Reproducere sexuală. Forme regulate și neregulate

Ministerul Sănătății al Republicii Belarus

EE „Universitatea Medicală de Stat Gomel”

Departamentul de Biologie Medicală și Genetică

Se discută la o ședință de departament

Protocol nr. ____ datat „___”_________________20___

PRELEZA Nr. 4

în biologie medicală și genetică

pentru elevii din anul I

terapeutic, medico-preventiv și medico-diagnostic

facultati

Subiect:„Reproducția și baza sa citologică”.

Timp - 90 min.

Obiective educaționale și educaționale:

1. Cunoașteți evoluția formelor de reproducere a organismelor, esența reproducerii asexuate și sexuale.

2. Evidențiați caracteristicile reproducerii sexuale la mamifere.

3. Să introducă esența biologică a tipurilor neregulate de reproducere sexuală.

LITERATURĂ:

1. - biologie. Curs de prelegeri pentru studenții la medicină. universități. - Vitebsk, 2000 p. 70-84.

2. Biologie /Ed. V.N. Yarygina / cartea I - M.: Vsh, 1997. - Cu. 202-220.

3. O.-Da. L., L.A. Hramtsova. Atelier de biologie medicală. - Ed. „Vântul alb”, 2000 - p. 33-38.

4. Zayats R.G., Rachkovskaya I.V. Fundamentele geneticii generale și medicale. Mn.: VSh, 1998. - p. 29-31.

SUPORT MATERIAL

1. Prezentare multimedia.

CALCULUL TIMPULUI DE STUDIU

Nu.		Calculul orelor de lucru
	Reproducerea este o proprietate universală a ființelor vii.
	Reproducerea asexuată, tipurile și semnificația biologică.
	Reproducerea sexuală, tipurile sale.
	Gametogeneza. Modele de oogeneză și spermatogeneză la mamifere. Caracteristicile structurii gameților.
	Fertilizarea, fazele sale, esența biologică. Mono- și polispermie.
	Caracteristicile reproducerii umane, reglarea sa hormonală.
Total:

Reproducere - capacitatea organismelor de a se reproduce. Proprietățile organismelor de a produce descendenți. Aceasta este o condiție pentru existența unei specii, care se bazează pe transferul de material genetic.

Există două tipuri principale de reproducere: asexuată și sexuală.

Asexual reproducere - participă un individ; se formează indivizi care sunt genetic identici cu individul părinte original; celulele germinale nu se formează; nici o diversitate genetică. Reproducerea asexuată sporește rolul funcției de stabilizare selecție naturală, asigură păstrarea fitnessului în condiții de mediu în schimbare.

Există două tipuri de reproducere asexuată: vegetativă și sporulată. Un caz special este poliembrionul la vertebrate - reproducerea asexuată prin primele etape Dezvoltarea embrionară. A fost descris pentru prima dată de I. Mechnikov folosind exemplul divizării blastulelor într-o meduză și dezvoltarea celulelor întregului organism din fiecare agregat. La om, un exemplu de poliembrionare este dezvoltarea gemenilor identici de același sex.

Reproducerea la nivel de organism

Asexual

Vegetativ:

Sporulare:

Reproducerea de către un grup de celule somatice. 1. Împărțire simplă în două: la procariote și eucariote unicelulare. 2. Schizogonie (endogonie): la organismele unicelulare: flagelate și sporozoare. 3. Înmugurire: în drojdie unicelulară; la organismele pluricelulare – hidra. 4. Fragmentare: la viermi multicelulari. 5. Poliembrionare. 6. Organe vegetative: formarea mugurilor de tulpină și rădăcină, bulbi, tuberculi. Diviziune ordonată: amitoză uniformă, longitudinală și transversală la stele de mare și anelide.

Un spor este o celulă specializată cu un set haploid de cromozomi. Se formează prin meioză, mai rar prin mitoză, pe sporofitul plantei mamă în sporangi. Se găsește în protozoare eucariote, alge, ciuperci, mușchi, ferigi, coada-calului și mușchi.

Din punct de vedere evolutiv, reproducerea sexuală a fost precedată de un proces sexual - conjugare. Conjugarea asigură schimbul de informații genetice fără creșterea numărului de indivizi. Se găsește în protozoare eucariote, alge și bacterii.

Reproducere sexuală - apariția și dezvoltarea descendenților dintr-un ou fecundat - zigot. În cursul dezvoltării istorice, reproducerea sexuală a organismelor a devenit dominantă în lumea vegetală și animală. Are o serie de avantaje:

1. Rată mare de reproducere. Un numar mare de rudimente ale unor noi indivizi.

2. Reînnoirea completă a materialului genetic. Sursa de variabilitate ereditară. Succes în lupta pentru existență.

3. Abilități de adaptare mai mari ale indivizilor fiice.

Reproducerea sexuală se caracterizează prin următoarele caracteristici:

1. Două persoane participă.

2. Sursa formării de noi organisme sunt celulele speciale - gameții, care au diferențiere sexuală.

3. Pentru a forma un nou organism este necesară fuziunea a două celule germinale. 1 celulă per părinte este suficientă.

4. Diviziunea - meioza, ofera perspective evolutive.

Reproducere sexuală se găsesc în principal în organismele superioare. Oferă o diversitate genetică semnificativă și, prin urmare, o variabilitate fenotipică mai mare la descendenți; organismele primesc oportunități evolutive mai mari și apare material pentru selecția naturală.

Pe lângă reproducerea sexuală, există un proces sexual. Esența sa este că schimbul informatii genetice apare între indivizi, dar fără creșterea numărului de indivizi. Formarea gameților în organismele multicelulare este precedată de meioză. Procesul sexual constă în combinarea materialului ereditar din două surse diferite (părinți).

În reproducerea sexuală, descendenții sunt diferiți genetic de părinții lor, deoarece informațiile genetice sunt schimbate între părinți.

Baza reproducerii sexuale este meioza. Părinții sunt doi indivizi - bărbat și femeie, produc celule sexuale diferite. Aceasta manifestă dimorfism sexual, care reflectă diferența dintre sarcinile îndeplinite în timpul reproducerii sexuale de către organismele masculine și feminine.

Reproducerea sexuală are loc prin gameți - celule sexuale care au un set haploid de cromozomi și sunt produse în organismele părinte. Fuziunea celulelor părinte duce la formarea unui zigot, din care se formează ulterior organismul descendent. Celulele sexuale se formează în gonade - glandele sexuale (în ovare la femei și testicule la bărbați).

Procesul de formare a celulelor germinale se numește gametogeneză (ovogeneză la femei și spermatogeneză la bărbați).

Dacă gameții masculini și feminini se formează în corpul unui individ, atunci se numește hermafrodita. Hermafroditismul poate fi adevărat (un individ are gonade de ambele sexe) și hermafroditism fals (un individ are gonade de un singur tip - masculin sau feminin și genitale externe și caracteristici sexuale secundare ale ambelor sexe).

Partenogeneza (reproducere virgină)

Tipuri de partenogeneză:

1. partenogeneză obligatorie (obligatorie). Se găsește în populațiile formate exclusiv din femele. În același timp, probabilitatea de a întâlni indivizi de sex diferit este minimă

2.partenogeneză ciclică (sezonieră) (la afide, dafnie, rotifere). Apare la populațiile care au dispărut în număr mare în anumite perioade ale anului. La aceste specii, partenogeneza este combinată cu reproducerea sexuală. Mai mult, vara sunt doar femele care depun două tipuri de ouă - mari și mici. Din ouăle mari ies femelele partenogenetic, iar din ouăle mici ies masculi, care fecundează ouăle aflate pe fund în timpul iernii. Din ele ies doar femele;

3.partenogeneză facultativă (opțională). Se găsește în insectele sociale (viespi, albine, furnici). Într-o populație de albine, ouăle fertilizate produc femele (albine lucrătoare și mătci), în timp ce ouăle nefertilizate produc masculi (trântori).

Ginogeneza (y peste osos si unii amfibieni). Spermatozoidul pătrunde în ovul și doar stimulează dezvoltarea acestuia. În acest caz, nucleul spermatozoidului nu se contopește cu nucleul ovulului și moare, iar sursa de material ereditar pentru dezvoltarea descendenților este ADN-ul nucleului ovulului.

Androgeneza. Dezvoltarea embrionului implică nucleul masculin introdus în ou, iar nucleul oului moare. Celula ou numai produce nutrienți citoplasma acestuia.

Poliembrionare . Zigotul (embrionul) este împărțit în mai multe părți asexuat, fiecare dintre acestea dezvoltându-se într-un organism independent. Se găsește la insecte (călăreți), armadilli. La armadillos, materialul celular al unui embrion inițial în stadiul de blastula este împărțit uniform între 4-8 embrioni, fiecare dintre care ulterior dă naștere unui individ cu drepturi depline.

În organismele unicelulare, există două forme de reproducere sexuală: copularea si conjugarea .

Tipurile neregulate de reproducere sexuală includ reproducerea partenogenetică, ginogenetică și androgenetică a animalelor și plantelor (Fig.). Partenogeneza este dezvoltarea unui embrion dintr-un ou nefertilizat. Fenomenul de partenogeneză naturală este caracteristic crustaceelor ​​inferioare, rotiferelor, himenopterelor (albine, viespi), etc. Este cunoscut și la păsări (curcani). Partenogeneza poate fi stimulată artificial prin declanșarea activării ouălor nefertilizate prin expunerea la diferiți agenți. Se face o distincție între partenogeneza somatică sau diploidă și generativă sau haploidă. În timpul partenogenezei somatice, ovulul nu suferă diviziunea de reducere sau, dacă o face, doi nuclei haploizi fuzionează împreună și refac setul diploid de cromozomi (autocariogamie); Astfel, setul diploid de cromozomi este păstrat în celulele tisulare ale embrionului. În partenogeneza generativă, embrionul se dezvoltă dintr-un ou haploid. De exemplu, la albinele (Apis mellifera), trântorii se dezvoltă din ouă haploide nefertilizate prin partenogeneză. Partenogeneza la plante este adesea numită apomixis. Deoarece apomixisul este larg răspândit în lumea plantelor și are o mare importanță în studiul moștenirii, să luăm în considerare caracteristicile sale. Cel mai comun tip de reproducere apomictică este tipul de formare partenogenetică a unui embrion dintr-un ou. În acest caz, apomixa diploidă (fără meioză) este mai frecventă. Informațiile ereditare atât în ​​timpul formării endospermului, cât și în timpul formării embrionului se obțin numai din Diferite tipuri de reproducere sexuală: 1 - fertilizare normală; 2 - partenogeneza: 3 - ginogeneza; 4 - androgieza. mamă. În unele apomicts, formarea semințelor cu drepturi depline necesită pseudogamie - activarea sacului embrionar de către tubul polen. În acest caz, un spermatozoid din tub, ajungând în sacul embrionar, este distrus, iar celălalt fuzionează cu nucleul central și participă numai la formarea țesutului endosperm (specii din genurile Potentilla, Rubus etc.). Moștenirea aici are loc oarecum diferit față de cazul precedent. Embrionul moștenește caracteristicile numai din linia maternă, iar endospermul moștenește atât caracteristicile materne, cât și paterne. Ginogeneza. Reproducerea ginogenetică este foarte asemănătoare cu partenogeneza. Spre deosebire de partenogeneză, ginogeneza implică spermatozoizii ca stimulatori ai dezvoltării ovulelor (pseudogamie), dar fertilizarea (cariogamia) nu are loc în acest caz; Dezvoltarea embrionului se realizează exclusiv în detrimentul nucleului feminin (Fig. 3). Ginogeneza a fost găsită în viermi rotunzi, pestele vivipar Molliensia formosa, la carasul argintiu (Platypoecilus) si la unele plante—■ ranuncul (Ranunculus auricomus), iarba albastra (genul Poa pratensis) etc. Dezvoltarea ginogenetica poate fi indusa artificial daca sperma sau polenul sunt iradiati cu X- raze sau tratate înainte de fertilizare chimicale sau expuse la temperaturi ridicate. În acest caz, nucleul gametului masculin este distrus și capacitatea de cariogamie este pierdută, dar capacitatea de a activa ovulul este păstrată.

41. Trăsături mendeliane și multifactoriale ale oamenilor.

Trăsăturile a căror moștenire este supusă tiparelor enumerate sunt de obicei numite Mendelian (numit după G. Mendel).

La oameni, caracterele mendeliane sunt, de exemplu. albinism (lipsa pigmentării cauzată de o genă recesivă; apare la toate rasele umane cu o frecvență de 1 la 20-30 de mii de nou-născuți), culoarea ochilor, tipul de păr (creț sau neted), diferențe de grup în diverși factori din sânge (vezi Grupele sanguine) etc. Legile lui Mendel respectă și genele care provoacă boli ereditare umane.

Multifactorial semnele se formează prin interacțiuni complexe un numar mare diverse gene și factori de mediu, caracteristici ale vieții. Semnele multifactoriale sunt foarte complexe, cuprind diverse trăsături intelectuale: atenție, memorie, vorbire. În 1865, omul de știință englez F. Galton a dezvoltat o abordare pentru evaluarea caracteristicilor multifactoriale, care a fost numită biometrică. În conformitate cu această abordare, concluzia despre moștenirea unei astfel de trăsături se bazează pe comparativul acesteia cuantificare din diferiți membri ai familiei (părinți, copii, nepoți) folosind metode statistice. Principiul cantitativ al evaluării caracteristicilor multifactoriale, introdus de F. Galton, nu și-a pierdut actualitatea până în prezent.

În timpul reproducerii sexuale, dezvoltarea organismelor are loc din zigoți care apar din fuziunea celulelor germinale. Perturbarea procesului sexual normal sau prezența unor tipuri neregulate de reproducere sexuală (partenogeneză, androgeneză, ginogeneză) în ciclul de viață schimbă natura moștenirii.

Pentru prima dată, date despre moștenirea în timpul partenogenezei la hawkbills (Hieraciu) au fost primite G. Mendel. El a notat că Hieraciu se observă opusul a ceea ce s-a găsit la mazăre: în prima generație nu a existat uniformitate, iar în F 2 nu s-a produs nicio despicare. Mendel nu putea explica aceste fenomene, deoarece nu știa de ce fel Hieraciu Apogamia (partenogeneza) este frecventă.

În natură, multe specii se reproduc partenogenetic - crustacee inferioare, albine, șopârle, unii pești; Printre plante se numără zmeura, manșetele, cinquefoile, soiul etc.

În timpul partenogenezei ameiotice procedând fără meioză, toți descendenții care se dezvoltă dintr-o celulă diploidă - homo- sau heterozigotă - se dovedesc a fi la fel, la fel ca mama, nu are loc despicare la descendenți.

Dacă dezvoltarea partenogenetică are loc după meioză ( partenogeneza haploidă), atunci un organism matern heterozigot poate forma două tipuri de gameți (A și a) cu probabilitate egală și scindarea depinde de raportul dintre indivizi haploizi supraviețuitori cu genotipuri diferite.

În specii cu determinarea sexului haplo-diploidă(albine, viespi, călăreți, furnici etc.) femelele se dezvoltă din ouă fertilizate, iar majoritatea masculilor se dezvoltă din ouă nefertilizate, iar haploidia se păstrează numai în celulele tractului germinativ; în celulele somatice, numărul de cromozomi se dublează pentru a doua oară.

Raportul de sex în timpul dezvoltării partenogenetice diferă de obicei de raportul 1:1 - femelele, de regulă, predomină la urmași. Acest lucru se datorează aparent morții mai mari a ouălor haploide nefertilizate din care se dezvoltă masculii.

Astfel, într-o familie de albine, numărul de femele (albine lucrătoare) este de sute de ori mai mare decât numărul de trântori masculi. Acest lucru determină întreruperea clivajului normal.

De exemplu, la încrucișarea unei femele homozigote cu ochi căprui (trăsătură dominantă) (genotip AA) cu un mascul recesiv cu ochi albi (aa) * în F 1, apar femele cu ochi căprui (Aa) și masculi (AA) *. În F 2, va avea loc o scindare: toate femelele vor avea ochi căprui - AA și aA, iar masculii partenogenetici vor fi de două tipuri - cu ochi căprui (AA) * și cu ochi albi (aa) * într-un raport 1:1 raport. Deoarece există sute de ori mai multe femele în urmași decât masculi, indivizii cu ochi căprui vor predomina în despărțire, adică există o abatere puternică de la despărțirea normală (3:1).