Importanța reproducerii sexuale și asexuate pentru evoluția organismelor vii. Reproducerea sexuală abstractă și semnificația ei biologică Care este rolul reproducerii sexuale pentru organismele vii

Reproducerea este capacitatea organismelor vii de a-și reproduce propria specie, asigurând continuitatea și continuitatea vieții pe o serie de generații.

R. asigură autoreproducerea organismelor vii, care este necesară existenței speciei. Reproducerea se bazează pe informații genetice criptate sub formă de ADN.

Formele de reproducere asexuată, mecanismele citologice și rolul lor biologic.

Reproducerea asexuată este o formă de reproducere în care este implicat un singur organism și toate organismele fiice au același material genetic.

În organismele unicelulare:

Împărțire în două

Care înmugurește.În acest caz, are loc diviziunea mitotică a nucleului. Unul dintre nucleele rezultate se deplasează în proeminența locală emergentă a celulei mamă, iar apoi acest fragment înmugurește. Celula fiică este semnificativ mai mică decât celula mamă și este nevoie de ceva timp pentru ca aceasta să crească și să completeze structurile lipsă, după care capătă aspectul caracteristic unui organism matur.

Schizogonie– diviziune multiplă

Sporularea. Sporii în multe cazuri sunt formați prin mitoză (mitospori), iar uneori (în special în ciuperci) în cantități uriașe; la germinare, ele reproduc organismul mamei.

În organismele pluricelulare:

Înmulțirea vegetativă. realizat prin separarea de partea corpului a acesteia, constând dintr-un număr mai mare sau mai mic de celule. Din ele se dezvoltă organismul adult.

Poliembrionare

Fragmentare

Sporularea

Care înmugurește

Reproducerea asexuată asigură formarea rapidă a numeroși descendenți cu aceleași caracteristici ca și părinții lor. Ceea ce este util în condiții favorabile, cum ar fi algele vara.

Semnificație biologică și forme de dizolvare sexuală.

Reproducere sexuală- un proces la majoritatea eucariotelor asociat cu dezvoltarea de noi organisme din celulele germinale, sunt implicați 2 indivizi părinți, se formează altele speciale. celule sexuale - gameți, un număr haploid de cromozomi de material ereditar atunci când sunt fuzionați, se formează un zigot;

În organismele unicelulare:

Conjugare(celulele s-au separat, s-au apropiat unul de celălalt și s-au contopit într-un zigot)

În organismele pluricelulare:

Fertilizarea externă

Fertilizarea internă

Partenogeneza: androgeneza (un nou organism se dezvoltă dintr-un ou cu un pronucleozom masculin) și genogeneză (un nou organism se dezvoltă dintr-un ou cu un pronucleozom feminin)

Semnificația biologică a reproducerii sexuale constă nu numai în auto-reproducerea indivizilor, ci și în asigurarea diversității biologice a speciilor, a capacităților lor de adaptare și a perspectivelor evolutive. Acest lucru face ca reproducerea sexuală să fie mai progresivă din punct de vedere biologic decât reproducerea asexuată.

Evoluția reproducerii sexuale.

Etape ale evoluției reproducerii sexuale:

Isogam. Celulele sexuale având aceeași structură.

Heterogam. Ele diferă prin caracteristicile morfologice.

Apariția unor organe speciale unde are loc maturarea celulelor germinale.

Trecerea de la fertilizarea externa la cea interna.

=>dezvoltarea organelor genitale interne si externe.

Conceptul de meioză și rolul său biologic.

Meioza este un tip special de diviziune celulară, în urma căruia se formează celule sexuale - gameți care conțin un număr haploid de cromozomi și material ereditar.

Prima diviziune – reducerea (înjumătățirea numărului de cromozomi)

Diviziunea 2 – ecuațional (reducerea materialului ereditar)

Semnificația biologică a meiozei:

În timpul meiozei, are loc o reducere a numărului de cromozomi și o reducere a materialului ereditar

În timpul meiozei, are loc recombinarea materialului genetic, crescând rezerva de variabilitate ereditară a viitorilor descendenți

Variabilitatea combinativă: a) cu crossing over, b) divergența aleatorie a cromozomilor în A1.

Meioza este unul dintre mecanismele cheie ale eredității

Caracteristicile fazelor 1 și 2 ale diviziunilor meiotice.

Profaza 1 2n4 c– 90% din totalul meiozei.

1. Leptoten – spiralizarea cromozomilor

2. Zigoten – procesul de conjugare – îmbinare în perechi a cromozomilor omologi

3. Pachiten – crossing over – schimb între regiuni omoloage ale cromozomilor

4. Diptoten - separarea complexului sinaptonimal, legat la chiasma - unde a avut loc procesul de crossing over

5. Diakineza - repulsie maxima a cromozomilor unul de altul, dar raman conectati in zonele chiasmelor.

Uneori între 4 și 5 există un dictieten. Durează de la 12 la 50 de ani. O trăsătură feminină, numai la oameni.

Metafaza 1 2n4 c

Bivalenții (perechile de cromozomi omologi) sunt aranjați aleatoriu în planul ecuatorial. Se formează o placă metafază. Formarea firelor fusului, doar un fir este atașat la fiecare cromozom, iar chiasma este distrusă.

Anafaza 1 2n4 c(n2c+n2c la fiecare pol)

Divizarea cromozomilor omologi și divergența lor la polii celulei.

Telofaza 1n2 c

Ca rezultat, se formează două celule, fiecare dintre ele va conține jumătate din setul de material ereditar n2c

Profaza 2n2 c

Metafaza 2n2 c

Anafaza 2nc+ nc

Telofaza 2nc

Dinamica numărului de cromozomi ADN în diviziunea meiotică.+

Diferența dintre meioză și mitoză.

Diferențele dintre meioză și mitoză pe baza rezultatelor

1. După mitoză se obțin două celule, iar după meioză se obțin patru celule.

2. După mitoză se obțin celule somatice (celule corporale), iar după meioză se obțin celule germinale (gameți - spermatozoizi și ovule; la plante, după meioză, se obțin spori).

3. După mitoză se obțin celule identice (copii), iar după meioză se obțin celule diferite (are loc recombinarea informațiilor ereditare).

4. După mitoză, numărul de cromozomi din celulele fiice rămâne același cu cel al mamei, iar după meioză scade de 2 ori (numărul de cromozomi se reduce; dacă nu ar exista, atunci după fiecare fertilizare numărul a cromozomilor s-ar dubla reducerea alternantei si fecundarea asigura constanta numarului de cromozomi).

Diferențele dintre meioză și mitoză pe parcurs

1. În mitoză există o diviziune, iar în meioză sunt două (din această cauză se obțin 4 celule).

2. În profaza primei diviziuni a meiozei, are loc conjugarea (în apropierea cromozomilor omologi) și încrucișarea (schimbul de secțiuni de cromozomi omologi), aceasta duce la recombinarea (recombinarea) informațiilor ereditare.

3. În anafaza primei diviziuni a meiozei are loc divergența independentă a cromozomilor omologi (cromozomii bicromatidici diverg către polii celulei). Acest lucru duce la recombinare și reducere.

4. În interfaza dintre două diviziuni ale meiozei, dublarea cromozomilor nu are loc, deoarece acestea sunt deja duble.

Semnificația biologică și etapele gametogenezei.

Gametogeneza este procesul de formare a celulelor germinale. Spermatogeneza si oogeneza.

Etapa 1 – reproducere

Etapa 2 – creștere (interfaza 1 a meiozei)

Etapa 3 – maturare (divizia 1 și a 2-a)

Etapa 4 – formare

B cutadii reproducere celulele diploide din care se formează gameții se numesc spermatogonieȘi oogonie. Aceste celule suferă o serie de diviziuni mitotice succesive, în urma cărora numărul lor crește semnificativ. Spermatogoniile se reproduc de-a lungul întregii perioade de pubertate masculină. Reproducerea oogoniei se limitează în principal la perioada de embriogeneză. În corpul uman feminin, acest proces are loc cel mai intens în ovare între lunile a 2-a și a 5-a de dezvoltare intrauterină. Până în luna a 7-a, majoritatea ovocitelor intră în profaza I a meiozei.

Deoarece metoda de reproducere a celulelor precursoare ale gameților feminini și masculini este mitoza, oogoniile și spermatogoniile, ca toate celulele somatice, sunt caracterizate prin diploiditate. În timpul ciclului mitotic, cromozomii lor au fie o structură monocatenară (după mitoză și înainte de finalizarea perioadei sintetice a interfazei), fie o structură dublu catenară (perioada postsintetică, profază și metafaza mitozei), în funcție de numărul de ADN dublu catenar. Dacă într-un singur set haploid, numărul de cromozomi este notat ca P, iar cantitatea de ADN este ca Cu, atunci formula genetică a celulelor în stadiul de reproducere corespunde cu 2 P 2Cu la perioada S și 2 n 4c după el.

Pe stadiile de crestere are loc o creștere a dimensiunii celulelor și transformarea celulelor germinale masculine și feminine în spermatociteȘi ovocite de ordinul întâi, iar acestea din urmă ajung la dimensiuni mai mari decât cele dintâi. O parte din substanțele acumulate reprezintă material nutritiv (gălbenuș în ovocite), cealaltă este asociată cu diviziunile ulterioare. Un eveniment important al acestei perioade este replicarea ADN-ului menținând în același timp același număr de cromozomi. Acestea din urmă capătă o structură dublu catenară, iar formula genetică a spermatocitelor și ovocitelor de ordinul întâi ia forma 2 n 4Cu.

Evenimente principale stadiile de maturare sunt două diviziuni succesive: reducție și ecuațională, care alcătuiesc împreună meioză(vezi secțiunea 5.3.2). După prima divizie, se formează spermatociteȘi ovocite de ordinul doi(formulă n 2Cu), iar după al doilea - spermatide și ovul matur (ps).

Ca urmare a împărțirii la stadiile de maturare fiecare spermatocit de ordinul întâi produce patru spermatide,întrucât fiecare ovocit de ordinul întâi – câte unul un ou cu drepturi deplineȘi corpuri de reducere, care nu participă la reproducere. Datorită acestui fapt, cantitatea maximă de material nutritiv - gălbenușul - este concentrată în gametul feminin.

Procesul de spermatogeneză este încheiat stadiul de formare, sauspermiogeneza . Nucleii spermatidelor devin mai densi datorită supraînfăşurării cromozomilor, care devin inerţi funcţional. Complexul lamelar se deplasează la unul dintre polii nucleului, formând aparatul acrozomal, care joacă un rol major în fertilizare. Centriolii ocupă un loc la polul opus al nucleului, iar dintr-unul dintre ei crește un flagel, la baza căruia mitocondriile sunt concentrate sub forma unei învelișuri spiralate. În această etapă, aproape toată citoplasma spermatidei este respinsă, astfel încât capul spermatozoizilor maturi este practic lipsit de acesta.

Caracteristicile spermatogenezei și oogenezei.

Oogeneza

Perioada de reproducere. În această perioadă, oogoniile se divid mitotic.

Perioada de crestere. Celulele sexuale din această perioadă sunt numite ovocite de ordinul întâi. Ei își pierd capacitatea de a suferi diviziunea mitotică și intră în profaza I a meiozei. În această perioadă, celulele germinale cresc

Perioada de maturare . Maturarea unui ovocit este un proces de trecere secvențială a două diviziuni ale meiozei ( diviziuni de maturare). După cum sa menționat mai sus, în pregătirea pentru prima diviziune a maturizării, ovocitul petrece mult timp în stadiul profazei I a meiozei, când are loc creșterea sa.

Dintre cele două diviziuni ale maturizării, prima la majoritatea speciilor este reductivă, deoarece în timpul acestei diviziuni cromozomii omologi se dispersează în celule diferite. Astfel, fiecare dintre celulele divizate dobândește o jumătate de set (haploid) de cromozomi.

Spermatogeneza

Caracteristici ontogenetice ale spermatogenezei și oogenezei la om.

Caracteristicile spermatogenezei la om: începe la 12-14 ani. O spermagonie produce 4 spermatozoizi. Zilnic. Perioada durează 2,5 luni.

((Spermatogeneza la om începe în mod normal în pubertate perioada (aproximativ 12 ani) și continuă până la bătrânețe. Durata spermatogenezei complete la bărbați este de aproximativ 73-75 de zile . Un ciclu epitelial germinal este de aproximativ 16 zile))

Rezultatul oogenezei: din 1 oogonie există doar 1 ou. Oogeneza începe în perioada embrionară (dezvoltarea embrionară). În stadiul de ovocite de ordinul 2 se oprește (embr.)

Continuă în adolescență, cicluri cu o frecvență de 28 de zile, se formează 1 ou.

6-8 milioane de oogonie, până la naștere 1-2 milioane.

Dezvoltarea ontogenetică a unei persoane poate fi caracterizată printr-o serie de trăsături generale: - continuitate - creșterea organelor și sistemelor individuale ale corpului uman nu este infinită, urmează așa-numitul tip limitat. Valorile finale ale fiecărei trăsături sunt determinate genetic, adică există o normă de reacție; - gradualism și ireversibilitate; Procesul continuu de dezvoltare poate fi împărțit în etape condiționate - perioade, sau etape, de creștere. Este imposibil să săriți peste oricare dintre aceste etape, la fel cum este imposibil să reveniți exact la acele caracteristici structurale care erau deja evidente în etapele anterioare; - ciclicitatea; Deși ontogeneza este un proces continuu, ritmul de dezvoltare (rata modificărilor caracteristicilor) poate varia semnificativ în timp. O persoană are perioade de activare și inhibiție a creșterii. Există o ciclicitate asociată cu anotimpurile anului (de exemplu, o creștere a lungimii corpului are loc în principal în lunile de vară, iar greutatea în toamnă), precum și un ciclu zilnic și o serie de altele; - heterocronie sau multitemporalitate (baza alometricității) - rate inegale de maturizare ale diferitelor sisteme ale corpului și trăsături diferite în cadrul aceluiași sistem. Desigur, în primele etape ale ontogenezei se maturizează cele mai importante sisteme vitale; - sensibilitate la factorii endogeni si exogeni; ratele de creștere sunt limitate sau activate sub influența unei game largi de factori de mediu exogeni. Dar influența lor nu duce procesele de dezvoltare dincolo de granițele unei norme largi de reacție determinate ereditar. În aceste limite, procesul de dezvoltare este menținut prin mecanisme de reglementare endogene. În această reglementare, o pondere semnificativă revine controlului genetic în sine, implementat la nivelul organismului datorită interacțiunii sistemelor nervos și endocrin (reglarea neuroendocrină); - dimorfismul sexual este cea mai frapantă caracteristică a dezvoltării umane, manifestată în toate etapele ontogenezei sale. Să vă reamintim încă o dată că diferențele cauzate de „factorul de gen” sunt atât de semnificative încât ignorarea lor în practica cercetării neutralizează semnificația chiar și a celor mai interesante și promițătoare lucrări. O altă caracteristică fundamentală a ontogenezei este individualitatea acestui proces. Dinamica dezvoltării ontogenetice a unei persoane individuale este unică.

Organizarea morfo-funcțională a celulelor germinale la om.

Formarea celulelor germinale. Dobândirea unei forme și dimensiuni specifice

Rolul biologic, etapele și mecanismele de fertilizare.

Fertilizarea este procesul de fuziune a celulelor reproducătoare feminine și masculine, având ca rezultat formarea unui zigot.

Semnificație biologică:

1) Diploidia este restabilită

2) Există o unificare a depozitelor ereditare de la mamă și tată

Mecanisme de fertilizare:

Citologic (fuziune) 60 milioane în 1 ml de euculat pentru fertilizare.

Genetică (fuziunea de seturi haploide de material ereditar)

Chimic

Imunologic

Fiziologic

Infertilitatea și nașterile multiple, mecanismele lor biologice.

Dimorfismul sexual: aspecte genetice, morfofiziologice, endocrine și comportamentale.

Dimorfismul sexual- diferenţe anatomice între masculi şi femele din aceeaşi specie biologică, excluzând organele genitale. Dimorfismul sexual se poate manifesta într-o varietate de trăsături fizice

1. Dați definiții conceptelor.
Reproducere - capacitatea viețuitoarelor de a-și reproduce propria specie.
Reproducere asexuată - Aceasta este o metodă de reproducere în care gameții nu se formează și participă un individ matern.
Sporularea - o metodă de reproducere asexuată în care un nou organism se dezvoltă din celule specializate - spori formați în sporangi.
Înmulțirea vegetativă - o metodă de reproducere asexuată în care se formează un organism fiică din mai multe celule părinte.
Reproducere sexuală – procesul de formare a unui organism fiică cu participarea gameților.
Dimorfismul sexual - diferenţe externe între indivizii de sex opus.

2. Completați tabelul.

3. Etichetați metodele de înmulțire vegetativă din figură.

4. Pot diferi descendenții obținuți ca urmare a reproducerii vegetative de organismul matern? Justificati raspunsul.
Da, pot, dar doar puțin. Chiar și gemenii identici sunt diferiți pentru că există o variabilitate neereditară (modificare). De asemenea, dacă descendenții au mutații somatice.

5. Comparați reproducerea asexuată și sexuală. Evidențiați avantajele și dezavantajele ambelor tipuri de reproducere. Umple tabelul.

6. Sensul reproducerii sexuale:
Asigură apariția unor combinații unice de material genetic la un individ nou, care ajută la supraviețuirea în condiții de mediu în schimbare.

7. Importanța reproducerii asexuate:
În condiții constante de mediu, are avantajul că indivizii fiice sunt identici, adică adaptați în mod specific la anumite condiții. Procesul de reproducere merge foarte repede.

8. De ce în natură există două forme de reproducere a organismelor, și nu una?
Ceea ce este bun într-o situație poate să nu fie potrivit în alta, motiv pentru care multe specii alternează între diferite forme de reproducere.

9. Ce semnificație a avut apariția reproducerii sexuale pentru evoluția vieții pe Pământ?
A asigurat apariția unor organisme noi, mai complexe, adaptabile la diferite condiții și apariția diversității genetice a speciilor.

10. La multe plante superioare, principala metodă de reproducere este vegetativă asexuată, iar reproducerea sexuală joacă un rol auxiliar. La majoritatea animalelor situația este inversă. De ce crezi?
Animalele duc un stil de viață activ, se mișcă, iar condițiile lor de viață sunt în continuă schimbare. Deși există mai multe plante, ele produc mult mai mult polen decât celulele sexuale. Animalelor le este mai ușor să găsească un partener pentru a se reproduce decât plantelor. Este necesar ca descendenții animalelor să difere de părinții lor pentru supraviețuirea și evoluția lor.

11. Stabiliți o corespondență între metodele de reproducere asexuată și organismele pentru care sunt caracteristice.
Metode de reproducere
1. Împărțire simplă în două (nu mitoză)
2. Diviziunea mitotică
3. Sporularea
4. Utilizarea unor părți ale corpului specializate
5. Fragmentarea
6. Înmugurire
Organismele
A. Aspergillus și penicillium
B. Vibrio cholerae
B. Râme
G. Ameba dizenterică
D. Coral roșu
E. Lalea

12. Alegeți răspunsul corect.
Testul 1.
Nu este hermafrodit:
3) viermi rotunzi umani;

Testul 2.
Părțile specializate ale corpului plantei care asigură înmulțirea vegetativă nu includ:
3) floare de gladiola;

Testul 3.
Apariția pe scară largă a reproducerii asexuate în rândul plantelor superioare este asociată cu:
4) viteza mare a acestui tip de reproducere.

Testul 4.
Marea progresivitate evolutivă a reproducerii sexuale se datorează faptului că:
2) asigură diversitatea genetică a urmașilor;

13. Completați termenii lipsă.
Cel mai vechi tip de reproducere a animalelor și plantelor este reproducerea asexuată.
Majoritatea algelor se reproduc prin spori, iar printre plantele superioare - mușchi, licofite, coada-calului și pteridofite, care sunt numite plante cu spori superioare.
Înmulțirea vegetativă se bazează pe capacitatea plantelor de a se regenera.
Relativ puține plante, de exemplu begonia, gloxinia, violeta Uzumbara, pot fi restaurate din părți tăiate ale frunzei.

14. Sarcina cognitivă (răspuns oral).
Unele plante sălbatice sunt capabile să formeze așa-numiții muguri de puiet, care, căzând în apă sau pe sol favorabil, dau naștere unei noi plante. Explicați de ce astfel de plante sunt distribuite în principal în zonele polare, montane înalte și de stepă.
În astfel de condiții, plantele pot pierde cu ușurință florile sau fructele, așa că mugurii de puiet se răspândesc ca semințele, cad și prind rădăcini.

15. Explicați originea și sensul general al cuvântului (termenului), pe baza semnificației rădăcinilor care îl alcătuiesc

16. Selectați un termen și explicați cum se potrivește sensul său modern cu sensul original al rădăcinilor sale.
Termenul ales este hermafrodit.
Corespondență - corespunde în sens, dar sensul modern este un termen, iar anterior era numele unei creaturi bisexuale, considerată un zeu și un monstru.

17. Formulează și notează ideile principale de la § 3.5.
Reproducerea este capacitatea viețuitoarelor de a reproduce propriul lor fel.
Metode: asexuate și sexuale.
Asexual - nu se formează gameți și este implicat un individ matern. Se întâmplă:
1. Diviziune (în protozoare, bacterii).
2. Sporularea (la plante, ciuperci).
3. Vegetativ (la plante si unele animale primitive).
Tipuri de înmulțire vegetativă: fragmentare, înmugurire, folosind părți specializate ale corpului (rizom, tuberculi, virici etc.)
Reproducerea sexuală - cu ajutorul gameților participă 2 indivizi.
Avantajele reproducerii sexuale - combinația unică de material genetic la noul individ ajută la supraviețuirea în condiții de mediu în schimbare.

Avantajele reproducerii asexuate sunt că indivizii fiice sunt adaptați la anumite condiții stabile, procesul decurgând foarte repede.

Reproducerea asigură auto-reproducția organismelor vii, care este necesară existenței speciei. Reproducerea se bazează pe informații genetice criptate în ADN.

Reproducerea poate fi asexuată sau sexuală. În timpul reproducerii sexuale are loc un proces sexual constând în schimbul de material genetic între celule. Cel mai adesea, se formează celule germinale specializate cu un set haploid (unic) de cromozomi - gameți, urmate de fuziunea lor - fertilizarea.

Reproducerea asexuată se poate produce prin mitoză (la microorganisme și alte organisme unicelulare), spori (la ferigă), înmugurire (în Hydra), părți ale corpului și organe vegetative (propagarea vegetativă a plantelor). Reproducerea asexuată asigură formarea rapidă a numeroși descendenți cu aceleași caracteristici ca și părinții lor. Ceea ce este util în condiții favorabile, cum ar fi algele vara.

Reproducerea sexuală duce la formarea de noi combinații de gene, ceea ce crește șansa de supraviețuire a unora dintre urmași atunci când condițiile de mediu se schimbă. Reproducerea sexuală face posibilă selecția naturală bazată pe variația ereditară - principalul factor motor al evoluției.

Omul folosește înmulțirea vegetativă a plantelor fructifere (tăieri de coacăze, altoire de măr, lăstari de rădăcină de zmeură, mustață de căpșuni) pentru a păstra calitățile valoroase ale soiului, care se vor pierde în timpul reproducerii sexuale. Reproducerea sexuală la astfel de plante este indispensabilă atunci când se reproduc noi soiuri.

La încrucișarea diferitelor soiuri de plante și rase de animale, apare fenomenul de heteroză - vigoare hibridă. Astfel de descendenți au rezistență crescută (un catâr este un hibrid dintre un măgar și o iapă), cresc mai repede (pui de carne) și sunt mai productivi (hibrizi F1 la castraveți).

2. Vertebratele, clasificarea lor. Creșterea complexității mamiferelor în procesul de evoluție. Determinați locul speciilor comune de vulpe în sistemul lumii animale (filum, clasă, ordine, familie, gen).

Filul Chordata include subfilul Cranial sau Vertebrate. În cursul școlar se învață următoarele clase:

1. pește cartilaginos,
2. peste osos,
3. Amfibieni sau amfibieni,
4. Reptile sau reptile,
5. păsări,
6. Mamifere sau fiare.

Clasele sunt împărțite în ordine, familii, genuri și specii. Numele speciei constă din numele genului și definiția speciei. În știință, taxonomia este folosită în latină.

Deci, taxonomia vulpii va fi următoarea:

Phylum Chordata,
Clasa mamiferelor,
Echipa de prădători,
Canin de familie (lupul)
Rod Fox,
Specie: vulpe comună.

Trăsături caracteristice ale clasei Mamifere

Mamiferele sunt un grup avansat din punct de vedere evolutiv. Au o serie de trăsături caracteristice care le permit să se adapteze cu succes la mediu:

• Mamiferele sunt animale cu sânge cald, cu o temperatură constantă a corpului. Majoritatea sunt active pe tot parcursul anului. Un nivel ridicat de metabolism este atins prin prezența plămânilor alveolari, a unei inimi cu patru camere și a două sisteme circulatorii.
• Ei nasc pui vii, îi hrănesc cu lapte și își îngrijesc urmașii.
• Dinții se diferențiază în incisivi, canini și molari. Sunt fixate în alveole (celule din maxilare).
• Părul și pielea conțin glande.
• Nivelul ridicat de dezvoltare a sistemului nervos, în primul rând a cortexului cerebral, asigură comportamentul complex al animalelor.

3. Dezvăluie caracteristicile schimbului de gaze în plămâni și țesuturi, relația dintre sistemul respirator și cel circulator. Ce este primul ajutor pentru stop respirator?

Schimbul de gaze în plămâni implică îmbogățirea sângelui cu oxigen și eliminarea dioxidului de carbon din sânge. Acesta este rolul sistemului respirator; transportul suplimentar de oxigen către toate celulele corpului este efectuat de sistemul circulator. În acest caz, oxigenul este legat de hemoglobina conținută în celulele roșii din sânge, ceea ce conferă sângelui o culoare stacojie strălucitoare.

În țesuturi, oxigenul din sânge este utilizat pentru așa-numita respirație tisulară: substanțele organice sunt oxidate cu participarea oxigenului la dioxid de carbon și apă, energia eliberată este stocată sub formă de ATP. Dioxidul de carbon rezultat este transportat de sânge și îndepărtat prin plămâni.

Oprirea respirației chiar și pentru câteva minute privează țesuturile de oxigen și duce la modificări ireversibile, în primul rând în celulele creierului. În acest caz, este necesar să se efectueze respirație artificială. Ar trebui efectuată până când pacientul începe să respire singur sau până când sosește o ambulanță.

Pentru a face acest lucru, victima stă întinsă pe spate, cu capul ușor înclinat pe spate. După aceasta, aerul este inhalat folosind metoda „gura la gură” sau „gura la nas” printr-o batistă sau o mască specială disponibilă într-o trusă de prim ajutor auto. Frecvența respirațiilor este de 10-12 pe minut pentru adulți, pentru un copil mai des cu expirație superficială. (În același timp, oxigenul intră în sângele victimei, al cărui conținut este de aproximativ 16% în timpul expirației, iar conținutul crescut de dioxid de carbon stimulează centrul respirator).

În manualele vechi se recomanda curățarea căilor respiratorii de apă și nămol înainte de a începe respirația artificială. În ultimii ani, s-a recomandat să sari peste această etapă deoarece este ineficientă, pentru a nu pierde secunde prețioase care pot salva viața unei persoane.

Dacă accidentul are loc din cauza unui incendiu, victima este scoasă la aer curat după reluarea respirației, este util să se administreze o mască de oxigen.

Creșterea numărului de indivizi din propria specie este cea mai importantă sarcină a oricărui organism. De aceea, odată cu reproducerea sexuală, a apărut și reproducerea asexuată. Plantele s-au adaptat la înmulțirea eficientă în felul lor, folosind organele corpului lor pentru a face acest lucru. Care este semnificația biologică Care sunt avantajele și dezavantajele acestei metode?

Ce este reproducerea asexuată?

Unul dintre scopurile existenței unui organism viu este de a reproduce propriul său fel. Pentru a rezolva această problemă, plantele, animalele, bacteriile și alți reprezentanți ai lumii biologice și-au găsit propriile modalități de a-și crește numărul. Nu degeaba reproducerea este considerată unul dintre parametrii tuturor viețuitoarelor, alături de creșterea, schimbul de energie, constanța mediului intern etc.

Reproducerea asexuată este o metodă în care nu este necesară participarea celulelor germinale. Gameții joacă un rol excepțional în formarea noului material genetic al embrionului, cu toate acestea, nu este întotdeauna posibilă trecerea la metoda sexuală de reproducere. Care este semnificația biologică a reproducerii asexuate?

Pentru unele organisme, cum ar fi bacteriile, aceasta este singura modalitate de a crește dimensiunea populației. Pentru alți reprezentanți ai lumii animale și vegetale, reproducerea asexuată și sexuală sunt necesare în egală măsură. Dacă primul este folosit pentru o creștere cantitativă a numărului, atunci al doilea este folosit pentru o creștere calitativă (adică o schimbare a materialului genetic).

Tipuri de reproducere asexuată

Reproducerea de tipul lor la viteză mare - aceasta este semnificația biologică a reproducerii asexuate a organismelor. Acest tip de reproducere este mai vechi și, prin urmare, vârful dominantei sale are loc la organismele slab dezvoltate. În continuare, vom prezenta tipurile de reproducere asexuată care pot apărea în diferite grupuri taxonomice.

1. Fisiune binară. Acest tip de reproducere este tipic pentru majoritatea reprezentanților procariotelor și protozoarelor. Celula formează un sept transversal care o împarte în jumătate, formând astfel două celule fiice.
2. Schizogonie. Această metodă poate fi considerată o versiune îmbunătățită a fisiunii binare, când mai multe celule fiice se dezvoltă dintr-o celulă simultan. Mai întâi, nucleul se divide, apoi celula însăși. Acest tip de reproducere poate fi observat în ciclul de viață al sporozoarelor (de exemplu, precum și al unor alge.
3. Care înmugurește. În ciuda simplității fisiunii binare și a schizogoniei, aceste metode de reproducere pot să nu fie eficiente pentru toate organismele. Astfel de animale multicelulare primitive, cum ar fi celenterate, se caracterizează prin înmugurire - formarea unui nou organism sub forma unei excrescențe, care este mai întâi conectată la individul părinte și apoi detașată. Dacă un astfel de „mugur” nu este detașat, se formează colonii de mai multe organisme. Înmugurirea este, de asemenea, caracteristică drojdiei.
4. tipul de reproducere se bazează pe capacitatea organismului de a se regenera. Este caracteristic planarelor, nemerteanelor, bureților și unor alge filamentoase. Cu deteriorări mecanice, individul părinte poate fi împărțit în mai multe părți, fiecare dintre acestea dând naștere unui nou organism.
5. Sporulare, sau sporulare. Cel mai progresiv tip de reproducere asexuată, deoarece se face schimb de informații genetice. Ca urmare, genotipul urmașilor este oarecum diferit de cel al părintelui. Sporularea poate fi observată la ciuperci, alge, coada-calului, ferigi, mușchi și mușchi.

Care este semnificația biologică a reproducerii asexuate a plantelor?

Regnul plantelor este împărțit în mod convențional în spori și semințe. Primele includ mușchi, iar cele din urmă includ gimnosperme și angiosperme. Reproducerea asexuată a plantelor cu spori constă în primul rând în formarea de spori. La gimnosperme și angiosperme, sporularea a rămas ca o etapă intermediară în apariția gameților (microspori și megaspori). Reproducerea cu ajutorul organelor corpului este semnificația biologică a reproducerii asexuate la plante.

Este caracteristic doar reprezentanților foarte dezvoltați ai florei și este, de asemenea, singurul tip de reproducere asexuată. În spori, această metodă este extrem de rară. Iată, de fapt, un alt aspect al semnificației biologice a reproducerii asexuate la plante.

Cum se realizează reproducerea indivizilor pe cale vegetativă?

1. Modificări ale tulpinii. Acestea includ bulbi, cormi, rizomi, stoloni, tuberculi și virici. Pe astfel de organe ale plantei se formează muguri rudimentari, din care cresc lăstari noi. Această metodă de înmulțire poate fi întâlnită la lalele, narcise, ceapă, mure, iris, căpșuni, cartofi etc.
2. Tuberculi de rădăcină (tuberculi de rădăcină). Aceste organe sunt rădăcini adventive în care sunt depozitate nutrienții. Violetele, topinamburul și daliile se reproduc prin tuberculi de rădăcină.
3. Prin butasi. Un butaș este orice parte a tulpinii care conține cel puțin un nod cu muguri advențiali. Uneori, doar o frunză fără tulpină este suficientă pentru înmulțire. Exemple de plante: begonia, fuchsia, dracaena etc.

Rolul biologic al reproducerii asexuate a plantelor

Procesul de formare a gameților depinde de mulți factori. Adesea, reproducerea asexuată poate fi mai eficientă, deoarece poate fi realizată fără participarea gameților. Pentru plantele cu spori, aceasta este componenta principală a ciclului de viață. Pentru plantele cu semințe, aceasta este înmulțirea vegetativă, în care numărul de indivizi poate fi ușor crescut.

Care este semnificația biologică a reproducerii asexuate? Aceasta nu este doar viteza, ci și ușurința implementării procesului. Dacă condițiile optime de mediu și maturitatea plantei în sine sunt necesare pentru reproducerea sexuală, atunci reproducerea asexuată poate fi observată aproape în orice moment al vieții unui individ.

Cu toate acestea, înmulțirea vegetativă are dezavantajele sale. De exemplu, cu acest tip de reproducere nu există nici un schimb de informații genetice. Aceasta înseamnă că planta nu se adaptează la noile condiții de mediu pe parcursul unui număr de generații, iar acest lucru poate duce la pierderea populației clonelor rezultate.

Aplicarea înmulțirii asexuate a plantelor de către oameni

Procesul de reproducere este utilizat activ în activități economice. vă permite să semănați suprafețe uriașe de pământ cu cartofi, ceapă, sfeclă, morcovi, căpșuni sălbatice etc.

Înmulțirea vegetativă face, de asemenea, posibilă creșterea numărului de furaje, legume și culturi ornamentale valoroase și creșterea rezistenței plantei la condițiile de mediu nefavorabile prin altoire.

Trimiteți-vă munca bună în baza de cunoștințe este simplu. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

KGBOU NPO

Școala profesională nr 80

Profesia 110800.03 Electrician pentru reparatii si

Intretinerea instalatiilor electrice

În producția agricolă

Grupa nr 153

Subiect: Reproducerea sexuală și semnificația ei biologică

Student: A.E. Petrenko

Profesor: M.A. Varochkin

1. Reproducerea sexuală

În reproducerea sexuală, descendenții sunt produși prin fuziunea materialului genetic din nucleele haploide. De obicei, acești nuclei sunt conținute în celule germinale specializate - gameți; În timpul fertilizării, gameții fuzionează pentru a forma un zigot diploid, care în timpul dezvoltării produce un organism matur. Gameții sunt haploizi - conțin un set de cromozomi rezultat din meioză; ele servesc ca o legătură între această generație și următoarea (în timpul reproducerii sexuale a plantelor cu flori, nu celulele, ci nucleii, fuzionează, dar de obicei acești nuclei sunt numiți și gameți.)

Meioza este o etapă importantă în ciclurile de viață care implică reproducerea sexuală, deoarece duce la o reducere a cantității de material genetic la jumătate. Datorită acestui fapt, într-o serie de generații care se reproduc sexual, acest număr rămâne constant, deși în timpul fecundației se dublează de fiecare dată. În timpul meiozei, ca urmare a divergenței aleatorii a cromozomilor (distribuție independentă) și a schimbului de material genetic între cromozomi omologi (încrucișarea), apar noi combinații de gene într-un singur gamet, iar o astfel de amestecare crește diversitatea genetică. Fuziunea nucleelor ​​haploide conținute în gameți se numește fecundare sau singamie; duce la formarea unui zigot diploid, adică a unei celule care conține câte un set de cromozomi de la fiecare părinte. Această combinație a două seturi de cromozomi în zigot (recombinare genetică) reprezintă baza genetică a variației intraspecifice. Zigotul crește și se dezvoltă într-un organism matur de generație următoare. Astfel, în timpul reproducerii sexuale în ciclul de viață, are loc o alternanță de faze diploide și haploide, iar în diferite organisme aceste faze iau forme diferite.

Gameții vin de obicei în două tipuri, masculin și feminin, dar unele organisme primitive produc un singur tip de gameți. În organismele care produc două tipuri de gameți, aceștia pot fi produși de părinții de sex masculin și, respectiv, de sex feminin, sau este posibil ca același individ să aibă atât organe reproducătoare masculine, cât și feminine. Speciile în care există indivizi masculi și femele separați se numesc dioice; așa sunt majoritatea animalelor și a oamenilor. Printre plantele cu flori există și specii dioice; Dacă la speciile monoice se formează flori masculine și feminine pe aceeași plantă, ca, de exemplu, la castraveți și alun, atunci la speciile dioice unele plante poartă numai flori masculine, iar altele numai flori feminine, ca la ilis sau tisa.

Hermafroditismul.

Partenogeneză.

Partenogeneza este una dintre modificările reproducerii sexuale în care gametul feminin se dezvoltă într-un nou individ fără fertilizare de către gametul masculin. Reproducerea partenogenetică are loc atât în ​​regnul animal, cât și în cel vegetal și are avantajul de a crește rata de reproducere în unele cazuri.

Există două tipuri de partenogeneză - haploidă și diploidă, în funcție de numărul de cromozomi din gametul feminin. La multe insecte, inclusiv furnici, albine și viespi, apar diferite caste de organisme într-o anumită comunitate ca urmare a partenogenezei haploide. La aceste specii are loc meioza și se formează gameți haploizi. Unele ouă sunt fertilizate și se dezvoltă în femele diploide, în timp ce ouăle nefertilizate se dezvoltă în masculi haploizi fertili. De exemplu, la albinele, matca depune ouă fertilizate (2n = 32), care se dezvoltă în femele (regine sau lucrătoare), și ouă nefertilizate (n = 16), care produc masculi (trone) care produc spermatozoizi prin mitoză, si nu meioza. Dezvoltarea indivizilor acestor trei tipuri la albinele este prezentată schematic în. Acest mecanism de reproducere la insectele sociale are o semnificație adaptivă, deoarece face posibilă reglarea numărului de descendenți ai fiecărui tip.

La afide are loc partenogeneza diploidă, în care ovocitele feminine suferă o formă specială de meioză fără segregare cromozomială - toți cromozomii trec în ou, iar corpurile polare nu primesc nici măcar un singur cromozom. Ouăle se dezvoltă în corpul mamei, astfel încât femelele tinere se nasc complet formate, mai degrabă decât să clocească din ouă. Acest proces se numește viviparitate. Poate continua timp de câteva generații, în special vara, până când apare o nondisjuncție aproape completă într-una dintre celule, rezultând o celulă care conține toate perechile de autozomi și un cromozom X. Din această celulă masculul se dezvoltă partenogenetic. Acești masculi de toamnă și femele partenogenetice produc gameți haploizi prin meioză care participă la reproducerea sexuală. Femelele fertilizate depun ouă diploide, care iernează, iar primăvara eclozează în femele care se reproduc partenogenetic și dau naștere la urmași vii. Mai multe generații partenogenetice sunt urmate de o generație rezultată din reproducerea sexuală normală, care introduce diversitatea genetică în populație prin recombinare. Principalul avantaj pe care partenogeneza îl oferă afidelor este creșterea rapidă a populației, deoarece toți membrii săi maturi sunt capabili să depună ouă. Acest lucru este deosebit de important în perioadele în care condițiile de mediu sunt favorabile existenței unei populații mari, adică în lunile de vară.

Partenogeneza este larg răspândită în plante, unde ia diferite forme. Una dintre ele, apomixis, este partenogeneza, simulând reproducerea sexuală. Apomixia se observă la unele plante cu flori în care celula ovulului diploidă, fie o celulă nuceloasă, fie un megaspor, se dezvoltă într-un embrion funcțional fără participarea unui gamet masculin. Restul ovulului formează sămânța, iar ovarul se dezvoltă în fruct. În alte cazuri, este necesară prezența unui bob de polen, care stimulează partenogeneza, deși nu germinează; boabele de polen induce modificări hormonale necesare dezvoltării embrionului, iar în practică astfel de cazuri sunt greu de distins de reproducerea sexuală adevărată.

2. Reproducerea sexuală la om

Sistemul reproducător masculin.

spermatozoizi haploizi sexuali

Sistemul reproducător masculin este format din testicule pereche (testicule), canale deferente, un număr de glande accesorii și penis (penis). Testiculul este o glandă tubulară complexă de formă ovoidă; este închisă într-o capsulă - tunica albuginea - și este formată din aproximativ o mie de tubuli seminiferi foarte contorți, cufundați în țesut conjunctiv care conține celule interstițiale (Leydig). Tubulii seminiferi produc gameți - spermatozoizi (spermatozoizi), iar celulele interstițiale produc hormonul sexual masculin testosteron. Testiculele sunt situate în afara cavității abdominale, în scrot, și de aceea spermatozoizii se dezvoltă la o temperatură care este cu 2-3°C mai mică decât temperatura regiunilor interne ale corpului. Temperatura inferioară a scrotului este determinată parțial de poziția sa și parțial de plexul coroid format de artera și vena testiculului și care acționează ca un schimbător de căldură în contracurent. Contractiile unor muschi speciali apropie sau mai departe testiculele de corp, in functie de temperatura aerului, pentru a mentine temperatura in scrot la un nivel optim pentru productia de spermatozoizi. Dacă un bărbat a ajuns la pubertate și testiculele nu au coborât în ​​scrot (o afecțiune numită criptorhidie), el rămâne steril pentru totdeauna, iar la bărbații care poartă chiloți prea strâmți sau fac băi foarte fierbinți, producția de spermă poate fi atât de redusă încât duce la infertilitate. Doar câteva mamifere, inclusiv balene și elefanți, își au testiculele în cavitatea abdominală toată viața.

Tubulii seminiferi ajung la 50 cm lungime și 200 µm în diametru și sunt localizați în zone numite lobuli ai testiculului. Ambele capete ale tubilor sunt legate de regiunea centrală a testiculului - rete testis - prin tubuli seminiferi scurti, drepti. Aici spermatozoizii sunt colectati in 10-20 de tubuli eferenti; de-a lungul acestora este transferat la capul epididimului, unde este concentrat ca urmare a reabsorbției lichidului secretat de tubii seminiferi. În capul epididimului, spermatozoizii se maturizează, după care trec de-a lungul unui tub eferent contort de 5 metri până la baza epididimului; aici raman putin timp inainte de a intra in canalul deferent. Canalul deferent este un tub drept de aproximativ 40 cm lungime, care, împreună cu artera și vena testiculului, formează cordonul spermatic și transportă spermatozoizii către uretra (uretra), care trece în interiorul penisului. Relația dintre aceste structuri, glandele accesorii masculine și penisul este prezentată în.

Dezvoltarea spermatozoizilor (spermatogeneza).

Spermatozoizii (spermatozoizi) se formează printr-o serie de diviziuni celulare succesive, numite colectiv spermatogeneză, urmate de un proces complex de diferențiere numit spermiogeneză. Procesul de formare a spermatozoizilor durează aproximativ 70 de zile; la 1 g de greutate a testiculelor, se produc 107 spermatozoizi pe zi. Epiteliul tubului seminifer constă dintr-un strat exterior de celule epiteliale germinale și aproximativ șase straturi de celule formate ca urmare a diviziunilor celulare repetate ale acestui strat; aceste straturi corespund unor etape succesive de dezvoltare a spermatozoizilor. În primul rând, diviziunea celulelor epiteliale germinale dă naștere la numeroase spermatogonii, care cresc în dimensiune și devin spermatocite de ordinul întâi. Aceste spermatocite, ca urmare a primei diviziuni meiotice, formează spermatocite haploide de ordinul doi, după care trec prin a doua diviziune meiotică și se transformă în spermatide. Între „cașinele” celulelor în curs de dezvoltare se află celule Sertoli mari, sau celule trofice, situate în întreg spațiul de la stratul exterior al tubului până la lumenul acestuia.

Spermatocitele sunt localizate în numeroase invaginări pe suprafețele laterale ale celulelor Sertoli; aici se transformă în spermatide, iar apoi se deplasează spre acea margine a celulei Sertoli, care se confruntă cu lumenul tubului seminifer, unde se maturizează, formând spermatozoizi. Aparent, celulele Sertoli oferă suport mecanic, protecție și nutriție spermei în curs de maturizare. Toți nutrienții și oxigenul livrat gameților în curs de dezvoltare prin vasele de sânge care înconjoară tubii seminiferi și deșeurile metabolice eliberate în sânge, trec prin celulele Sertoli. Aceste celule secretă, de asemenea, lichid cu care spermatozoizii călătoresc prin tubuli.

sperma.

Spermatozoizii sau spermatozoizii sunt gameți masculini foarte mici, mobili, produși de gonadele-testiculele masculine; numărul lor este de milioane. Forma spermatozoizilor variază la diferite animale, dar structura lor este aceeași. Fiecare spermatozoid poate fi împărțit în cinci secțiuni. În capul spermatozoizilor există un nucleu care conține numărul haploid de cromozomi și este acoperit de un acrozom. Acrozomul, o structură specială delimitată de o membrană, conține enzime hidrolitice care facilitează pătrunderea spermatozoizilor în ovocit imediat înainte de fertilizare; astfel, din punct de vedere funcțional poate fi considerat ca un lizozom mărit. Gâtul scurt al spermatozoizilor conține o pereche de centrioli situati în unghi drept unul față de celălalt. Microtubulii unuia dintre centrioli se alungesc, formând un filament axial al flagelului, care trece de-a lungul restului spermatozoizilor. Partea de mijloc este extinsă datorită numeroaselor mitocondrii pe care le conține, asamblate în spirală în jurul flagelului. Aceste mitocondrii furnizează energie pentru mecanismele contractile care asigură mișcarea flagelului. Părțile principale și de coadă ale spermei au o structură caracteristică flagelilor: o secțiune transversală arată o structură tipică „9 + 2” - 9 perechi de microtubuli periferici care înconjoară o pereche de microtubuli centrali.

Dacă te uiți la capul unui spermatozoid uman de sus, acesta pare rotund, iar când este privit din lateral, pare aplatizat. Numai mișcarea flagelară nu este suficientă pentru ca spermatozoizii să parcurgă distanța de la vagin până la locul unde are loc fecundarea. Sarcina locomotorie principală a spermatozoizilor este de a roi în jurul ovocitului și de a se orienta într-un mod specific înainte de a pătrunde în membranele ovocitului.

Sistemul reproducător feminin.

Rolul femeii în procesul reproductiv este mult mai mare decât al bărbatului și implică interacțiuni între glanda pituitară, ovare, uter și făt. Sistemul reproducător feminin este format din ovare pereche și trompe uterine, uter, vagin și organe genitale externe.

Ovarele sunt atașate de peretele cavității abdominale printr-un pliu de peritoneu și îndeplinesc două funcții: produc gameți feminini și secretă hormoni sexuali feminini. Ovarul are formă de migdale, este format dintr-un cortex exterior și o medulă interioară și este închis într-o membrană de țesut conjunctiv numită tunica albuginea. Stratul exterior al cortexului este format din celule epiteliale germinale din care se formează gameții. Cortexul este format din foliculi în curs de dezvoltare, iar medularul este compus din stromă care conține țesut conjunctiv, vase de sânge și foliculi maturi.

Trompa este un tub muscular de aproximativ 12 cm lungime prin care gameții feminini părăsesc ovarul și intră în uter. Deschiderea trompei uterine se termină într-o prelungire, a cărei margine formează o fimbrie, apropiindu-se de ovar în timpul ovulației. Lumenul trompei uterine este căptușit cu epiteliu ciliat; Mișcarea gameților feminini către uter este facilitată de mișcările peristaltice ale peretelui muscular al trompei uterine.

Uterul este un sac cu pereți groși de aproximativ 7,5 cm lungime și 5 cm lățime, format din trei straturi. Stratul exterior este numit serosa. Dedesubt este cel mai gros strat mijlociu - miometrul; este format din mănunchiuri de celule musculare netede care sunt sensibile la oxitocină în timpul nașterii. Stratul interior - endometrul - este moale și neted; este format din celule epiteliale, glande tubulare simple și arteriole spiralate care alimentează celulele cu sânge. În timpul sarcinii, cavitatea uterină poate crește de 500 de ori - de la 10 cm3 la 5000 cm3. Intrarea inferioară în uter este colul uterin, care leagă uterul de vagin. Intrarea în vagin, deschiderea externă a uretrei și clitorisul sunt acoperite de două pliuri de piele - labiile mari și mici, formând vulva. Clitorisul este o formațiune mică capabilă de erecție, omoloagă penisului masculin. În pereții vulvei se află glandele lui Bartholin, care secretă mucus în timpul excitării sexuale, care hidratează vaginul în timpul actului sexual.

Ciclu menstrual.

La bărbați, formarea și eliberarea gameților este un proces continuu, care începe cu debutul pubertății și continuă pe tot parcursul vieții. La femei, acesta este un proces ciclic, care se repetă aproximativ la fiecare 28 de zile și asociat cu modificări ale structurii și funcțiilor întregului sistem reproducător. Acest proces se numește ciclu menstrual și poate fi împărțit în patru etape. Evenimentele care au loc în timpul ciclului menstrual implică ovarele (ciclul ovarian) și uterul (ciclul uterin) și sunt reglate de hormoni ovarieni, a căror secreție este la rândul ei reglată de gonadotropinele hipofizare.

Ciclul ovarian.

La o femeie adultă, ciclul ovarian începe cu dezvoltarea mai multor foliculi primari (conținând ovocite de ordinul întâi) sub influența hormonului foliculostimulant (FSH) secretat de glanda pituitară anterioară. Dintre acești foliculi, doar unul continuă să crească, în timp ce restul sunt distruși ca urmare a unui proces degenerativ (atrezie foliculară). Celulele membranei granuloase a foliculului în creștere proliferează, formând un strat fibros exterior de câteva celule grosime, numit teca extema, și un strat interior bogat în vase de sânge, teca internă. Celulele granuloasei secretă lichid folicular, care se acumulează în cavitatea foliculului. Hormonul luteinizant (LH), secretat de glanda pituitară, stimulează celulele, determinându-le să producă steroizi, în principal estradiol. Creșterea nivelului de estradiol în timpul fazei foliculare acționează asupra glandei pituitare după principiul feedback-ului negativ, determinând o scădere a nivelului de FSH din sânge (zilele 4-11); Nivelurile de LH rămân neschimbate. Nivelul de estrogen atinge vârful cu aproximativ trei zile înainte de ovulație și acționează în acest moment asupra glandei pituitare conform principiului feedback-ului pozitiv, stimulând eliberarea atât de FSH, cât și de LH. Se crede că FSH este necesar pentru a stimula creșterea foliculară, dar dezvoltarea foliculară ulterioară este controlată în principal de LH. Celulele granuloasei sunt situate la periferie, ovulul este deplasat pe o parte a foliculului, dar este încă înconjurat de un strat de celule granuloase. Foliculul matur, numit veziculă Graafiană, atinge aproximativ 1 cm în diametru și iese deasupra suprafeței ovarului sub formă de tubercul. Mecanismul exact al ovulației este necunoscut, dar se crede că sunt implicate LH, FSH și prostaglandine.

În timpul ovulației, un ovocit de ordinul doi se separă de peretele foliculului rupt, iese în cavitatea abdominală și intră în trompa uterine.

De obicei, în fiecare lună, unul dintre ovare eliberează doar un ovocit, astfel încât ovulația are loc alternativ într-unul sau celălalt ovar. Un ovocit ovulat este o celulă al cărei nucleu se află în metafaza 1 a meiozei; este inconjurata de un strat de celule numit zona pellucida si un strat de celule granuloase (corona radiata), care protejeaza ovocitul pana la fertilizare. După ovulație, nivelul LH scade la nivelul caracteristic fazei foliculare, iar sub influența unei alte gonadotropine - prolactina - celulele foliculului rupt se schimbă, formând corpul galben. Corpul galben începe să secrete un alt hormon feminin - progesteron - și cantități mici de estrogen. Acești doi hormoni mențin structura normală a endometrului care căptușește uterul și inhibă eliberarea de FSH și LH, acționând pe principiul feedback-ului negativ asupra hipotalamusului. Dacă nu are loc fertilizarea, atunci sub influența factorilor care vor fi descriși mai târziu, corpul galben suferă involuție și rămâne doar o mică cicatrice - corpus albicans; aceasta este însoțită de o scădere a nivelului de progesteron și estrogen, în urma căreia încetează inhibarea secreției de FSH, nivelul acestuia crește și începe un nou ciclu de dezvoltare a foliculilor.

Ciclul uterin.

Ciclul uterin este împărțit în trei faze asociate cu anumite modificări structurale și funcționale ale endometrului.

1. FAZA MENSTRUALA. În această fază, stratul epitelial al endometrului este respins. Chiar înainte de menstruație, aportul de sânge în această zonă scade ca urmare a îngustării arteriolelor spiralate din peretele uterin, cauzată de o scădere a nivelului de progesteron din sânge după involuția corpului galben. Aportul insuficient de sânge duce la moartea celulelor epiteliale. Apoi, îngustarea arteriolelor spiralate este înlocuită de expansiunea lor, iar sub influența fluxului sanguin crescut, epiteliul este respins și rămășițele sale sunt excretate împreună cu sângele sub formă de flux menstrual.

2. FAZA PROLIFERATIVA. Această fază coincide cu faza foliculară a ciclului ovarian și constă în proliferarea rapidă a celulelor endometriale, ducând la îngroșarea acesteia sub controlul estrogenului secretat de foliculul în curs de dezvoltare.

H. FAZA SECRETARIA. În această fază, progesteronul secretat de corpul galben stimulează secreția de mucus de către glandele tubulare; aceasta menține mucoasa uterului într-o stare în care un ovul fertilizat poate fi implantat în el.

3. Ce se întâmplă dacă nu are loc fertilizarea?

Dacă fertilizarea nu are loc în decurs de 24 de ore după ovulație, atunci ovocitul de ordinul doi suferă autoliză în trompele uterine; același lucru se întâmplă cu spermatozoizii care rămân în tractul genital al femeii. Corpul galben persistă 10-14 zile după ovulație (de obicei până în a 26-a zi a ciclului), dar apoi încetează să mai secrete progesteron și estrogen din cauza nivelurilor insuficiente de LH în sânge și suferă autoliză. După cum au arătat studii recente, la unele specii peretele uterin, care nu conține un ovul fertilizat, pare să secrete un factor numit luteoliază; acest factor este o prostaglandina (prostaglandina F2?). Se crede că luteolizina pătrunde în sânge în ovar, unde provoacă involuția corpului galben, distrugând lizozomii din celulele granuloasei acestuia din urmă, ceea ce duce la autoliza lor.

Rezultatele fertilizarii.

Dacă are loc fertilizarea, din zigotul rezultat se dezvoltă un blastocist, care la 8 zile după ovulație se scufundă în peretele uterului. Celulele exterioare ale blastocistului, formând trofoblastul, încep apoi să secrete un hormon, gonadotropiul hornonic, care are o funcție similară cu hormonul luteinizant. Această funcție include prevenirea autolizei corpului galben și inducerea acestuia să secrete cantități mari de progesteron și estrogeni, care determină creșterea endometrului crescută. Respingerea căptușelii epiteliale a endometrului este suprimată, iar următoarea menstruație nu are loc, care este cel mai timpuriu semn al sarcinii. (Gonadotropina corionica stimuleaza si celulele interstitiale ale testiculelor din embrionul masculin si le determina sa produca testosteron, care induce cresterea organelor genitale masculine.) Rolul placentei creste in jurul saptamanii a 10-a de sarcina, cand incepe sa se produca. secretă cea mai mare parte a progesteronului și estrogenului necesar pentru cursul normal al sarcinii. Încetarea prematură a activității corpului galben (înainte ca placenta să-și demonstreze pe deplin capacitatea secretorie) este o cauză frecventă a avortului spontan în săptămânile 10-12 de sarcină.

În timpul sarcinii, gonadotropina corionică umană poate fi detectată în urină, iar testele de sarcină se bazează pe aceasta. În prezent, se folosește un test bazat pe supresia aglutinarii: particulele de latex acoperite cu gonadotropină corionica umană sunt adăugate la un amestec de urină cu un antiser care aglutinează acest hormon. Dacă este prezent în urină, va reacționa cu antiserul aglutinant și nu cu particulele de latex. Absența aglutinarii cu latex este un indicator al sarcinii; acest test poate fi utilizat încă de la 14 zile după pierderea menstruației.

Copulaţie.

Fertilizarea internă este o parte importantă a ciclului reproductiv în organismele terestre, iar la multe dintre ele, inclusiv la om, este facilitată de organul copulator, penisul masculin, care este introdus în vagin și poartă gameții cât mai adânc posibil în tractul genital feminin. O erecție a penisului are loc din cauza creșterii locale a tensiunii arteriale în țesutul său erectil, ca urmare a îngustării venelor și a dilatării arterelor. Această reacție se datorează activării sistemului nervos parasimpatic în timpul excitării sexuale. În această stare, penisul poate fi introdus în vagin, unde frecarea creată de mișcările ritmice din timpul actului sexual produce stimularea tactilă a celulelor senzoriale din gland. penis. Aceasta activează neuronii simpatici care provoacă contracția sfincterului vezical intern, a mușchiului neted epididimal, a cailor deferenti și a glandelor accesorii (veziculă seminal, prostată și glandele bulbouretrale). Ca urmare a tuturor acestor componente, componentele viitoare ale lichidului seminal sunt împinse în partea proximală a uretrei, unde se amestecă. Creșterea presiunii în uretra proximală determină activitatea reflexă a neuronilor motori care inervează mușchii de la baza penisului. Contracțiile ritmice sub formă de undă ale acestor mușchi împing lichidul seminal prin partea distală a uretrei și are loc ejacularea (eliberarea spermatozoizilor) - punctul culminant al actului sexual. Senzațiile asociate cu acest moment atât la bărbați, cât și la femei se numesc colectiv orgasm. Lubrifierea în timpul actului sexual este asigurată în principal de secrețiile glandelor vaginului și vulvei și parțial și de mucusul limpede secretat de glandele bulbouretrale masculine după o erecție. Secrețiile glandelor masculine accesorii sunt alcaline și conțin mucus, fructoză, vitamina C, acid citric, prostaglandine și diverse enzime; ele cresc pH-ul mediului din vagin, care este de obicei acid, la 6-6,5, ceea ce este optim pentru motilitatea spermatozoizilor după ejaculare. Cantitatea de lichid seminal ejaculat în timpul ejaculării este de aproximativ 3 ml, din care doar 10% sunt spermatozoizi. În ciuda acestui procent scăzut, materialul seminal conține aproximativ 108 spermatozoizi la 1 ml.

Fertilizare.

Spermatozoizii sunt eliberați adânc în vagin, lângă colul uterin. Studiile au arătat că spermatozoizii trec din vagin în uter și ajung la capătul superior al trompelor uterine în cinci minute din cauza contracțiilor uterului și trompelor. Se crede că aceste contracții sunt inițiate de oxitocina eliberată în timpul actului sexual și de acțiunea locală a prostaglandinelor conținute în lichidul seminal asupra uterului și trompelor uterine. Spermatozoizii rămân viabile în tractul genital feminin timp de 24-72 de ore, dar rămân extrem de fertili doar 12-24 de ore. Un spermatozoid este capabil să fertilizeze un ovocit numai după ce a petrecut câteva ore în tractul genital, trecând printr-un proces numit capacitare; în acest caz, proprietățile membranei care acoperă acrozomul sunt modificate, ceea ce face posibilă fertilizarea, care are loc de obicei în partea superioară a trompei uterine.

Când spermatozoidul se apropie de ovocit, membrana sa exterioară care acoperă zona acrozomului și membranele acrozomului însuși sunt rupte, iar enzimele situate în acrozom - hialuronidază și protează - „digeră” straturile celulare din jurul ovocitului. Aceste modificări ale capului spermatozoizilor se numesc reacție acrozomală. Ca urmare a modificărilor ulterioare ale capului spermatozoizilor, membrana interioară a acrozomului este răsturnată pe dos, ceea ce permite spermatozoizilor să pătrundă în membrana plasmatică în ovocit; La om, sperma intră în întregime în ovocit. După ce un spermatozoid a intrat în ovul, granulele corticale situate sub membrana sa plasmatică se rup, pornind de la punctul de intrare al spermatozoizilor, și eliberează o substanță, sub influența căreia zona pellucida se îngroașă și se separă de membrana plasmatică a ovulului. ou. Această așa-numită reacție corticală se răspândește în întreaga celulă, în urma căreia zona pellucida formează o barieră membranară de fertilizare impenetrabilă, care împiedică alți spermatozoizi să pătrundă în ovocit, adică fenomenul de polispermie.

Penetrarea spermatozoizilor servește ca stimul pentru finalizarea celei de-a doua diviziuni meiotice, iar ovocitul de ordinul doi devine un ou matur. În acest caz, se formează și un al doilea corp polar, care degenerează imediat, iar coada spermatozoizilor este resorbită în citoplasma oului. Nucleii ambilor gameți se transformă în pronuclei și se apropie unul de celălalt. Membranele pronucleilor sunt distruse, iar cromozomii paterni și materni sunt atașați de firele fusului rezultate. Până în acest moment, ambele seturi haploide, care conțin 23 de cromozomi la om, s-au replicat deja, iar cele 46 de perechi de cromatide rezultate sunt aliniate de-a lungul ecuatorului fusului, ca în metafaza mitozei. Fuziunea pronucleilor se numește cariogamie. În această etapă, numărul diploid de cromozomi este restabilit, iar ovulul fertilizat se numește zigot.

Zigotul trece prin etapele anafazei și telofazei și își finalizează prima diviziune mitotică. Citokineza care urmează are ca rezultat formarea a două celule fiice diploide.

Concluzie

Variabilitatea genetică este benefică pentru specie, deoarece furnizează „materii prime” pentru selecția naturală și, prin urmare, pentru evoluție. Puii care sunt cei mai adaptați la mediul lor vor avea un avantaj în competiția cu alți membri ai aceleiași specii și vor avea șanse mai mari să supraviețuiască și să-și transmită genele la generația următoare. Datorită acestei specii se pot schimba, adică. procesul de speciație este posibil. Variația crescută poate fi realizată prin amestecarea genelor a doi indivizi diferiți, proces numit recombinare genetică, care este o caracteristică importantă a reproducerii sexuale; Într-o formă primitivă, sfatul genetic se găsește deja în unele bacterii.

Literatură

1. Slyusarev A.A - Biologie cu genetică generală. 1978.

2. Bogen G. -Biologie modernă. - M.: Mir, 1970.

3. Willie K. - Biologie (legi și procese biologice). 1974.

Postat pe Allbest.ru

Documente similare

Procesul sexual și evoluția reproducerii. Reproducere asexuată. Reproducere prin diviziune, spori, înmulțire vegetativă. Reproducere sexuală. Gameți și gonade. Inseminarea. Complicații ale sistemului reproducător. Împerechere. Metode de reproducere.

rezumat, adăugat 31.10.2008


Reproducerea este capacitatea organismelor vii de a păstra fondul genetic al unei populații. Baze citologice și forme de reproducere asexuată: diviziune, schizogonie, înmugurire, sporulare, fragmentare. Reproducere sexuală: hermafroditism, partenogeneză, apomixis.

prezentare, adaugat 24.02.2013


Reproducerea asexuată, vegetativă, sexuală a organismelor. Partenogeneză și poliembrionie. Metode de înmulțire vegetativă: înmugurire, diviziunea ordonată sau dezordonată a corpului. Procesul de dezvoltare a mai multor embrioni dintr-un ovul fertilizat.

prezentare, adaugat 20.03.2012


Capacitatea de a se reproduce ca una dintre principalele abilități ale organismelor vii, rolul său în activitatea vieții și supraviețuirea organismelor. Tipuri de reproducere, caracteristicile lor, trăsături. Avantajele reproducerii sexuale față de reproducerea asexuată. Etapele dezvoltării organismelor.

rezumat, adăugat la 02.09.2009


Rolul predispoziției ereditare și al factorilor nefavorabili în dezvoltarea sexuală a fetelor. Anomalii ale sistemului reproducător. Dezvoltare sexuală prematură. Dezvoltare sexuală întârziată. Cauzele tulburărilor funcționale. Dinamica dezvoltării sexuale.

prezentare, adaugat 11.10.2015


Condiții necesare pentru reproducere. Momentul pubertății la diferite specii de animale. Elemente și funcții ale sistemului reproducător masculin, perioade de spermatogeneză. Diagrama ovarului la femeie și a ciclului ovular. Caracteristicile proceselor de fertilizare, sarcină și naștere.

prezentare, adaugat 12.05.2013


Rivalitatea masculină ca principal factor în determinarea rezultatului selecției intrasexuale. Explicația selecției intersexuale și a învățăturilor lui Darwin, Fisher și Zahavi. Diferențele dintre sexe sunt rezultatul selecției sexuale. Semn de reproducere sexuală și dimorfism sexual.

lucru curs, adăugat 08.08.2009


Studiul caracteristicilor structurale și principalele etape de dezvoltare ale sistemului reproducător masculin, care îndeplinește două funcții: generativă, asociată cu producția de celule germinale, și endocrină, care constă în producerea de hormoni sexuali. Procesul de spermatogeneză.

rezumat, adăugat 12.04.2011


Principalele metode de reproducere a organismelor în funcție de proprietățile lor anatomice și fiziologice. Asexuală, reproducere sexuală, fertilizare. Alternarea generațiilor, dimorfism sexual, hermafroditism. Ontogeneza organismului, tipurile și periodizarea acestuia.

rezumat, adăugat 27.01.2010


Tipuri de reproducere, trăsăturile lor distinctive și trăsăturile caracteristice, particularitățile pentru anumite tipuri și clase de alge. Schema reproducerii asexuate, mecanisme de eliberare celulară. Reproducerea sexuală și factorii de mediu care o provoacă.