живых организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений. • Преемственность: в процессе воспроизведения дочернее поколение получает (всю) генетическую информацию родительского поколения • Существование целостного организма поддерживается делением составляющих его дискретных единиц – клеток • Подразделяется на половое, бесполое и вегетативное 2
из части тела родительской особи, только у многоклеточных организмов (особенно характерно для растений). Новая особь идентична родительской (клон). • Бесполое размножение – появление нового поколения из соматических клеток, без участия специализированных репродуктивных клеток – гамет. В размножении участвует только один организм. Может происходить в специализированных органах. • Половое размножение – процесс появления новых особей за счёт слияния специализированных половых клеток (гамет), n->2n с образованием зиготы. (в случае одноклеточных эукариот – с участием половых ядер). 3
тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет. • В соматических клетках животных каждая хромосома имеет гомологичную пару. Такой набор хромосом называется диплоидным, и обозначается 2n 5
формирующие зиготу путём слияния в половом процессе • В половых клетках животных хромосомы не имеют гомологичных пар. Такой набор хромосом называется гаплоидным, и обозначается n • В процессе эволюции реализуется тенденция к переходу от изогамии (одинаковых гамет) к анизогамии (гетерогамии и оогамии). При этому мужские гаметы всегда меньше женских, называются они, соответственно, микро-и макрогаметами 6
непрямое деление клетки, наиболее распространённый способ воспроизведения эукариотических клеток. • Биологическое значение митоза состоит в строго одинаковом распределении хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование генетически идентичных дочерних клеток и сохраняет преемственность в ряду клеточных поколений • 2n4c->2n2c • Профаза 2n4c->Метафаза 2n4c->Анафаза 4n4c- >Телофаза 2n2c 8
клетки — деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза. • Происходит в два этапа (редукционный и эквационный этапы мейоза). Мейоз происходит в половых клетках и связан с образованием гамет. • 1) 2n4c->1n2c; 2) 1n2c->1n1c 9
хромосом в профазе-I мейоза • Кроссинговер - взаимный обмен гомологичными участками гомологичных хромосом в профазе-I мейоза • Рекомбинация - перераспределение генетического материала (ДНК или РНК) путём разрыва и соединения разных молекул, приводящее к появлению новых комбинаций генов или других нуклеотидных последовательностей. 10
веретена деления. В результате амитоза наследственная информация распределяется неравномерно. • Характерен для стареющих или патологически измененных клеток, часто - обреченных на гибель (клетки зародышевых оболочек млекопитающих, опухолевые клетки) 11
с образованием зиготы • Условия оплодотворения – 1) одновременное образование гамет, 2) своевременная доставка мужских гамет к женским, 3) биологическая совместимость двух половых клеток • Биологическое значение оплодотворения: 1) восстановление диплоидного набора хромосом, 2) обеспечение разнообразия 3) перемешивание аллелей обусловливает генетическую устойчивость вида
сливаются вне половой системы самки (низшие организмы – рыбы, земноводные) • Внутреннее – половые клетки сливаются внутри организма самки, внутри её половых путей (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие) • Смысл понятен: эволюционная тенденция – уменьшение количества потомства за счёт увеличения заботы о нём.
ещё до оплодотворения; у морского ежа (классический объект эмбриологии) – анимальный полюс, вегетативный полюс и пигментный поясок • Внешняя оболочка цитоплазмы – кортикальный слой. Он играет решающую роль в проникновении сперматозоида, и только одного (моноспермия)
и только тогда яйцеклетка заканчивает мейоз • Оплодотворению способствует акросомальная реакция • Сразу после проникновения сперматозоида происходит кортикальная реакция, предотвращающая полиспермию • Танец пронуклеусов – перед их слиянием • Почти сразу же происходит первое деление дробления
организма, которое начинается с одной клетки – зиготы. Таким образом, онтогенез начинается от момента оплодотворения, и заканчивается смертью организма. • Подразделяется на эмбриональный и постэмбриональный периоды • Постэмбриональный делится на дорепродуктивный, репродуктивный, пострепродуктивный периоды Онтогенез Внутриутробный период (Пренатальный) Эмбриональная фаза (0-3 мес) Фетальная фаза (3мес. - рождение) Внеутробный период (Постнатальный)
с момента оплодотворения и продолжается до выхода зародыша из яйцевых оболочек. У большинства позвоночных он включает следующие стадии (фазы): • Дробления • Гаструляции • Нейруляции • Гистогенеза и органогенеза. • Зигота-> Дробление->Морула-> Бластула-> Гаструла- > Нейрула-> Обособление тканей и органов (гистогенез и органогенез)-> Плодный период
внешние покровы организма, передняя и задняя кишка • Энтодерма – хорда, кишечник, печень, поджелудочная железа, желудок, дыхательная система • Мезодерма – соединительная ткань: кровеносная система, опорно-двигательный аппарат (кости, мышцы, сухожилия, связки, фасции, хрящи), выделительная и половая системы • Гомология зародышевых листков (формирование одних и тех же органов и тканей из одинаковых зародышевых листков) – одно из доказательств единого происхождения животного мира.
вида от зиготы одного поколения до зиготы следующего. • Простые/сложные жизненные циклы Простые жц Сложные жц Все последующие поколения не отличаются друг от друга Чередование поколений (полового и бесполого, полового и партеногенетического) • Одноклеточные животные • Одноклеточные водоросли • Животные с прямым типом развития • Многоклеточные водоросли • Высшие растения • Насекомые • Земноводные
организм • Отличие – в пропорциях тела • Примитивные формы нервной деятельности • Некоторые органы недоразвиты (половые) • Сходная среда обитания • Имеется личинка, отличная от взрослого организма по внешним признакам, характеру питания и движения • Личинки ведут самостоятельный образ жизни • Личинки и взрослые особи живут в разных средах обитания Представители: круглые черви, малощетинковые черви, пиявки, пауки, пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие. *Такой вид развития характерен для видов, яйцеклетки которых богаты желтком, кроме млекопитающих Представители: кишечнополостные, плоские черви, многощетинковые черви, ракообразные, насекомые, земноводные Метаморфоз – относительно быстрое превращение личинки во взрослую особь, протекает с заменой личиночных органов на структуры, свойственные половозрелым особям.
взрослые формы ведут прикреплённый образ жизни (у морских беспозвоночных) • Ослабление внутривидовой борьбы за счёт освоения разных экологических ниш • Зимующие личинки – приспособление к неблагоприятным условиям среды • Редко – размножение на личиночной стадии • Актуально для паразитов
Неполное (без метаморфоза) отряд Прямокрылые (саранча, кузнечики, сверчки, медведки); отряд Равнокрылые (тли, медяницы); отряд Полужесткокрылые (клопы, водомерки, гладыши); отряд Вши (вши); отряд Тараканы (тараканы); отряд Стрекозы (коромысла, красотки, лютки) Отряд богомоловые Полное (с метаморфозом) отряд Жесткокрылые (жуки); отряд Чешуекрылые (бабочки); отряд Двукрылые (мухи, комары); отряд Перепончатокрылые (пчелы, осы, шмели, наездники, муравьи). Отряд блохи
присутствует на этапе спорогенеза. Соответственно, формирование мужского гаметофита начинается с процесса микроспорогенеза в пыльнике, а женского – с макроспорогенеза в семязачатке. • После мейоза образуются по 4 микро- и мегаспоры, соответственно, но 3 из 4 мегаспор дегенерируют, а одна мегаспора развивается в зародышевый мешок. 30
происходит с помощью митоза. • Микрогаметогенез – это 2 последовательных митотических деления, в результате которых образуется трёхклеточный зрелый мужской гаметофит, несущий 2 генеративных клетки – спермия, и одну вегетативную клетку – пыльцевой трубки • Макрогаметогенез - это 3 последовательных митотических деления, в результате которых образуется 8-ядерный, 7-клеточный зародышевый мешок: 1 яйцеклетка, 2 клетки-синергиды, 3 клетки-антиподы, и центральная двухъядерная клетка. 31
свойство организмов обладать различиями и приобретать их в пределах одного вида • Наследственность - способность организмов передавать свои признаки и особенности развития потомству. • Вид – генетически закрытая система • Наследственность и изменчивость обеспечивает постоянство и многообразие форм жизни и лежат в основе эволюции живой природы • Наследственность и изменчивость изучаются генетикой
Комбинативная – новые комбинации генов у потомства; изменения - рекомбинации • Наследственная (мутационная, генотипическая); изменения - мутации Изменения - модификации
(то есть такое, которое может быть унаследовано потомками данной клетки или организма) • Мутагенез – процесс возникновения мутаций • Мутации возникают в ДНК • Мутации возникают внезапно, скачкообразно, под действием внутренних или внешних факторов • Это относительно редкие события (каждый ген ~1/10-6 человек) • Мутации наследуются, то есть устойчиво передаются из поколения в поколение (клеток) • Мутации ненаправленны и могут возникать повторно
изменения • Мутации – это качественные изменения, которые возникают ненаправленно (спонтанно) и не образуют непрерывных рядов изменчивости (в отличие от модификаций) • Мутации чаще бывают рецессивными (проявляются в фенотипе только в гомозиготном состоянии) • Мутации чаще бывают вредными, редко – нейтральными или полезными • Одни и те же мутации в определённых условиях могут возникать неоднократно, накапливаясь в генофонде популяций
Участвующие клетки Гаметы Соматические клетки Потомство Генетически отличается от родителей Генетически однородно (клоны) Механизм Мейоз (у животных!) Митоз Увеличение численности Медленно Быстро Организмы по наличию гамет: Раздельнополые – мужские и женские особи, либо обоеполые (гермафродиты)