактът, че тези групи са оцелели и съществуват, доказва ефективността на различните методи на прилагане този процес. Цялото разнообразие от методи за размножаване може да бъде разделено на два основни вида: асексуално и сексуално размножаване.

Безполово размножаване, неговите видове и биологично значение.

При безполов размножаване участва едно физическо лице; формират се индивиди, които са генетично идентични с първоначалния родител; половите клетки не се образуват. Безполовото размножаване засилва ролята на стабилизиращия естествен подбор и гарантира запазването на годността при променящи се условия на околната среда.

Има два вида безполово размножаване: вегетативно и спорулация (таблица 10). Специален случай е полиембрионията при гръбначните животни - безполово размножаване в ранните етапи на ембрионалното развитие. Първо описан от I.I. Мечников, използвайки примера за разделянето на бластулите в медуза и развитието на клетките на целия организъм от всеки агрегат. При хората пример за полиембриония е развитието на еднояйчни близнаци.

Таблица 10 - Видове безполово размножаване на ниво организъм

Вегетативни:

Спорообразуване:

Възпроизвеждане от група соматични клетки. Просто разделяне на две: при прокариоти и едноклетъчни еукариоти. Шизогония (ендогония): при едноклетъчни флагелати и спорозои. Пъпкуване: при едноклетъчни дрожди; при многоклетъчните организми – хидра. Раздробяване: при многоклетъчни червеи. Полиембриония. Вегетативни органи: стъблени и коренови пъпки, луковици, грудки. Подредено разделение: равномерна, надлъжна и напречна амитоза при морските звезди и пръстеновидните.

Спората е специализирана клетка с хаплоиден набор от хромозоми. Образува се чрез мейоза, по-рядко чрез митоза, върху спорофита на майчиното растение в спорангиите. Среща се в протозойни еукариоти, водорасли, гъби, мъхове, папрати, хвощ и мъхове.

Полово размножаване, неговите видове и предимства пред безполовото размножаване.

В еволюционен план половото размножаване се предхожда от полов процес - конюгация. Конюгацията осигурява обмен на генетична информация без увеличаване на броя на индивидите. Намира се в протозои, еукариоти, водорасли и бактерии.

Полово размножаване – появата и развитието на потомство от оплодена яйцеклетка – зигота (табл. 11). В хода на историческото развитие половото размножаване на организмите става доминиращо в растителния и животински свят. Той има редица предимства:

Висока скорост на възпроизвеждане.

Актуализация на генетичен материал. Източник на наследствена изменчивост. Успех в борбата за съществуване.

Големи адаптивни способности на дъщерните индивиди.

Сексуалното размножаване се характеризира със следните характеристики:

Участват две лица.

Източникът на образуването на нови организми са специални клетки - гамети, които имат полова диференциация.

За образуването на нов организъм е необходимо сливането на две зародишни клетки. По една клетка от всеки родител е достатъчна.

Нередовни видове сексуално размножаване (Таблица 11):

1. Партеногенеза -развитие на ембрион от неоплодена яйцеклетка. Среща се в нисшите ракообразни, ротаторите, пчелите и осите. Има соматична или диплоидна и генеративна или хаплоидна партеногенеза. В соматични случаи яйцето или не претърпява редукционно делене, или две хаплоидни ядра се сливат заедно, възстановявайки диплоидния набор от хромозоми. При генеративния ембрионът се развива от хаплоидно яйце. Така при медоносната пчела търтеите се развиват от неоплодени хаплоидни яйца. При оси и мравки, по време на партеногенезата, диплоидният набор се възстановява в соматичните клетки поради ендомитоза.

Таблица 11 - Видове полово размножаване при еукариоти

2. Гиногенеза – вид сексуално размножаване, при което сперматозоидите участват като стимулатори на развитието на яйцеклетката, но в този случай не настъпва оплождане (кариогамия). Развитието на ембриона се осъществява за сметка на женското ядро. Наблюдава се при кръглите червеи и при живородящите риби Molinesia. Ядрото на спермата се разрушава и губи способността си да извършва кариогамия, но запазва способността да активира яйцеклетката. Потомството получава генетична информация от майката.

3. Андрогенеза – вид възпроизвеждане, при което развитието на яйцеклетка се дължи на мъжкото ядро ​​и цитоплазмата на майката. Хаплоидният ембрион се характеризира с ниска жизнеспособност, която се нормализира, когато се възстанови диплоидният набор от хромозоми. При полиспермията е възможно сливането на два бащини пронуклеуса и образуването на диплоидно ядро, както при копринената буба.

Гаметогенеза. Характеристики на оогенезата и сперматогенезата при хората, нейната хормонална регулация.

Процесът на образуване на зародишни клетки се нарича Жаметогенеза . Този процес протича в половите жлези (тестиси и яйчници) и се разделя на перматогенеза – образуване на сперма и оогенеза – образуване на овоцити.

Сперматогенезата се извършва в извитите семенни каналчета на тестисите и включва четири фази (Таблица 12):

размножаване;

1. съзряване;

   образуване.

Фаза на размножаване: множествена митоза на сперматогониите.

Фаза на растеж: клетките губят способността си да се подлагат на митоза и да се увеличават по размер. Сега те се наричат ​​сперматоцити от първи ред, които влизат в дългата (около 3 седмици) профаза на 1-во разделение на мейозата.

Таблица 12 - Етапи на сперматогенезата

Зони на половите жлези	Етапи
1. Размножаване	Сперматогония (2n4C)
	Сперматоцити I (2n4C)
3. Съзряване	Сперматоцити II (1n2C) Сперматиди (1n1C)
4. Формации	сперма

Фаза на съзряване: Включва две последователни разделения на мейозата: в резултат на 1-во (редукционно) делене се образуват хаплоидни сперматоцити от 2-ри ред от сперматоцити от 1-ви ред (1n 2 хроматиди 2c). Те са по-малки по размер от сперматоцитите от първи ред и са разположени по-близо до лумена на тубула. Второто разделение на мейозата (еквационално) води до образуването на четири сперматиди - сравнително малки клетки с хаплоиден набор от ДНК (1n 1 хроматид 1c).

Фаза на формиране: Това включва трансформацията на сперматидите в сперматозоиди. Хроматинът в ядрото става по-плътен и размерът на ядрото намалява. Комплексът на Голджи се превръща в акрозома, съдържаща литични ензими, необходими за разграждането на мембраните на яйцата. Акрозомата е в съседство с ядрото и постепенно се разпространява върху него под формата на шапка. Центриолите се преместват към противоположния полюс на клетката. От дисталния центриол се образува флагел, който след това се превръща в аксиална нишка на развиващия се сперматозоид. Излишната цитоплазма се изхвърля в лумена на тубула и се фагоцитира от клетките на Сертоли.

Сперматогенезата при хората протича през целия период на пубертета в извитите семенни каналчета. Развитието на спермата продължава 72-75 дни.

Оогенеза –набор от последователни процеси в развитието на женската репродуктивна клетка. Оогенезата включва периоди на размножаване, растеж и съзряване (Таблица 13). През периода на размножаване броят на диплоидните зародишни клетки - оогонии - се увеличава чрез митоза; след прекратяване на митозата и репликацията на ДНК в премейотичната интерфаза те навлизат в профазата на мейозата, която съвпада с периода на растеж на клетките, наречени ооцити от първи ред. В началото на периода на растеж (фаза на бавен растеж) овоцитът леко се увеличава; в ядрото му се наблюдава конюгация на хомоложни хромозоми. В цитоплазмата се увеличава броят на органелите. Тази фаза продължава години при хората. Във фазата на бърз растеж обемът на овоцитите се увеличава стотици пъти или повече, главно поради натрупването на рибозоми и жълтък. По време на узряването се случват 2 мейотични деления. В резултат на 1-во делене се образуват овоцит от втори ред и редукционно тяло. До края на периода на узряване овоцитите придобиват способността да бъдат оплодени и по-нататъшното делене на техните ядра е блокирано. Мейозата завършва по време на процеса на оплождане с образуването на едно яйце и освобождаването на 3 редукционни тела. Последните впоследствие се израждат.

Таблица 13 - Етапи на оогенезата

Разлики между оогенезата и сперматогенезата:

Периодът на възпроизвеждане на оогония завършва в момента на раждането.

Периодът на растеж по време на оогенезата е по-дълъг, отколкото по време на сперматогенезата и има период на бавен растеж, когато се увеличава размерът на ядрото и цитоплазмата, и период на бърз растеж - натрупване на жълтъчни включвания.

По време на оогенезата една пълноценна зародишна клетка се образува от един овоцит I и четири се образуват от сперматоцит I по време на сперматогенезата.

Фазата на образуване е характерна само за сперматогенезата. Образуването на яйцето се случва по време на периода на оплождане.

При хората яйцеклетките и спермата се развиват от първични зародишни клетки, които се образуват в екстраембрионалната мезодерма. Първичните зародишни клетки впоследствие мигрират към крайното си местоположение - двуполовата полова жлеза. При много животни областите на цитоплазмата, отговорни за освобождаването на първични зародишни клетки, се отличават с пигментация или гранули. Това са детерминанти на пола. Репродуктивната цитоплазма е концентрирана във вегетативния полюс на клетката.

Специфични признаци на женски пол (развитие на яйчниците) стават забележими в края на 8-та седмица. До края на 3-ия месец от вътрематочното развитие овоцитите се образуват дълбоко в половите жлези (профаза 1). До 7-ия месец диференциацията на яйчниците ще се ускори. До 9-ия месец в яйчника има 200-400 хиляди яйцеклетки.

По време на оогенезата митотичното делене на първичните женски зародишни клетки (оогоний) престава до 5-ия месец от вътрематочното развитие. Техният брой достига почти 7 милиона, в процеса на тяхното развитие се превръщат в овоцити от първи ред. По-нататъшното вътрематочно възпроизвеждане на оогония престава. Следователно, към момента на раждането, яйчникът на момичето вече съдържа около 2 милиона овоцита в първичните фоликули. Между тях обаче протича интензивен процес на атрезия. Следователно до началото на пубертета около 400-500 хиляди остават в яйчника на жената, способни да по-нататъчно развитие, яйцеклетки.

Образуването на първичните фоликули завършва до края на 3-ия месец от вътрематочното развитие, когато фоликулните клетки напълно покриват овоцита. Докато завърши образуването на първичния фоликул, овоцитите са на етап мейоза I, на етап диктиотен (фаза на диплотен). От този момент настъпва дълга пауза в по-нататъшното им развитие. Спирането на деление на яйцеклетки I продължава до пубертета.

Малко преди овулацията се прекъсва първият арест на стадия диплотен на първото мейотично делене. Делението бързо завършва с образуването на овоцит от втори ред и едно така наречено редукционно телце. Овулирал овоцит се нарича овоцит от втори ред. След овулацията в овоцита започва второто мейотично делене, което продължава до метафаза II. Ако е настъпило оплождане, тогава втората фаза на мейозата завършва почти едновременно с него. В резултат на това се образува яйце. Ако оплождането не настъпи в рамките на 48 часа след овулацията, овулиралата яйцеклетка (овоцит II) умира.

Всеки месец в яйчника узрява един фоликул, вътре в който има гамета, способна да опложда. Узряването на фоликулите има няколко етапа. Първоначално овоцитите от първи ред са заобиколени от слой клетки и се образува първичен фоликул. Освен това, в периода преди пубертета, фоликулите се увеличават по размер поради растежа на овоцита, образуването на zona pellucida и corona radiata. След това вторичният фоликул расте, превръща се в третичен или зрял, съдържащ овоцит от втори ред. Общо 400-800 фоликула узряват в жената по време на периода на раждане.

След като фоликулът на яйчника узрее, стените му се разкъсват и овоцит II навлиза в телесната кухина. Фунията на яйцепровода (фалопиевите тръби) се намира близо до яйчника. Ресничките осигуряват движението на яйцето през яйцепровода, където се извършва оплождането. След овулацията разрушеният яйчников фоликул се свива и в резултат на деленето на фоликуларните клетки се образува "жълто тяло", което изпълва кухината на везикула. Ако не настъпи оплождане, той се дегенерира и нови фоликули започват да растат в друга част на яйчника. Когато настъпи бременност, "жълтото тяло" остава и след раждането се образуват нови фоликули. По време на юношеските и зрелите периоди на онтогенезата овоцитите в яйчниците са в профаза I (стадий на диплотена: хромозомите в тях са под формата на лампови четки, интензивен синтез на РНК върху определени гени). Профазен блок 1 периодично се отстранява от ооцитите, мейоза I завършва и започва мейоза II. По време на оплождането след 24 часа завършва мейоза II, а след още 10 часа се образува синкарион и настъпва синкариогамия.

Блокирането е адаптивно. Конюгацията и кросинговърът при мейозата са защитени от тялото на майката, което гарантира по-малко аномалии в ембриона. В постембрионалния период тялото е изложено на различни влияния заобикаляща среда, което увеличава честотата на образуване на анормални гамети.

Растежът на фоликулите и тяхната овулация са хормонално зависими процеси, които се регулират от три гонадотропни хормона на хипофизната жлеза: фоликулостимулиращ хормон (FSH), лутеинизиращ хормон (LH), лутеотропен хормон (LTG), хормони на яйчниците - естроген и прогестерон. . Под въздействието на FSH се развиват и узряват фоликулите в яйчника. С комбинираното действие на FSH и LH, зрелият фоликул се разкъсва, овулацията и образуването на "жълтото тяло". След овулацията LH насърчава производството на хормона прогестерон в яйчника от жълтото тяло.

Секрецията на LH и FSH от хипофизната жлеза се регулира от неврохуморалната активност на хипоталамуса, който произвежда неврохормони: вазопресин, окситоцин. Тези центрове от своя страна се влияят от хормоните на яйчниците - естрогени. Те повлияват развитието на вторичните полови белези, метаболизма (увеличават разграждането на протеините) и терморегулацията. Освен това яйчниците произвеждат и андрогени – мъжки полови хормони. Последните също се образуват в надбъбречната кора.

Специфични признаци на мъжкия пол, развитието на тестиса се наблюдават в края на 7-та седмица от вътрематочното развитие.

Мъжката репродуктивна жлеза, тестисът, се състои от семенни тубули, заобиколени от съединителна и рехава интерстициална тъкан, която произвежда хормони.

Сперматогенеза - Това е процесът на трансформация на първичните зародишни клетки - сперматогонии в сперматозоиди в тестисите. Процесът протича в семенните тубули на мъжките полови жлези. Сперматогониите са разположени на външната стена на семенните тубули. В определен момент те започват да растат и да се движат от периферията към центъра на тубулите, преминавайки към митотично делене, което води до образуването на сперматогония. Сперматогониите растат и след многобройни митотични деления образуват сперматоцити, които преминават към мейоза, чиито две последователни деления завършват с образуването на пълноценни клетки - сперматиди, които се диференцират в сперматозоиди. Две последователни деления на мейозата често се наричат ​​деления на узряване.

При хората първото мейотично делене продължава няколко седмици, второто - 8 часа. По време на второто делене сперматоцитите от втори ред произвеждат четири незрели хаплоидни (1n1c) зародишни клетки - сперматиди. В зоната на образуване те се превръщат в сперматозоиди.

Сперматогенезата протича през целия период на мъжкия пубертет. Пълното узряване на клетките отнема 72 дни.

Функциите на тестисите се регулират от ендокринните жлези и хипофизната жлеза. Основният мъжки полов хормон, произвеждан в Лайдиговите клетки на тестисите, е тестостеронът. Под въздействието на мъжките полови хормони се увеличава образуването и разграждането на протеини в тялото, което води до развитието на мускулите, костната тъкан и размера на тялото.

Морфофункционални характеристики на зрелите гамети при човека.

Яйце – овални, големи, заседнали или неподвижни. Повечето животни нямат центрозома и не са способни на независимо делене. Въз основа на съдържанието и разпределението на жълтъка се разграничават няколко типа овоцити (табл. 14).

Таблица 14 - Видове яйца

Разпределението на жълтъка определя пространствената организация на ембриона. Изолецитален яйцеклетките се характеризират с малко количество равномерно разпределен жълтък, като например в ланцетата. Полилецитали – с умерено (земноводни) и прекомерно съдържание на жълтък (влечуги, птици). Телолецитали яйцата се характеризират с неравномерно разпределение на жълтъка и образуване на полюси: животно , който няма жълтък, вегетативен – с жълтък. Центролецитален – характеризират се с голямо количество равномерно разпределен жълтък в центъра на яйцето и са характерни за членестоноги.

Яйцето образува 3 вида защитни черупки:

Първичен – вителлин, отпадъчен продукт на ооцита или яйцето, е в контакт с цитоплазмата. При хората той е част от плътната обвивка, образувайки нейната вътрешна част. Външната му зона се формира от фоликуларни клетки и е вторична (corona radiata).

Втори – образува се като производно на фоликуларните клетки (техния секрет), заобикалящи ооцита (клетките на гранулирания слой). При насекомите има хорион, при човека има корона радиата. Плътната обвивка е проникната от микровили на яйцето отвътре, а отвън - от микровили на фоликуларни клетки. Така човек развива корона радиата и зона пелуцида.

Третичен – образува се след оплождането поради секрецията на жлезите или лигавичния епител на гениталния тракт при преминаването му през яйцепровода на женската. Това са желатиновите мембрани на яйцата на земноводните, белтъкът, подчерупките и черупките на птиците.

По време на оплождането спермата преодолява вторичната и първичната мембрана.

сперма. Гаметата е малка и подвижна. Има части: глава, шия, средна част и опашка. Главата се състои от акрозома и ядро. Акрозомата се образува от елементи на комплекса Голджи на сперматида. Акрозомата осигурява проникването на спермата в яйцеклетката и активирането на последната с помощта на ензима хиалуронидаза.

Ядрото на спермата съдържа компактно опаковани дезоксинуклеопротеини. Тази опаковка на хаплоидния набор от хромозоми е свързана с протаминови протеини. Значението му е почти пълното инактивиране на генетичния материал.

Шията има проксимални и дистални центриоли, разположени под прав ъгъл. Проксималната участва в образуването на вретеното на оплодената яйцеклетка, а от дисталната се образува аксиалната нишка на опашката.

Митохондриите са концентрирани в средната част, образувайки компактен клъстер - митохондриалната спирала. Тази част осигурява енергийната и метаболитната активност на спермата.

Основата на опашката е аксиална нишка, заобиколена от малко количество цитоплазма и клетъчна мембрана.

Жизнеспособността на спермата зависи от концентрацията на сперматозоидите (гъста суспензия), концентрацията на водородни йони (най-голямата активност в алкална среда) и температурата.

Оплождане, неговите фази, биологична същност.

Процесът на оплождане (сливане на ядрата на мъжки и женски гамети) се предхожда от осеменяване. Осеменяване – процеси, които причиняват срещата на спермата и яйцеклетката. Взаимодействието на гаметите се осигурява от освобождаването на специални вещества – gamons (гиногамони и андрогамони). Гиногамон I стимулира подвижността на сперматозоидите. Гиногамон II блокира двигателната активност на сперматозоидите и насърчава тяхното фиксиране върху черупката на яйцеклетката. Андрогамон I инхибира движението на сперматозоидите, което ги предпазва от преждевременна загуба на енергия. Андрогамон II насърчава разтварянето на яйцеклетката.

Има два метода на осеменяване: външен и вътрешен. Някои животни изпитват кожно осеменяване, което е преходна форма. Това е характерно за немертините и пиявиците.

Етапи на оплождане:

Апроксимация на гамети, акрозомна реакция и проникване на сперматозоиди;

Активиране на яйцето и неговите синтетични процеси;

Сливане на гамети (сингамия).

Външна фаза. Сближаванегаметите принадлежат към външната фаза. Женските и мъжките гамети отделят специфични съединения, наречени гамони. Яйцата произвеждат гиногамони I и II, а спермата произвежда андрогамони I и II. Гиногамоните I активират движението на спермата и осигуряват контакт с яйцеклетката, а андрогамоните II разтварят черупката на яйцето.

Периодът на жизнеспособност на яйцата при бозайниците варира от няколко минути до 24 часа или повече. Зависи от вътрешните и външни условия. Жизнеспособността на спермата е 96 часа. Способността за оплождане продължава 24-48 часа.

В момента, в който спермата влезе в контакт с външната обвивка на яйцето, започва акрозомалната реакция. Ензимът хиалуронидаза се освобождава от акрозомата. В точката на контакт на сперматозоидите с плазмената мембрана на яйцеклетката се образува изпъкналост или туберкулоза на оплождане. Оплождащата туберкулоза помага за привличането на спермата в яйцето. Мембраните на гаметите се сливат. Сливането на мъжки и женски репродуктивни клетки се нарича сингамия. В някои случаи (при бозайници) сперматозоидите проникват в яйцеклетката без активното участие на оплождащия туберкул. Ядрото и центриолата на спермата преминават в цитоплазмата на яйцето, което допринася за завършването на мейоза II в ооцита.

Вътрешна фаза. Характеризира се с кортикална реакция от страна на яйцето. Отделя се жлъчната мембрана, която се втвърдява и се нарича оплодна мембрана. В момента на завършване на мейозата се образуват мъжките и женските пронуклеуси. И двата пронуклеуса се сливат. Сливане на гаметни ядра - синкариогамия съставлява същността на процеса на оплождане, водещ до образуването на зигота.

Съвременна човешка репродуктивна стратегия.

Съвременната човешка репродуктивна стратегия включва:

Пренатална диагностика на наследствени заболявания;

Използване на методи за преодоляване на безплодието:

изкуствено осеменяване;

оплождане на яйцеклетка ин витро;

трансплантация на ембриони чрез „сурогатно майчинство“.

даряване на яйцеклетки и ембриони.