Медицинский факультет. 1 курс.

Медицинская биология.

ЛЕКЦИЯ 3.

РАЗМНОЖЕНИЕ НА КЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ.

План.

1. Размножение – универсальное свойство живого.

2. Жизненный цикл клеток (клеточный цикл), его возможные направления и периодизация.

3. Способы деления соматических клеток (митоз, амитоз)

4. Гаметогенез. Мейоз.

5. Половые клетки человека.

6. Оплодотворение. Партеногенез.

7. Особенности репродукции.

1. Размножение как универсальное свойство живого.

Размножение – это свойство организмов производить потомство или способность к самовоспроизведению. Оно обеспечивает непрерывность жизни и продолжение видов.

Процесс размножения очень сложен и связан не только с передачей генетической информации, но и с анатомическими и физиологическими свойствами организмов, с их поведением, гормональным контролем. Размножение организмов сопровождается процессом роста и развития.

Различают два основных способа размножения: бесполое и половое.

Бесполое размножение

В размножении принимает участие только один организм-родитель. Характерно для организмов многих видов как растений так и животных (вирусы, бактерий, водоросли, грибы, сосудистые растения, простейшие, губки, кишечнополостные, мшанки и оболочники).

Самая простая форма бесполого размножения характерна для вирусов. У них процесс размножения связан со способностью молекул нуклеиновых кислот к самоудвоению.

Применительно к другим организмам различают вегетативное размножение и спорообразование.

При вегетативном размножении из части, отделившейся от материнского организма, развивается новый организм. У однодольных существует в таких формах: деление

Множественное деление

Почкование.

Деление – образование простой перетяжки и двух дочерних клеток (бактерии и сине-зеленые водоросли – путем амитоза; саркодовые, жгутиковые, инфузории – путем митоза).

Множествественное деление (шизогония) – деление ядра с последующим разделением цитоплазмы на части. В итоге образуется несколько дочерних организмов. Например, малярийный плазмодий (Plasmodium vivax) в эритроцитах человека. Несколько раз происходит деление ядра без цитокинеза, а затем цитокинез.

Почкование – на материнской клетке образуется бугорок (вырост) с ядром, который затем отделяется и становится самостоятельным организмом. Встречается у дрожжей и инфузорий. У многоклеточных представлен образованием специальных структур (кишечнополостные – гидры).

У многоклеточных растений – вегетативное размножение путем деления осуществляется черенками, луковицами, листьями, корневищами – искусственное размножение. Если развитие идет из одной клетки (клеточная культура) – образуется клон. Также формой вегетативного размножения являются прививки – трансплантация.

У многоклеточных животных вегетативное размножение происходит путем фрагментации их тела на части, после чего каждая часть развивается в новое животное. Встречается у губок, кишечнополостных, плоских червей, иглокожих. Близка по сути к фрагментации полиэмбриония (появление монозиготных близнецов).

Спорообразование связано с образованием специализированных клеток – спор, которые содержат ядро, цитоплазму, покрыты плотной оболочкой и способны к длительному существованию в неблагоприятных условиях. Это способствует расселению. Часто встречается у бактерий, водорослей, грибов, мхов, папоротников. Среди животных встречается у споровиков.

Половое размножение.

Встречается и у одноклеточных и у многоклеточных организмов. У бактерий представлен коньюгацией, т.е. обмен наследственной информацией в процессе временного контакта через цитоплазматический мостик.

Коньюгация встречается и у одноклеточных эукариотов (инфузории, спирогира).

Другой вид полового процесса у одноклеточных – копуляция. При этом одноклеточные организмы превращаются в изогаметы и сливаются (хламидомонада). Однако необходимо помнить, что эти процессы непосредственно не сопровождаются размножением, это только обмен генетической информацией.

У многоклеточных организмов половое размножение происходит через образование женских и мужских половых клеток (сперматозоидов и яйцеклеток), последующее оплодотворение яйцеклетки сперматозоидом и образование зиготы. При этом между соматическими и половыми клетками существуют существенные различия.

В случае слияния (копуляции) половых клеток выделяют три вида:

- изогамия – слияние двух морфологически одинаковых клеток (водоросли, простейшие);

- анизогамия – клетки сходны по внешнему виду, но отличаются по форме, размерам, особенностям строения;

- оогамия (овогамия) – яйцеклетка большая и неподвижная, а сперматозоиды или спермии мелкие, часто подвижные;

- как особый тип выделяют партеногенез – развитие без оплодотворения, присущ многим растениям и некоторым животным. Бывает факультативным (растения), циклическим (тля) облигатным, или обязательным (кавказская скальная ящерица).

Гермафродитизм.

Это явление, при котором одна и та же особь способна производить и женские и мужские половые клетки. Гермафродиты – обоеполые животные, у которых возможно самооплодотворение, но при наличии партнера наблюдается перекрестное оплодотворение. Встречается у кишечнополостных, плоских и кольчатых червей, моллюсков, круглоротых (миксины), морского окуня.