додати матеріал


Форми безстатевого розмноження

[ виправити ] текст може містити помилки, будь ласка перевіряйте перш ніж використовувати.

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ РФ
Кемеровський державний університет
Біологічний факультет
Кафедра клітинної біології
ФОРМИ Безстатеве розмноження
 
 
 
 
 
 
Виконав: студент групи Б-013 (1)
Лютіков С. С.
 
Перевірив: Волков О. М.
 
 
 
 
 
 
 
Кемерово, 2003
Зміст:
1. Введення.
2. Форми безстатевого розмноження:
а) мітотичний розподіл;
б) шизогонія (множинне поділ);
в) розмноження спорами (споруляції);
г) брунькування;
д) фрагментація;
е) вегетативне розмноження;
з) клонування.
3. Висновок.
4. Література.
3
3
4
7
8
8
9
9
10
12
13

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Введення.
Розмноження - це збільшення кількості особин виду за допомогою відтворення. Здатність до розмноження, або самовідтворення, є одним з обов'язкових і найважливіших властивостей живих організмів. Розмноження підтримує тривале існування виду, забезпечує спадкоємність між батьками і їх потомством у ряді багатьох поколінь. Воно призводить до збільшення чисельності особин виду і сприяє його розселення. У рослин, переважна більшість яких веде прикріплений спосіб життя, розселення в процесі розмноження - єдиний спосіб зайняти більшу територію проживання. У більшості багатоклітинних організмів частина клітин спеціалізувалася на виконанні функції розмноження, виникли репродуктивні органи. У них утворюються клітини, здатні дати початок новому організму. Якщо новий організм виникає із статевих клітин, то говорять про статеве розмноження. Якщо ж утворення нового організму пов'язане з соматичними клітинами, то такий спосіб розмноження називають безстатевим.
Безстатеве розмноження характеризується тим, що в ньому бере участь одна особина. Безстатевого розмноження немає у первічнополостних хробаків, молюсків і рідко відзначається в типах членистоногих і рідко відзначається в типах членистоногих і хордових. У деяких випадках для відтворення потомства утворюються спеціалізовані клітини - спори, кожна з яких проростає і дає початок новому організму. Спороутворення зустрічається в найпростіших (малярійний плазмодій), грибів, водоростей та лишайників.
Форми безстатевого розмноження.
Безстатеве розмноження широко поширене в природі. Найбільш поширене воно в одноклітинних, але часто зустрічається і у багатоклітинних. Характерні такі особливості: у розмноженні бере участь тільки одна особина; здійснюється без участі статевих клітин; в основі розмноження лежить мітоз; нащадки ідентичні і є точними генетичними копіями материнської особини. Перевага безстатевого розмноження - швидке збільшення чисельності. Найбільш поширеними видами безстатевого розмноження є наступні:
1.Бінарное розподіл - мітотичний поділ, при якому утворюються дві рівноцінні дочірні клітини (наприклад, у амеби);
2.Множественное поділ, або шизогонія. Материнська клітина розпадається на велику кількість більш-менш однакових дочірніх клітин (малярійний плазмодій);
3.Споруляція. Розмноження за допомогою суперечка - спеціалізованих клітин грибів і рослин. Якщо суперечки мають джгутик і рухливі, то їх називають зооспорами (хламідомонада). Цікаво, що якщо спори утворюються за допомогою мітозу, то вони мають однаковий генетичний матеріал, якщо ж вони утворюються за допомогою мейозу, то вони мають генетичний матеріал тільки одного організму, але генетично такі спори нерівноцінні;
4.Почкованіе. На материнської особини відбувається утворення виросту - нирки, з якого розвивається нова особина (дріжджі, гідра);
5.Фрагментація - поділ особини на дві або декілька частин, кожна з яких розвивається в нову особину. У рослин (спірогира), і у тварин (кільчасті черви). В основі фрагментації лежить властивість регенерації;
6.Вегетатівное розмноження. Характерно для багатьох груп рослин. При вегетативному розмноженні нова особина розвивається або з частини материнської, або з особливих структур (цибулина, бульба і т.д.), спеціально призначених для вегетативного розмноження;
7.Клонірованіе. Штучний спосіб безстатевого розмноження. У природних умовах зустрічається рідко. Клон - генетично ідентичне потомство, отримане від однієї особини в результаті того чи іншого способу безстатевого розмноження.
Мітоз.
Розподіл клітин лежить в основі розвитку і росту організмів, їх розмноження, а також забезпечує самовідновлення тканин протягом життя організму і відновлення їх цілісності після пошкодження.
Найбільш широко поширена форма відтворення клітин у живих організмів - непрямий поділ, або мітоз (рис. 1.). Для мітозу характерні складні перетворення ядра клітини, що супроводжуються формуванням специфічних структур - хромосом. Хромосоми постійно присутні в клітині, але в період між двома поділами - інтерфазі - знаходяться в деспіралізованном стані і тому не видно в світловий мікроскоп. У інтерфазі здійснюється підготовка до мітозу, що полягає головним чином у подвоєнні (редуплікації) ДНК. Сукупність процесів, що відбуваються в період підготовки клітини до поділу, а також протягом самого мітозу, називається мітотичним циклом. Після завершення поділу клітина може вступити в період підготовки до синтезу ДНК, що позначається символом G1. У цей час у клітці посилено синтезуються РНК і білки, підвищується активність ферментів, які беруть участь у синтезі ДНК. Потім клітка приступає до синтезу ДНК. Дві спіралі старої молекули ДНК розходяться, і кожна стає матрицею для синтезу нових ланцюгів ДНК. У результаті кожна з двох дочірніх молекул обов'язково включає одну стару спіраль і одну нову. Нова молекула абсолютно ідентична старої. У цьому полягає глибокий біологічний сенс: таким шляхом в незліченних клітинних поколіннях зберігається спадкоємність генетичної інформації.
Тривалість синтезу ДНК в різних клітинах неоднакова і коливається від декількох хвилин у бактерій до 6-12 год у клітинах ссавців. Після завершення синтезу ДНК - фази S мітотичного циклу - клітина не відразу починає ділитися. Період від закінчення синтезу ДНК і до початку мітозу називається фазою G2. У цей період клітина завершує підготовку до мітозу: накопичується АТФ, синтезуються білки ахроматінового веретена, подвоюються центріолі.
Процес власне мітотичного поділу клітини складається з чотирьох фаз: профази, метафази, анафази і телофази.
У профазі збільшується об'єм ядра і клітини в цілому, клітина округляється, знижується або припиняється її функціональна активність (наприклад, амебоідному рух у найпростіших і у лейкоцитів вищих тварин). Часто зникають специфічні структури клітини (вії та ін.) Центріолі попарно розходяться до полюсів, хромосоми спіралізуются і внаслідок цього товщають, стають видимими. Зчитування генетичної інформації з молекул ДНК стає неможливим: синтез РНК припиняється, ядерце зникає. Між полюсами клітини простягаються нитки веретена поділу - формується апарат, який би розбіжність хромосом до полюсів клітки. Протягом всієї профази триває спирализация хромосом, які стають товстими й короткими. В кінці профази ядерна оболонка розпадається, і хромосоми опиняються безладно розсіяними в цитоплазмі.
У метафазі спирализация хромосом досягає максимуму, і укорочені хромосоми спрямовуються до екватора клітини, розташовуючись на рівній відстані від полюсів. Утворюється екваторіальна, або метафазних, платівка. На цій стадії мітозу чітко видно структуру хромосом, їх легко порахувати і вивчити їх індивідуальні особливості.
У кожній хромосомі є область первинної перетяжки - центромера, до якої під час мітозу приєднуються нитка веретена поділу і плечі. На стадії метафази хромосома складається з двох хроматид, з'єднаних між собою тільки в області центромери.
У всіх соматичних клітинах будь-якого організму міститься лише певну кількість хромосом. У всіх організмів, що відносяться до одного виду, число хромосом в клітинах однаково: у свійської мухи - 12, у дрозофіли - 8, у кукурудзи - 20, у суниці садової - 56, у рака річкового - 116, у людини - 46, у шимпанзе , таргана і перцю - 48. Як видно, кількість хромосом не залежить від висоти організації і не завжди вказує на філогенетичне спорідненість. Число хромосом, таким чином, не служить видоспецифічні ознакою. Але сукупність ознак хромосомного набору (каріотип) - форма, розміри і кількість хромосом - властива тільки одному якомусь виду рослин або тварин.
Число хромосом у соматичних клітинах завжди парне. Це пояснюється тим, що в цих клітинах знаходяться дві однакові за формою і розмірами хромосоми: одна відбувається від батькового, інша - від материнського організму. Хромосоми, однакові за формою та розмірами і несучі однакові гени, називаються гомологічними. Хромосомний набір соматичної клітини, в якому кожна хромосома має собі пару, носить назву подвійного, або диплоїдного набору, і позначається 2n. Кількість ДНК, відповідне диплоїдний набір хромосом, позначають як 2с. У статеві клітини з кожної пари гомологічних хромосом потрапляє лише одна, тому хромосомний набір гамет називається одинарним або гаплоїдним.
Вивчення деталей будови хромосом метафазної платівки має дуже велике значення для діагностики захворювань людини, обумовлених порушеннями будови хромосом.
У анафазі в'язкість цитоплазми зменшується, центромери роз'єднуються, і з цього моменту хроматиди стають самостійними хромосомами. Нитки веретена поділу, прикріплені до центромери, тягнуть хромосоми до полюсів клітини, а плечі хромосом при цьому пасивно слідують за центромерой. Таким чином, в анафазі хроматиди подвоєних ще в інтерфазі хромосом точно розходяться до полюсів клітини. У цей момент в клітці знаходяться два диплоїдних набору хромосом (4n4с).
У заключній стадії - телофазе - хромосоми розкручуються, деспіралізуются. З мембранних структур цитоплазми утворюється ядерна оболонка. У тварин клітина ділиться на дві менших розмірів шляхом утворення перетяжки. У рослин цитоплазматична мембрана виникає в середині клітини і поширюється до периферії, розділяючи клітину навпіл. Після утворення поперечної цитоплазматичної мембрани у рослинних клітин з'являється целюлозна стінка. Так з однієї клітини формуються дві дочірні, в яких спадкова інформація точно копіює інформацію, що містилася в материнській клітині. Починаючи з першого мітотичного поділу заплідненої яйцеклітини (зиготи) всі дочірні клітини, що утворилися в результаті мітозу, містять однаковий набір хромосом і одні і ті ж гени. Отже, мітоз - це спосіб поділу клітин, що полягає в точному розподіл генетичного матеріалу між дочірніми клітинами. У результаті мітозу обидві дочірні клітини отримують диплоїдний набір хромосом.
Мітоз гальмується високою температурою, високими дозами іонізуючої радіації, дією рослинних отрут. Один з таких отрут - колхіцин - застосовують в цитогенетиці: з його допомогою можна зупинити мітоз на стадії метафазної платівки, що дозволяє підрахувати число хромосом і дати кожній з них індивідуальну характеристику, тобто провести каріотипування.
У наведеній нижче таблиці показано особливості мітозу в рослин і у тварин:
Рослинна клітина
Тваринна клітина
Центріолей немає
Центріолі є
Зірки не утворюються
Зірки утворюються
Утворюється клітинна платівка
Клітинна платівка не утворюється
При цитокінез не утворюється борозни (перетяжки)
Борозна при цитокінез утворюється
Мітози відбуваються головним чином у меристемах
Мітози відбуваються в різних тканинах і ділянках організму

Шизогонія.
Шизогонія стадія безстатевого розмноження в життєвому циклі спорозойних (найпростіших паразитів), що мешкають в печінці або еритроцитах. Також характерна для одноклітинних, найпростіших (радіолярій, деяких водоростей) і для окремих грибів. При цьому поділі ядро ​​материнської клітини зазнає кілька послідовних мітозів, утворюючи шизонт, що містить безліч мерозоїтів. Навколо кожного ядра відокремлюється ділянку цитоплазми. Оболонка материнської клітини розривається, звільняючи мерозоїти. Остаточне вивільнення мерозоїтів малярійного паразита роду Plasmodium з клітин крові призводить до розвитку у хворого сильної лихоманки.
 
Споруляції.
Суперечка - це одноклітинна репродуктивна одиниця зазвичай мікроскопічних розмірів, що складається з невеликої кількості цитоплазми і ядра. Освіта суперечка спостерігається у бактерій, найпростіших, у представників всіх груп зелених рослин і всіх груп грибів. Суперечки можуть бути різними за своїм типом і функції і часто утворюються в спеціальних структурах. Нерідко суперечки утворюються у великих кількостях і мають незначний вага, що полегшує їх поширення вітром, а також тваринами, головним чином комахами. Внаслідок малих розмірів спору зазвичай містить лише мінімальні запаси живильних речовин, з-за того, що багато суперечки не потрапляють у відповідне місце для проростання, втрати суперечка дуже великі. Головне достоїнство таких спор-можливість швидкого розмноження та розселення видів, особливо грибів. Спори бактерій служать, строго кажучи, не для розмноження, а для того, щоб вижити за несприятливих умов, оскільки кожна бактерія утворює лише одну спору. Бактеріальні спори відносяться до числа найбільш стійких: так, наприклад, вони нерідко витримують обробку сильними дезінфікуючими речовинами і кип'ятіння у воді.
 
Брунькування.
Брунькуванням називають одну з форм безстатевого розмноження, при якій нова особина утворюється у вигляді виросту (нирки) на тілі батьківського особини, а потім відділяється від неї, перетворюючись в самостійний організм, цілком ідентичний батьківському. Брунькування зустрічається в різних групах організмів, особливо у кишковопорожнинних, наприклад, у гідри, і в одноклітинних грибів, таких як дріжджі. При брунькування одноклітинних на материнській клітині формуються виріст. Надалі ядро ​​ділиться митозом і одне з утворених ядер переміщається в нирку. Нирка зростає і, досягши розмірів, близьких до материнської клітині, отшнуровивается.
У багатоклітинних організмів нирка формується як багатоклітинна структура в особливій зоні - зоні брунькування. Причому у кишковопорожнинних формується організм може відділятися від материнського або залишатися пов'язаним з ним все життя (в результаті утворюється колонія).
Незвичайна форма брунькування описана у суккулентного рослини бріофіллум - ксерофіта, часто вирощується як декоративна кімнатної рослини: по краях його листя розвиваються мініатюрні рослинки, забезпечені маленькими корінцями (див. рис.); Ці "бруньки" врешті-решт, відпадають і починають існувати як самостійні рослини.
 
Розмноження фрагментами (фрагментація).
Фрагментацією називають поділ особини на дві або декілька частин, кожна з яких зростає і утворює нову особину. Фрагментація відбувається, наприклад, у нитчастих водоростей, таких як спирогира.
Нитка спірогіри може розірватися на дві частини в будь-якому місці. Фрагментація спостерігається також в деяких нижчих тварин, які на відміну від більш високоорганізованих форм зберігають значну здатність до регенерації з відносно слабо диференційованих клітин. Наприклад, тіло немертин (група примітивних хробаків, головним чином морських) особливо легко розривається на багато частин, кожна з яких може дати в результаті регенерації нову особину. У цьому випадку регенерація - процес нормальний і регульований, а проте, у деяких тварин (наприклад, у морських зірок) відновлення з окремих частин відбувається тільки після випадкової фрагментації.
Тварини, здатні до регенерації, є об'єктами для експериментального вивчення цього процесу; часто при цьому використовують вільноживучого хробака планарії. Такі експерименти допомагають зрозуміти процес диференціювання.
 
Вегетативне розмноження.
Вегетативне розмноження представляє собою одну з форм безстатевого розмноження, при якій від рослини відокремлюється відносно велика, зазвичай диференційована, частина і розвивається в самостійне рослина. По суті вегетативне розмноження схоже з брунькуванням. Нерідко рослини утворюють структури, спеціально призначені для цієї мети: цибулини, бульбоцибулини, кореневища, столони і бульби. Деякі з цих структур служать також для запасання поживних речовин, що дозволяє рослині пережити періоди несприятливих умов, таких як холоду або засуха. Запасаючі органи дозволяють рослині переживати зиму і давати в наступному році квітки і плоди (дворічні рослини) або виживати протягом ряду років (багаторічні рослини). До таких органів, званим зимуючими, відносяться цибулини, бульбоцибулини, кореневища і бульби. Зимуючими органами можуть бути також стебла, корені або цілі пагони (нирки), проте у всіх випадках містяться в них живильні речовини створюються головним чином в процесі фотосинтезу, що відбувається в листках поточного року. Утворилися поживні речовини переносяться в запасающий орган, а потім зазвичай перетворюються в якій-небудь нерозчинний резервний матеріал, наприклад крохмаль. При настанні несприятливих умов надземні частини рослини відмирають, а підземний зимуючий орган переходить в стан спокою. На початку наступного вегетаційного періоду запаси живильних речовин мобілізуються за допомогою ферментів: нирки пробуджуються, і в них починаються процеси активного росту і розвитку за рахунок запасених поживних речовин. Якщо проростає більше однієї нирки, то можна вважати, що здійснилося розмноження. У ряді випадків утворюються спеціальні органи, що є для вегетативного розмноження. Такі видозмінені частини стебла - бульби картоплі, цибулини цибулі, часнику, цибулинки в листяних пазухах тонконога, откідиші молодила та ін Суниця розмножується "вусами" (див. рис.). У вузлах пагонів формуються додаткові корені, а з пазушних бруньок - пагони з листям. Надалі міжвузля відмирають, а нова рослина втрачає зв'язок з материнським. У практиці сільського господарства вегетативне розмноження рослин використовується досить широко.
Клонування.
Як вже говорилося, отримання ідентичних нащадків за допомогою безстатевого розмноження називають клонуванням. У природних умовах клони з'являються рідко. Загальновідомий приклад природного клонування, що існує в природі і яка мала місце у людини - однояйцеві близнюки, що розвинулися з однієї яйцеклітини (Це обов'язково діти однієї статі). До шістдесятих років двадцятого століття клони отримували штучним шляхом виключно при вегетативному розмноженні рослинних організмів, частіше за все для збереження сортових ознак і при отриманні культур мікроорганізмів, що використовуються в медицині. На початку шістдесятих років були розроблені методи, що дозволяють успішно клонувати деякі вищі рослини і тварин шляхом вирощування з окремих клітин. Ці методи виникли в результаті спроб довести, що ядра зрілих клітин, які закінчили свій розвиток, містять всю інформацію, необхідну для кодування всіх ознак організму, і що спеціалізація клітин зумовлена ​​включенням і вимиканням певних генів, а не втратою деяких із них. Перший успіх був досягнутий професором Стюардом з Корнельського університету, який показав, що, вирощуючи окремі клітини кореня моркви (її їстівної частини) в середовищі, що містить потрібні поживні речовини і гормони, можна індукувати процеси клітинного ділення, що призводять до утворення нових рослин моркви.
Незабаром після цього Гердон, що працював в Оксфордському університеті, вперше зумів домогтися клонування хребетної тварини. Хребетні в природних умовах клонів не утворюють, а проте, пересаджуючи ядро, взяте з клітини кишечника жаби, в яйцеклітину, власне ядро ​​якої попередньо було зруйновано шляхом опромінення ультрафіолетом, Гердону вдалося виростити пуголовка, а потім і жабу, ідентичну тій особини, від якої було взято ядро.
Із сімдесятих років вчені робили спроби клонування ссавців. Крихітна овечка Доллі - символ чергового етапу успішного розвитку біотехнології.
Такого роду експерименти не лише доводять, що диференційовані (спеціалізовані) клітини містять всю інформацію, необхідну для розвитку цілого організму, але і дозволяють розраховувати, що подібні методи можна буде використовувати для клонування хребетних, що стоять на більш високих щаблях розвитку, в тому числі і людини . Техніка клонування обіцяє, в першу чергу, великі перспективи для тваринництва, оскільки дає можливість отримувати від будь-якої тварини, що володіє цінними якостями, численні генетично ідентичні копії з тими ж ознаками. Клонування потрібних тварин, наприклад племінних биків, скакових коней і т.п., може виявитися настільки ж вигідним, як і клонування рослин, яке, як було сказано, вже проводиться. Також одна з можливих сфер застосування даної технології клонування рідкісних і зникаючих видів диких тварин. Фактично з'явилися реальні технічні можливості для клонування людини. Ось лише декілька проблем, які вирішуються таким чином:
1) Усунення генетичних дефектів ще у внутрішньоутробному періоді шляхом заміни мутантного гена повноцінним;
2) Лікування деяких форм безпліддя, оскільки при використанні описаної методики виносити дитину може не лише біологічна, але і сурогатна мати;
3) Отримання ембріонів для запасних частин, що використовуються під час операцій з пересадки органів (миттєво усувається проблема тканинної несумісності - адже ембріон буде вирощений з клітки самого хворого).
Проте застосування методів клонування до людини пов'язане з серйозними проблемами морального порядку. На перший погляд може здатися, що таким чином можна було б відтворювати талановитих учених чи діячів мистецтва. Однак треба пам'ятати, що ступінь впливу, що чиниться на розвиток середовищем, ще не цілком зрозуміла, а тим часом будь-яка клонованої клітина повинна знову пройти через всі стадії розвитку, тобто у разі людини-стадії зародка, плоду, немовлят і т.д. Тому досягнення генної інженерії останніх років викликають надзвичайно сильну реакцію громадськості і особливо тих кіл, які формують громадську думку (теологи, філософи, журналісти). Генетики й лікарі нерідко піддаються лютим нападкам, хоча вони першими забили тривогу, коли виявилася небезпека експериментів (у 1973 році у П. Берга зі Стенфорда дозріла ідея перенесення ракового гена в кишкову паличку, що справді могло створити непередбачувану небезпеку). Ряд відомих вчених продовжує турбуватися з приводу можливих ускладнень, пов'язаних з міжвидові перенесенням ДНК. Також зовсім не розроблено юридичне забезпечення більшості питань.
Висновок.
Розмноження - одна з найважливіших функцій живих організмів. При безстатевому розмноженні нащадки походять від одного організму, без злиття гамет. Мейоз у процесі безстатевого розмноження не бере участь (якщо не говорити про рослинних організмах з чергуванням поколінь), і нащадки ідентичні батьківського особини. Ідентичне потомство, що походить від однієї батьківської особини, називається клоном. Утворилися безстатевим шляхом організми можуть бути генетично різними тільки у випадку виникнення мутацій.



Література:
1. Ясакова Н. Т., Валова Т. А. Біотехнологія. - М.: Новосибірська державна медична академія. - 2000. - С. 13-15.
2. http://shpora-da.narod.ru/biology-russian-025-036.htm # 027
3. http://lyceum1.ssu.runnet.ru/ ~ dist/biology/textbook_1/05-06_03.html
4. Http://www.examen.ru/Examine.nsf/Display?OpenAgent&Pagename=defacto.html&catdoc_id=4F74CB9E5FCD2338C3256A02003DEB74&rootid=BCD8A4FC42508700C3256A39005E8AE6
5. Http://schools.keldysh.ru/school1413/bio/mazol/razmn/index.htm

Додати в блог або на сайт

Цей текст може містити помилки.

Біологія | Реферат | 51.9кб. | скачати

Схожі роботи:
Способи розмноження живих організмів Еволюція розмноження
Розмноження
Розмноження людини
Розмноження водоростей
Вегетативне розмноження
Розмноження овочевих культур
Вегетативне розмноження чагарників
Різновиди розмноження рослин
Будова і розмноження лишайників
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru