Розмноження— універсальна властивість живого. Можливості клонування організмів.

Нестатеве розмноження. Багато видів рослин тварин (віруси, бактерії, водорості, гриби, найпростіші, губки, кишковопорожнинні та ін.) можуть

розмножуватися за допомогою однієї (моноцитогенне) або групи (поліцитогенне) нестатевих клітин.

Форми моноцитогенного розмноження:

1) поділ клітини надвоє;

2) множинний поділ (шизогонія);

3) спороутворення;

4) брунькування.

Форми поліцитогенного розмноження:

1) впорядкований поділ;

2) невпорядкований поділ (фрагментація);

3) поліембріонія;

4) брунькування;

5) утворення бруньок, кореневих бульб, цибулин (у рослин) тощо.

У разі поділу клітини надвоє утворюються дві дочірні клітини, але вдвічі менші за материнську.

Якщо клітина ділиться на велику і маленьку дочірні, то такий поділ називається брунькуванням (наприклад, дріжджі).

При множинному поділі спочатку зазнає багаторазового поділу ядро материнської клітини, яка стає багатоядерною, а вже потім ділиться цитоплазма й утворюється багато одноядерних дочірніх клітин. Така форма нестатевого розмноження властива, наприклад, паразитові крові людини - маля-

рійному плазмодію.

Спороутворення відомо в багатьох еукаріотів (гриби, водорості, мохи, папороті, плауни, хвощі). У рослин і грибів спори утворюються всередині спеціалізованих органів - спорангіїв. Спори рослин і грибів, на відміну від спор бактерій, слугують не тільки для переживання несприятливого

періоду та розповсюдження, але й для розмноження. Спороутворенню у грибів і рослин часто передує статевий процес: із заплідненої яйцеклітини (зиготи), яка ділиться шляхом мейозу, утворюється

спорангій.

Поліцитогенне - це розмноження відокремленими від материнського організму багатоклітинними частинами, або вегетативними органами.

У багатоклітинних водоростей, грибів і лишайників поліцитогенне розмноження може відбуватисьу вигляді фрагментації - за допомогою відокремлення певних ділянок тіла (наприклад, у зелених нитчастих водоростей, цвілевих грибів, лишайників) чи за рахунок спеціалізованих утворів (у лишайників).

У разі невпорядкованого поділу кількість і розміри частин, на які розпадається організм, непостійні. Цей тип поділу поширений серед безхребетних тварин (губки, кишковопорожнинні, плоскі та

кільчасті черви, голкошкірі).

За впорядкованого поділу його площина, кількість і розміри фрагментів (нових організмів) більш-менш сталі (морські зірки, деякі медузи, поліпи кишковопорожнинних тощо).

Іншим поширеним способом поліцитогенного розмноження тварин є брунькування. Внаслідок цього процесу від материнського організму відокремлюються одна чи кілька багатоклітинних " бруньок", з яких згодом розвиваються дочірні особини (поліпи кишковопорожнинних, деякі кільчасті черви). Якщо " бруньки" залишаються зв'язаними з материнським організмом упродовж життя, виникає колонія (наприклад, коралові поліпи).

Поліембріонія - це процес розвитку кількох зародків із однієї заплідненої яйцеклітини. Зокрема, в людини завдяки поліембріонії народжуються монозиготні

близнюки.

Статеве розмноження. Статеве розмноження властиве як одноклітинним, так і багатоклітинним рослинам і тваринам. Статевий процес - це поєднання в одній клітині генетичного матеріалу двох різних особин. Він здійснюється у формі кон’югації чи копуляції.

Кон’югація – це загальна назва кількох форм статевого процесу, відомих у бактерій, водоростей, грибів, деяких найпростіших. Під час кон’югації бактерій за умови тимчасового контакту клітини обмінюються фрагментами своїх молекул ДНК через цитоплазматичний місток. Інфузорії під час кон’югації обмінюються чоловічими, або мігруючими ядрами.

Копуляція – це злиття двох статевих клітин(гамет)

Ізогамія – це коли зливаються дві однакові за будовою статеві гамети.

Частіше трап-

ляється злиття чоловічої та жіночої гамет, які

відрізняються за формою, розмірами та особливостями будови (анізогамія).

13. Гаметогенез- процес формування статевих клітин.
Сперматогенез. Сім'яник ск’адається з безлічі канальців.На поперечному перерізі крізь каналець можна спостерігати кілька шарів клітин. Це послідовні стадії розвитку сперматозоонів.
Зов.шар(зона розмноження) утвор. сперматогоніями-клітинами кулястої форми з великим ядром і значною к-стю цитоплазми.У період ембріонального розвитку і після дозрівання сперматогонії діляться шляхом мітозу, внаслідок чого збільш.к-сть клітин і розміри сім’яника.
Після настання статевої зрілості частина сперматогоній продовжує ділитись мітотично й утвор. клітини, частина з яких переміщується у наступну зону- зону росту, яка розташована ближче до просвіту канальця.Тут відбув. Значне збільшення розмірів клітин внаслідок підвищення к-сті цитоплазми.На ці стадії їх називають первинними сперматоцитами.
Третя зона-зона дозрівання.Відбуваються 2 поділи, які швидко проходять один за одним, у результаті зазнає перебудови хромосомний апарат.З кожного первинного сперматоцита (мейоз)спочатку утворюються 2 вторинних сперматоцити, а потім 4 сперматиди, які мають овальну форму і менші розміри.Сперматиди переміщуюься ближче до просвіту канальця, де з них форм. Сперматозоони.
Овогенез. Фази овогенезу подібні до фаз сперматогенезу.У цьому процесі також є періодрозмноження, коли інтенсивно діляться овогонії -дрібні клітини з великим ядром і незначною кількістю цитоплазми. У ссавців і людини цей період закінчується ще до народження. Сформовані первинні овоцити зберігаються без змін тривалий час(місяці і роки). З настанням статевої зрілості окремі овоцити періодично вступають у період росту, клітини збільшуються, в них нагромаджуються жовток, жир, пігменти.У цитоплазмі клітини, в її органелах і мембранах відбуваються складні морфологічні і біохімічні перетворення.
Потім настає період дозрівання, коли здійснюються 2 послідовних поділи з перебудовою хромосомного апарату(мейоз).Крім того, ці поділи супроводжуються нерівномірним розподілом цитоплазми між дочірніми клітинами. При поділі первинного овоцити утворюється 1 велика клітина – вторинний овоцит, яка вбирає майже всю цитоплазму, і маленька клітина – первинний полоцит.
При другому поділі дозрівання розподіл цитоплазми знову відбувається нерівномірно.Утворюється 1 великий вторинний овоцит і вторинний полоцит. У цей час первинний полуцит також може поділитися на 2 клітини.Таким чином, із 1 первинного овоцита утворюється 1 вторинний овоцит і 3 полоцити (редукційні тільця). Потім із воринного овоцита формується яйцеклітина, а полоцити розсмоктуються або зберігаються на поверхні яйця, але не беруть участі у подальшому розвитку.

14. Мейоз Мейоз складається з двох швидких у часі послідовних поділів клітин: першого і другого, причому подвоєння ДНК відбувається тільки перед першим поділом. Один з них називається редукційним,

або першим мейотичним поділом, при якому число хромосом зменшується у два рази; інший - екваційний (рівний), або другий редукційний поділ, який нагадує мітотичний поділ.

У кожному поділі мейозу розрізняють профазу,

метафазу, анафазу і телофазу.

Профаза І. На відміну від мітозу, де кожна окрема хромосома поводить себе незалежно від інших і не впливає на їх поведінку, в профазі І мейозу гомологічні хромосоми об'єднуються, формують парні

утворення. Це тривала і складна фаза, вона характеризується певними послідовними стадіями залежно від стану хромосом.

Лептонема, або стадія тонких ниток. Хромосоми стають помітними у вигляді тонких ниток, кількість їх диплоїдна.

Зигонема - гомологічні хромосоми зближуються попарно, утворюють біваленти. Число їх вдвоє менше, ніж вихідна кількість хромосом. Взаємне притягування хромосом отримало назву кон'югація або синапсис. Кон'югація відбувається дуже точно, хромосоми з'єднуються кінцями або по всій довжині. Причому зближуються кожен хромомер і кожна ділянка однієї гомологічної нитки з відповідним хромомером і ділянкою іншої гомологічної нитки.

Пахінема, або стадія товстих ниток. Процес кон'югації гомологічних хромосом повністю завершується.

Диплонема, або стадія подвійних ниток. Хромосоми, які утворили біваленти, розпочинають поступово відштовхуватися одна від одної, залишаючись з'єднаними між собою в окремих ділянках (хіазмах).

Кожна хромосома складається з двох хроматид, а кожний бівалент утворює тетраду. Переплетені одна навколо одної хромосоми (біваленти) поступово розкручуються і зменшується число хіазм.

Діакінез - заключна стадія профази І. У діакінезі біваленти різко вкорочені, потовщені дочірні хроматиди кожної хромосоми мало помітні. Хіазми поступово зміщаються на кінці хромосом.

Метафаза І. Число бівалентів удвічі менше від диплоїдного набору хромосом. Біваленти значно коротші, ніж хромосоми в метафазі соматичного мітозу, і розміщаються в екваторіальній площині. Центромери хромосом з'єднуються з нитками фігури веретена. У цю фазу мейозу можна підрахувати кількість хромосом.

Анафаза І. До протилежних полюсів веретена розходяться гомологічні хромосоми. Кожна з них складається із двох дочірніх хроматид, з'єднаних своїми центромерами. У цьому полягає істотна віддмінність від анафази мітозу.

Телофаза І. Розпочинається, коли анафазні хромосоми досягли полюсів клітини, на кожному з них знаходиться гаплоїдне число хромосом. Характеризується появою ядерної мембрани і відновленням структур ядра. Утворюються дві дочірні клітини.

Інтерфаза між І і II поділом мейозу буває дуже короткою. На відміну від звичайної інтерфази тут відсутня репродукція хромосом. Мейоз II відбувається за типом звичайного мітозу.

Профаза II. Ця стадія нетривала, хромосоми добре помітні.

Метафаза II. Чітко визначена подвійна структура хромосом і значний ступінь їх спіралізації.

Анафаза II. Відбувається розходження подвоєних центромер, внаслідок чого дочірні хроматиди рухаються до різних полюсів.

Телофаза II. Завершується утворенням чотирьох клітин з гаплоїдним набором хромосом.

15.Статеві клітини людини.
Гамети-статеві клітини-яйцеклітини і сперматозоїди, які забезпечують передачу спадкової інформації від батьків до нащадків.Це високо диференційовані клітини.Ядра як чоловічих, так і жіночих гамет містять однакову спадкову інформацію, яка необхідна для розвитку організму.
Яйцеклітини нерухомі, кулястої або дещо видовженої форми.Вони містять всі типові клітинні органели, але за будовою відрізняються від інших клітин, оскільки пристосовані для реалізації розвитку цілого організму.Значно більші, ніж соматичні клітини.Внутрішньоклітинна структура цитоплазми специфічна для кожного виду тварин, чим забезпечуються видові(а часто й індивідуальні) особливості розвитку.Містяться речовини, необхідні для розвитку зародка –жовток.
Вкриті оболонками, які виконують захисну функцію, забезпечують необхідний тип обміну речовин, у плацентарних ссавців служать для сполучення зародка із стінкою матки.
Сперматозоїди мають здатність рухатися, що певною мірою забезпечує можливість зустрічі гамет.Має головку, шийку і хвіст.На передньому кінці головки розташована акросома, яка складається з видозміненого комплексу Гольджі.Основну масу голівки займає ядро.У шийці знаходиться центріоля й утворена мітохондріями спіральна нитка. У них мала кількість цитоплазми(оскільки основна функція цих клітин-транспортування спадкового матеріалу до яйцеклітини).Цитоплазма голівки має рідинно-кристалічний стан.Цим досягається стійкість сперматозоїдів до несприятливих умов зовнішнього середовища.
Статеві клітини відрізняються від соматичних:
1.у статевих-гаплоїдний набір хромосом, у соматичних-диплоїдний
2.У статевих клітинах ядерно-цитоплазматичнне відношення різне: у сперматозоїдів воно високе, ц яйцеклітинах-низьке
3.форма і розміри статевих клітин інша, ніж у соматичних
4.статеві клітини відрізняються низьким рівнем обмінних процесів
5.для яйцеклітин характерна цитоплазматична сегрегація(закономірний перерозподіл цитоплазми після запліднення)

16.Запліднення.
Запліднення -злиття 2 гамет: чоловічої і жіночої.У результаті утворюється запліднена яйцеклітина-зигота, яка дає початок розвитку нового покоління організмів
Існує 2 способи запліднення – зовнішнє і внутрішнє.Майже всі водні хребетні тварини відкладають ікру(яйцеклітини) і сперму у воду, де і відбувається запліднення.Виняток складають водні ссавці, живородні риби і деякі земноводні, яким властиве внутрішнє запліднення.
У наземних тварин запліднення відбувається в статевій системі самки, і зародок розвивається або в середині її тіла, або в яйцях, вкритих шкарлупою.Зародок розвивається поза тілом самки, яйцеклітина містить запаси поживних речовин, які забезпечують розвиток зародка.
Процес запліднення в людини.Запліднення може настати відразу після завершення яйцеклітиною стадії дозрівання. У цей період вона вкрита шаром фолікулярних клітин, містить гаплоїдний набір.
Під час запліднення здійснюються 2 важливі процеси: активація яйця, тобто збудження до розвитку, та синкаріогамія-утворення диплоїдного ядра зиготи внаслідок злиття гаплоїдних ядер статевих клітин, які несуть генетичну інформацію 2 батьківських організмів.
Проникнення сперматозоїда відбувається завдяки акросомній реакції.Розташована на передньому кінці сперматозоїда акросомна ділянка оточена мембраною.При контакті з яйцем оболонка акросоми руйнується, із неї викидається акросомна нитка, виділяються ферменти: один розчиняє оболонку яйцеклітини, інший розчиняєфолікулрні клітини що оточують яйцеклітину.Акросомна нитка проникає крізь розчинну зону яйцевих оболонок і зливається з мембраною яйцеклітини. У цьому місці з цитоплазми яйцеклітини утворюється сприймаючий горбик.Він захоплює ядро, центріолі і мітохондрії сперматозоїда і втягує їх всередину яйця.
Проникнення сперматозоїда в яйцеклітину змінює її обмін речовин, підвищується проникність клітинної мембрани, посилюється поглинання з навколишнього середовища фосфору і калію, виділяється кальцій, збільшується обмін вуглеводів, активується синтез білка.В’язкість цитоплазми збільшується у 6-8 разів.
Кульмінаційним моментом є злиття ядер.Ядро сперматозоїда(чоловічий пронуклеос) у цитоплазмі яйця набрякає і досягає розмірів ядра яйцеклітини(жіночого пронуклеоса).Одночасно чоловічий пронуклеос повертається на 180* і центросомою вперед рухається до жіночого пронуклеоса, який теж зміщується його назустріч.Після зустрічі ядра зливаються, відновлюється диплоїдний набір, яйце починає дробитися.
Суть:
1.відновлюється диплоїдний набір хромосом
2.забезпечує безперервність матеріального зв’язку між поколіннями організмів
3.утворюються нові ознаки, в результаті поєднання спадкових особливостей 2 організмів
4.вибірковість запліднення забезпечує збереження виду як цілого
Партеногенез -особлива форма статевого розмноження, тобто розвиток організму з незапліднених яйцевих клітин.
Природний партеногенез характерний для окремих рослин, червів, комах, ракоподібних.У деяких тварин будь-яке яйце здатне розвиватися без запліднення-факультативний партеногенез.Він зустрічається ц бджіл, мурашок, у яких із запліднених-самки, із незапліднених-самці.
Обов’язковий партеногенез -скельна ящірка.У багатьох видів має циклічний характер.У попелиць у літній період існують лише самки, які розмножуються партеногенетично, а восени-розмнож.з заплідн.
Штучний партеногенез. Для розвитку яйця необхідна активація.За природніх умов вона відб після проникнення сперматозоїда у яйцеклітину, а в експерименті може бути викликана різними впливами, які спричиняють зворотні пошкодження цитоплазми яйцеклітини, що змінює і активує метаболізм.