ОСНОВЫ ЭМБРИОЛОГИИ. Учебно-методическое пособие

Чтобы посмотреть этот PDF файл с форматированием и разметкой, скачайте его и откройте на своем компьютере.
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И. Носова»










О.А. Вильгаук



ОСНОВЫ ЭМБРИОЛОГИИ


Учебно
-
методическое

пособие

























Магнитогорск 201
6
УДК 611.013

ББК 28.03


Рецензенты:

Преподаватель

высшей категории

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный технический университет им. Г.И.
Носова», Многопрофильный колледж

кандидат биологических наук
,

А.
А.Юсупова


Мето
дист

ГАОУ СПО (ССУЗ) «Магнитогорский педагогический колледж»

Н.А.Рогожина





Вильгаук О.А. Основы эмбриологии: [Электронный ресурс]
:

учебно
-
методическое

пособие / Ольга Анатольевна Вильгаук
;

ФГБОУ ВПО «Магнитогорский государственный
технический университе
т им. Г.И. Носова».
–

Электрон. текстовые дан. (
10,6

Мб).
–

Магнитогорск
:

ФГБОУ ВПО «МГТУ», 2016.
–

1 электрон. опт. диск (CDR).
–

Систем.
требования : IBM PC, любой, более l GHz ; 512 Мб RAM ; 10 Мб HDD ; МS Windows XP и
выше ; Adobe Reader 8.0 и выше ; C
D/DVD
-
ROM дисковод ; мышь.
–

Загл. с титул. экрана.


Пособие составлено в соответствии с
рабочей

программой дисциплины «Биология».
Содержит изложение
раздела по ос
нов
ам

эмбриологии: «Онтогенез», «Деление клеток»,
«Формы размножения живых организмов».
После

каждой темы приводятся

задания
и
вопросы
для самостоятельной работы

направленные на формирование универсальных
учебных действий
,

тесты контроля.
В приложения вставлены варианты контрольной работы
по разделу
, иллюстративный материал по темам
.

Пособие пр
едназначено для студентов
очной
, заочной

формы обучения

специальностей
технического,

естественнонаучн
ого и социально
-
экономического

профилей

подготовки.


УДК 611.013

ББК 28.03




©
Вильгаук О.А.

201
6


© ФГБОУ ВПО «Магнитогорский

государственный технически
й

университет им. Г.И. Носова», 201
6




3


Содержание

ВВЕДЕНИЕ

................................
................................
................................
...............................

4

1.1. Бесполое размножение

................................
................................
................................
..

7

1.2. Половое размножение

................................
................................
................................
.

12

1.3. Чередование полового и бесполого размножения

................................
....................

16

Тема 2. ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК

................................
................................
................................
.

23

2.1

Понятие о жизненном цикле клетки

................................
................................
........

23

2.2 Деление клеток путем митоза

................................
................................
......................

25

2.3 Нарушения митоза

................................
................................
................................
........

27

2.4Деление клеток путем мейоза

................................
................................
.......................

30

2.5 Гаметогенез и оплодотворение

................................
................................
....................

38

Тема 3. ОНТОГЕНЕЗ

................................
................................
................................
.............

44

3.1 Эмбриональный период

................................
................................
...............................

44

3.2 Постэмбриональный период

................................
................................
........................

46

3.3 Биогенетический закон

................................
................................
................................
.

48

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННО
Й И ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕР
АТУРЫ

..............................

52

Приложение

................................
................................
................................
.............................

54



4



Карл Эрнст фон Бэр

Karl Ernst von Baer


В

1826

году

Бэр открыл

яйцеклетку

млекопитающих.

Бэр Карл Эрнст фон показал, что
развитие всех

организмов

начинается с

яйцеклетки
.

Бэр, изучая эмбриологию

цыплёнка
, наблюдал ту раннюю

стадию развития, когда на
зародышевой пластинке образуются два параллельных валика, впоследствии смыкающиеся
и образующие мозговую трубку.

Другая очень важная находка, сделанная Бэром,

—

это открытие спинной струны
(
хорды
), основы внутреннего скелета

позвоночных
.

Он установил сходство эмбрионов высших и низших животных, последовательное
появление в эмбриогенезе признаков типа, класса, отряда и т. д.; описал развитие всех
основных органов позвоночных.

ВВЕДЕНИЕ

«Основы эмбриологии» изучается
по программе дисциплины «Б
иологи
я»

и является
одним из ее разделов.

Наука
эмбриология

изучает процессы деления клеток, гаметогенез, процесс
оплодотворения, раз
вития эмбрионов

(
от
образования

зиготы
,

дробления

зиготы,
процессы
дифференцировки тканей, процессы закладки и развития органов)

и поэтому отвечает на
важнейшие вопросы о воспроизведении живого на Земле, объясняет разнооб
разие
организмов.

Основоположнико
м
науки эмбриологии считают
Карл Эрнст Фон Бэр
а

(
1792
–

1
876)
,


академик
а

Петербургс
кой академии наук
, президент
а

Русского энтомологического
общества
, од
ного

из основателей

Русского географического общества
.

Воспроизведение живого на Земле или размножение является важнейшим свойством
живого. Благодаря этому свойству про
исходит бесконечная смена особей вида. В ходе
размножения возникают уникальные комбинации генетического материала. Повышается
генетическое разнообразие особей в пределах
вида,

и закладываются основы изменчивости
служащей материалом для эволюции.

Процессы,

составляющие предмет эмбриологии необходимо
изучать
для формирования
убежденности в здоровом образе жизни.

Факторы внешней среды

(алкоголь, никотин, наркотики,
радиация, высокие
температуры, лекарственные средства
, не правильное питание, стресс

и др.)

ока
зывают
прямое
влияние на процессы

деления клеток, гаметогенез, оплодотворения, развития
эмбрионов.

«Как можно продолжать требовать от

образованного человека знать подряд всех семерых
царей Рима, существование которых, безусловно,
проблематично, и не считать позором, если он не
имеет понятия о строении собственного тела… я не
знаю задачи более достойной свободного и
мыслящего человека, к
ак исследование самого себя».




К. М. Бэр


5



Особенно следует
отме
чать

влияние вредных производственных факторов и
последствия этого влияния

в развитии профессиональных заболеваний, роста
онкологичес
ких заболеваний и рождени
и

детей с патологиями
, так как мы все оказываемся
под влиянием факторов внешней среды в той или иной степени.

Изучив материал данного учебного пособия
,

вы познакомитесь с
идеальным

прохождением процессов деления клеток, оплодотворе
ния, развития живого. Но помните,
что под действием факторов внешней среды эти процессы могут изменяться и приводить к
нежелательным последствиям для всего живого и для вас в частности. Рождение детей с
аномалиями физического развития, наследст
венными забо
леваниями и другими патологиями
не входит ни в чьи планы счастливой жизни, поэтому мы желаем успешного освоения
материала «Основ эмбриологии» и надеемся на формирование у вас убежденности в
здоровом образе жизни и выработке активной жизненной позиции по зд
оровьесбережению
себя для будущих поколений.

В результате изучения «Основ эмбриологии» вы
должны:

знать/понимать:

–

сущность биологических процессов: размножение, оплодотворение, деление
клеток

–

вклад выдающихся ученых в развитие биологической науки;

–

биолог
ическую терминологию и символику;

уметь:

–

объяснять отрицательное влияние алкоголя, никотина, наркотических веществ
на развитие зародыша человека; влияние мутагенов на организм человека; причины
эволюции, изменяемости видов, нарушений развития организмов
,
н
аследственных
заболеваний, мутаций;

–

решать элементарные биологические задачи;

–

сравнивать: биологические объекты (зародыши человека и других
млекопитающих, клетки во время митоза и

мейоза) и делать выводы на основе
сравнения;

–


находить информацию о биолог
ических объектах в различных источниках
(учебных текстах, справочниках, научно
-
популярных изданиях, компьютерных базах
данных, ресурсах Интернета) и критически ее оценивать;

использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и
повседнев
ной жизни для
:

–

соблюдения мер профилактики отравлений, вирусных и других заболеваний,
стрессов, вредных привычек (курение, алкоголизм, наркомания); правил поведения в
природной среде;

–

для оценки этических аспектов некоторых исследований в области
биотехнол
огии (клонирование, искусственное оплодотворение)

И в напутствие к изучению курса приведем
требования
ФГОС
к предметным
результатам освоения
биологии (
базов
ый

курс
)
:

1)

сформированность представлений о роли и месте биологии в

современной научной
картине ми
ра; понимание роли биологии в

формировании кругозора и функциональной
грамотности человека для решения практических задач;

2)

владение основополагающими понятиями и представлениями о

живой природе, её
уровневой организации и эволюции; уверенное пользование

биологической терминологией и
символикой;

6


3)

владение основными методами научного познания, используемыми при
биологических исследованиях живых объектов и экосистем: описание, измерение,
проведение наблюдений; выявление и оценка антропогенных изменений в
природе;

4)

сформированность умений объяснять результаты биологических экспериментов,
решать элементарные биологические задачи;

5)

сформированность собственной позиции по отношению к

биологической
информации, получаемой из разных источников, к

глобальным э
кологическим проблемам и
путям их решения.

«Биология» (углубленный уровень)

–

требования к предметным результатам
освоения углубленного курса биологии должны включать требования к

результатам
освоения базового курса и дополнительно отражать:

1)

сформирован
ность системы знаний об общих биологических закономерностях,
законах, теориях;

2)

сформированность умений исследовать и анализировать биологические объекты и
системы, объяснять закономерности биологических процессов и явлений; прогнозировать
последствия зн
ачимых биологических исследований;

3)

владение умениями выдвигать гипотезы на основе знаний об основополагающих
биологических закономерностях и законах, о

происхождении и сущности жизни, глобальных
изменениях в биосфере; проверять выдвинутые гипотезы экспе
риментальными средствами,
формулируя цель исследования;

4)

владение методами самостоятельной постановки биологических экспериментов,
описания, анализа и оценки достоверности полученного результата;

5)

сформированность убеждённости в необходимости соблюдени
я этических норм и
экологических требований при проведении биологических исследований.

Каждый раздел пособия содержит темы занятий, соответствующие рабочей
программе по дисциплине «Биология». После каждой темы включены тесты для контроля,
вопросы

и задания

для
самостоятельной работы
.
В ходе изучения
раздела

необходимо
выполнить лаборат
орную работу по изучению митоза и индивидуальный проект

(составить презентацию
, сделать сообщение, исследовать причины генетических
заболеваний связанных с нарушением делением

клеток и прохождением онтогенеза
)
.

После
окончания курса
дается обязательная контрольная работа.

7


Тема 1.
ФОРМЫ РАЗМНОЖЕНИЯ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Размножение

–

это воспроизведение себе подобных. Является основным свойством
живого, благодаря которому жизнь на
З
емле не прекращается.

В бесполом размножении участвует один родитель, и потомство является его точной
копией.

Половое размножение

с
вязано с образованием половых клеток, оплодотворением и
образованием зиготы.
.
И
меет большое эволюционное преимущество по сра
внению с
бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов,
принадлежащих обоим родителям. П
оявляется разнообразие организмов.

В результате
повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды.

1.1.
Бесполое размножение

Бесполое размножение считается древнейшей формой размножения на нашей планете.
Заключается в делении одноклеточного организма или одной или нескольких клеток
многоклеточного организма и образованием дочерних особей.

Различают н
есколько форм бесполого размножения.

У одноклеточных и простейших представлено
делением путем простой перетяжки

(бактерии и сине
-
зеленые водоросли). У бактерий перед делением происходит удвоение
кольцевой хромосомы, возникает перег
ородка и клетка делиться

надвое (сх.1).


Схема 1. Деление бактерий путем перетяжки

У простейших размножение происходит
путем митотического деления

ядра

с
последующей перетяжкой цитоплазмы (бурые водоросли, амеба). Из одной материнской
образуется две дочерние особи

(сх.2)
.


Сх
ема 2. Размножение простейших на примере амебы

8


Размножение
спорообразованием

связано с образованием клеток
–

спор, которые
имеют ядро, цитоплазму. Они гаплоидны, образуются в результате митоза у грибов и низших
растений

(фото 2.)

и в результате мейоза у
в
ысших растений

(фото.1)
.


Фотография 1. Споры папоротника образовались в результате мейоза

Фотография 2. Споры плесневых грибов образовались в результате митоза.

Вегетативное

размножение

–

это размножение

не из одной клетки
,

а из группы
клеток
; это разм
ножение, при котором из части, отделившейся от материнского организма,
развивается новый организм

(рис.1)
.

У

многоклеточных растений

вегетативное размножение происходит
частями
вегетативных органов
(
черенками, листьями, усами, например у виктории
) и
сп
ециальными
видоизмененными побегами

(луковицами, корневищами, клубнями).


Размножение
луковицами, корневищами, клубнями

широко используется в сельском
хозяйстве, особенно при размножении сортового материала, где необходимо сохранить
материнские признаки
сорта.

Луковичные растения размножают луковицами (тюльпаны, гиацинты, гладиолусы и
др.);
9


М
ногие многолетние травянистые растения разводят корневищами (ландыш, купена, люпин
многолетний, спаржа и др.), корнеклубнями (георгины, топинамбур и др.).

Многие к
ультуры хорошо размножаются с помощью одревесневших и зеленых
черенков
-

облепиха, лимонник, актинидия, черная смородина и др.

Другие плодовые (яблоня, груша, черешня, абрикос и др.)
-

прививкой сортовых
черенков в крону дикорастущих сеянцев.

Некоторые р
астения размножаются с помощью поросли (арония черноплодная,
облепиха крушиновидная, малина обыкновенная и др.) или отводками (земляника садовая,
крыжовник и др.).

Рис.1. Размножение растений

Схема 3. Вегетативное размножение усами.

10


У многоклеточных живо
тных вегетативное размножение

происходит путем
фрагментации

их тела на части, после чего каждая часть развивается в новое животное
(
плесневые грибы, некоторые водоросли (спирогира), дождевые черви
).

Фрагментация основана на регенерации, поэтому встречаетс
я редко

(фото.3)
.

Фотография 3.
Вегетативное размножение путем фрагментации у дождевого червя на
основе р
егенерация

Дождевые черви обладают высокой регенерацией. Так разрезанный напополам
червячок быстро отращивает свои утраченные части. Но прибегать к тако
му разведению не
стоит, так как это чрезвычайно болезненная и негуманная процедура.

Разновидностью вегетативного размножения является
п
очкование

(сх.
4
)
.


На материнской особи группа клеток начинает согласованно делиться
,

увеличивается в
размерах, появляютс
я щупальца и ротовое отверстие. Вскоре молодая гидра отделяется от
материнского
растения или формирует колонии из многих особей, напр. как у коралловых
полипов.


Схема
4
. Почкование у гидры

11


Особым видом вегетативного размножения является
полиэмбриония

у

животных. В
этом случае эмбрион делиться на несколько частей сразу после образования на несколько
фрагментов, из которых развивается
полноценная особь. Например, так происходит у
броненосцев

(фото.
4
).


Фотография
4
. Броненосцы рождаются в результате пол
иэмбрионии. Обратите
внимание, что это вегетативное размножение происходит после слияния яйцеклетки и
сперматозоида

У человека полиэмбриония тоже встречается с частотой 1:250 и проявляется в
рождении однояйцевых близнецов

(фото.
5
)

Фотография
5. Однояйцев
ые близнецы у человека результат вегетативного
размножения.

В этом случае зигота, возникающая после обычного оплодотворения, дробясь, образует
зародыш, который делиться на несколько частей и из каждого развивается ребенок.

В итоге рождаются два и более од
инаковых младенца одного пола.

Если разделение формирующего зародыша произошло не полностью, то возникают
организмы, имеющие общие части тела и внутренние органы (сиамские близнецы).

Причин
объясняющих деление зародыша на несколько фрагментов пока не объ
яснено.

Клонирование

–

искусственный вид бесполого размножения

(
фото.
6
)
.


«Klon» в переводе с греческого
–

веточка, побег, черенок. Клонирование растений
известно уже около 40 тыс.лет. Возможность клонирования эмбрионов позвоночных была
доказана в начале 5
0
-
х годов амер
иканскими учеными над амфибиями (см. приложение).

12



Фотография 6. Клонирование у растений позволяет получать посадочный материал, не
зараженный вирусами

1.2. Половое размножение

Половое размножение

встречается у одноклеточных и многоклеточны
х
.

Оно эволюционно прогрессивно, так как способствует комбинации генов, появлению
разнообразия организмов и повышению их конкурентоспособности в непрерывно
меняющихся условиях окружающей среды.

Оно связано с образованием половых клеток,
их
слиянием в ходе

оплодотворени
я

и
образовани
я

зиготы.

На Земле преобладают раздельнополые виды

среди животных (рис.2).



Рис.2 Примеры полового диморфизма у птиц, насекомых, млекопитающих

13



У растений раздельнополость встречается реже, например, у ивы, тополя (рис.3).
От
метим, что именно веточки ивы с мужскими цветками мы срываем в христианский
праздник «Вербное

воскресенье»
, которые появляются самыми первыми на побегах ивы, еще
не облиственных.


Рис.3 Раздельнополость у растений

В природе сохранились и
гермафродиты (киш
ечнополостные, плоские и кольчатые
черви, некоторые моллюски)

(фото.7)
.

У них есть и перекрестное опыление, если появляется
возможность встречи двух различных особей.


Фотография 7. Прудовик обыкновенный гермафродит

14


При образовании сперматозоидов и яйцек
леток у животных (гаметогенез) и при
образовании спор у большинства растений (у которых имеет место чередование поколения)
происходит
мейоз
.

У бактерий и простейших возможен половой процесс
–

конъюгация

(фото.8).

Фотография 8. Конъюгация у бактерий

Две о
соби сближаются и обмениваются друг с другом частями генетического
материала. Количество особей не увеличивается при этом, поэтому
конъюгацию

называют
половым процессом. Биологическая роль заключается в обмене информации и получении
новых комбинаций.

У жив
отных тип полового размножения называют
геторогамией
, так
как
формируется и
сливается
д
ва типа гамет (яйцеклетки и

сперматозоиды).

Половой размножение
не всегда сопровождается оплодотворением
.

В ходе эволюции возникли формы нарушения полового размножени
я:


П
артеногенез
:

1) облигатный
-

размножение из неоплодотворенной яйцеклетки или девственное
развитие. У кавказской скальной породы ящериц только женские особи;

2) факультативный
–

размножение либо из оплодотворенной яйцеклетки, либо из
неоплодотворенн
ой. Встречается у пчел

(сх.5)
, муравьев, коловраток. Из неоплодотворенных
яиц развиваются самцы.

Сх.5.Из неоплодотворенных яиц пчел развиваются трутни (мужские особи).

У дафний и у тлей партеногенез наблюдается в нескольких летних поколениях,
состоящих из

самок. Весной из перезимовавших яиц развиваются самки, дающие летом
многочисленные партеногенетические поколения самок

(фото. 9)
.


Размножение партеногенезом позволяет тлям и другим видам
выживать в условиях
повышенной смертности.

15


Андрогенез
:

в яйцеклетк
е искусственно инактивируется ядро и после этого в нее
проникают несколько сперматозоидов. Их ядра сливаются, и развивается мужской организм

(сх.6)
.

Б
.Л. Астауров (1904
-
1974) показал андрогенез на тутовом шелкопряде
. Использование
андрогенеза позволило
увеличить получение шелка из коконов тутового шелкопряда на 30%,

так как из коконов, в которых развивались самцы, получалось шелковой нити больше,
нежели из коконов в которых развивались самки.










Сх.6.
Андрогенез у тутового шелкопряда

(сверху спра
ва
–

взрослая особь бабочки,
снизу
–

коконы).

Гиногенез
:

развитие потомства происходит без оплодотворения. Но для активации
дробления яйцеклеток нужны
сперматозоид
ы, как правило других видов. Например, рыбы
откладывают икру и её могут

обсеменить другие ви
ды, но ядро сперматозоида не сливается с
ядром яйцеклетки. Сперматозоиды активируют ее, вызывая дробление и развитие зародыша.

Сх. 7. Гиногенез

16


В случаях
гиногенеза
пото
мство состоит из женских особей
.

Н
аблюдается у круглых червей, рыб и земноводных
.
Н
апример, у серебряного карася
встречаются популяции без самцов, икра стимулируется к развитию спермой других видов
карповых
.

Фотография 10.

Серебряный карась

Гиногинез и
ме
ет

хозяйственную ценность при выведении особенно ценных пород

рыб
.

Размножение партен
огенезом у растений называют

апомиксисом
.

1.3. Чередование полового и бесполого размножения

У некоторых растений и животных половое и бесполое размножение чередуется.


Чередование бесполого и полового размножения необходимо для успешного
выживания.

Напри
мер,
к
артофель

одновременно с половым размножением семенами может
размножаться клубнями

(фото.11)
, плодовые деревья
—

семенами и одновременно корневой
порослью.


Фотография 11. Размножение картофеля пример чередования полового и бесполого
размножения.

Гид
ра

в течение всего теплого времени года, при благоприятных условиях,
размножается бесполым путем
—

почкованием. Осенью при похолодании и в
неблагоприятных условиях (высыхание водоема, длительное голодание и др.) она
размножается половым путем.

17



Фотограф
ия 12. Гидра размножается почкованием слева (бесполый путь) и половое
размножение гидры (справа

гидра с яйцеклеткой и сперматозоидами
).

Для
многих

водорослей,

высших

споровых

и

семенных

растений

тоже

характерно

чередование

бесполого

и

полового

типа

размнож
ений.


Бесполое

поколение

называют

спорофит,

а

половое

гаметофит
.

Их чередование
объясняется тем, что спорофит лучше развивается и становится самостоятельным, а
гаметофит наоборот, все более редуцируется и полностью теряет свою самостоятельность и
зависит

от спорофита
.

Только

у

мхов

можно

видеть

хорошо

развитый

самостоятельный

гаметофит.

У

плаунов,

хвощей,

папоротников

по

продолжительности

жизни

преобладает

спорофит.


Папоротник
—

споровое растение, клетки которого диплоидны. Размножается
бесполым путем с

помощью спор, образующихся при мейозе. Каждая спора
—

гаплоидна.
При благоприятных условиях спора делится митотически и из нее вырастает небольшое
растение
—

гаплоидный

заросток
(см. приложение).

Это половое поколение папоротника.
На нижней стороне зарост
ка развиваются половые
клетки
, в одних из них образуются
сперматозоиды, в других
—

яйцеклетки (сх.
8
).

Схема
8.

Размножение папоротников

В них сохраняется гаплоидный набор хромосом. При наличии влаги происходит
слияние сперматозоида с яйцеклеткой, что ведет

к образованию зиготы с диплоидным
18


набором хромосом. Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому
споровому поколению папоротника.

У тлей, дафний, пчел
тоже происходит
чередование бесполого и полового
размножение
.

Так, например,
у тлей
в тече
ние всего лета
происходит
партеногенез

путем
живорождения.

Появляются маленькие личинки, тоже способные к размножению через
несколько часов.

Фотография 13.
В результате живорождения рождаются самки

П
одсчит
ано
, что если бы все потомство одной тли выживало, т
о за одно лето
планета
покрылась тлями. Но так как тля одно из звеньев многих пищевых цепочек, то этого
не
происходит.
Таким образом,
бесполое поколение нужно для сохранения численности. Но
ближе к осени, среди личинок появляются половозрелые самки и самцы
, которые
спариваются и самка откладывает оплодотворенные яйца
(фото 14)
. Весной из них
появляются самки, и жизненный цикл начинается снова.


Фотография 14. Яйца тли (
результат полового размножения)
.

19



Биологическое значение

чередования полового и бесполо
го пути в преодолении
генетического однообразия потомков путем получения новых комбинаций признаков и
расширение, таким образом, эволюционных и экологических перспектив.

Вопросы

и задания

для самостоятельной работы
.

Задание 1
.
Рассмотрите схему
8
«Размноже
ние папоротников»

и
о
тветьте на вопросы
.

1)

Из чего вырастает заросток?

2)

Какие два типа клеток образуются на заростке?

3)

При
слиянии,

каких клеток образуется зигота?

4)

В размножении папоротников преобладает спорофит или гаметофит?

5)

Какие клетки образуются на листья
х (ваях) папоротника?

6)

Новые побеги папоротника образуются на заростке?

7)

Какие половые клетки образуются в архегониях?

8)

Какую часть жизненного цикла папоротника называют гаметофит?

9)

Какую часть жизненного цикла папоротника называют спорофит?

Задание 2
.

С
оставь
те схему «Формы бесполого размножения».

Задание 3
.
С
оставьте схему «Формы полового размножения»

Задание 4
. Ответьте на вопросы:

1)

Бактерии размножаются только бесполым путем?

2)

Какая форма размножения предполагает наличие гамет?

3)

Для сохранения свойств растени
я его желательно размножить вегетативно или с
помощью семян?

4)

Верно ли, что в основе образования гамет у растений и животных лежат разные
способы деления клеток?

5)

Какое значение имеет чередование полового и бесполого размножения у
тлей
?

Известно, что тли
осенью, размножаются путем оплодотворения яйцеклеток, а летом
партеногенезом. Какова биологическая роль чередования поколений?

6)

Возможны ли случаи партеногенеза у человека?

З
адание
5
.

Изучи
те

таблицу
1
.

Таблица 1

Развитие пчел


20


Ответьте на вопросы по табл
ице 1.
1

1)

Какие пчелы развиваются из неоплодотворенных яиц?

2)

Как называется такой вид размножения?

3)

Какие пчелы развиваются из оплодотворенных яиц?

4)

Почему из оплодотворенных яиц в одних случаях развиваются рабочие пчелы, а в
других матка? (обратите внимание н
а пищу).

5)

Если диплоидный набор в клетках пчелы равен 32, сколько хромосом будет у
трутня?

Задание 6.
По схеме
9

составьте описание процесса клонирования
.


Схема
9
. Клонирование млекопитающих

Т
есты для контроля

1.

Какой способ деления клеток обеспечивает ген
етическое разнообразие особей?

а)

митоз;

б)

мейоз;

в)

партеногенез;

г)

апоптоз

2.

Какие из названных клеток участвуют в бесполом размножении организма?

а)

споры;

б)

яйцеклетки
;

в)

сперматозоиды;

г)

зигота.

3.

Дополните предложение. При бесполом размножении клетки делятся
путем
... ,
а
при поло
вом ... .

4.

Половое размножение эволюционно более прогрессивно, потому что …

а)

оно обеспечивает большую численность потомства, чем бесполое;

б)

при половом размножении полностью сохраняется генетическая стабильность
вида;

в)

при половом размножении появля
ется большое разнообразие генотипов;

г)


возни
к
ло

раньше, чем бесполое.

21


5.

Бесполое размножение характерно для:

а)

амебы;

б)

собаки;

в)

слона;

г)

папоротника.

6.

Формой
полового размножения считают

а)

партеногенез;

б)

спорообразование;

в)

черенкование;

г)

почкование
.

7.

При бесполом размнож
ении новый организм развивается из

а)

яйцеклетки;

б)

зиготы;

в)

части клеток материнского растения;

г)

мужской гаметы.

8.

Половые клетки образуются у :

а)


кишечнополостных;

б)

молочнокислых бактерий;

в)

инфузорий;

г)

бактерий гниения.

9.

Для кого характерно чередование полового и бесп
олого размножения?

а)

гидра;

б)

человек;

в)

собака;

г)

майский жук.

10.

Вегетативно размножаются?

а)


рыбы;

б)


броненосцы;

в)

бактерии;

г)

вирусы
.

11.

Формой бесполого размножения является?

а)


фрагментация;

б)

клонирование;

в)

гетерогамия;

г)

почкование.

12.

Партеногенезом размножаются

а)

пчелы;

б)

человек;

в)

картофель;

г)

гидра.

13.

Бесполое размножение преобладает в жизненном цикле

а)

гидры;

б)

мухи;

в)

акулы;

г)

майского жука.

14.

Если диплоидный набор хромосом пчел равен 32, то 16 хромосом будет
содержаться в клетках

а)

пчелиной матки;

б)

рабочей пчелы;

в)

трутней;

г)

все

особей.

22


15.

У простей
ших нет

а)

тканей;

б)

органоидов;

в)

обмена веществ;

г)

полового размножения.

16.

Спорофитом
у папоротников
называют

а)


заросток;

б)

растение с зелеными листьями;

в)

спорангии;

г)

ризоиды.

17.

Гаметы у папоротников образуются на

а)

в спорангиях;

б)

на заростке;

в)

на листьях (ваях);

г)

в спорах.

18.

Д
ля каких организмов характерно чередование полового и бесполого
размножения?

а)

амеба;

б)

человек;

в)

картофель;

г)


рыбы.

19.

Какой способ полового размножения разработал Б.Л. Астауров?

а)


партеногенез;

б)


гиногенез;

в)


андрогенез;

г)

гаметогенез.

20.


Рождение однояйцевых близ
нецов это результат

а)


полового размножения;

б)


вегетативного;

в)


бесполого;

г)


партеногенеза.

21.


Гермафродитами являются

а)

прудовик;

б)

собака;

в)


бабочка;

г)


кузнечик.

22.


Для разведения промысловых вид рыб имеет значение размножение

а)

партеногенезом;

б)

гиногенезом;

в)

андрог
енезом;

г)


гаметогенезом.

23.


Картофель можно размножить

а)


только клубнями;

б)


клубнями и семенами;

в)


только семенами;

г)


глазками.

24.


Клонированием в науке размножают

а)


рыб;

б)


насекомых;

в)


птиц;

г)


растения.

23


Тема 2.
ДЕЛЕНИЕ КЛЕТОК

2.1

Понятие о жизненном цикле клетки

Кажда
я клетка в своем развитии проходит
клеточный цикл

–

это время от одного
деления до другого, включая само деление .

Клеточный или жизненный цикл делят на фазы:

и
нтерфаза
,
профаза
,
метафаза
,
анафаза
,
телофаза
,
цитокинез

(сх.1
0
)


Схема 1
1.

Клеточный или жизн
енный цикл клетки

Интерфаза

является фазой активной подготовки клетки к делению.

И
нтерфаза не является фазой деления. Клетка во время интерфазы растет, накапливает
вещества для деления.
Е
е разбивают на 3 периода:

G
1
или
пресинтетический

период

: наблюдается

интенсивный рост клетки.
Продолжается от 2
-
3 часов до нескольких суток.
В ней происходит биосинтетические
процессы, приводящие к образованию аминокислот, витаминов, нуклеотидов и других
веществ. Хромосомы тончайшие нити. Гомологичные хромосомы располагаю
тся рядом,
параллельно друг другу.

У большинства эукариот хромосомы
–

это палочковидные структуры
.

Каждая
хромосома имеет центромеру (перетяжку), которая делит хромосому на два плеча

(рис
.
4
).


Рис. 4

Хромосомы эукариот

24


В интерфазном ядре центромеры напр
а
влены к одному полюсу ядра, а теломерными к
другому

(теломеру см. рис.
4
)
.

S
-
фаза или
синтетический

период

–

ДНК входящие в состав хромосом удваивается

(рис
.
5
).
В этом периоде у животных происходит удвоение клеточных центров и они
расходятся к полюсам клет
ки .
Длиться 6
-
10 часов.



Рис.
5

Удвоение хромосом в интерфазе

G
2
или

постсинтетический

–

продолжаются биосинтетические процессы, особенно
много синтезируется АТФ и клетка приступает к делению

(рис.
6
)

Рис.
6

Конец интерфазы

Задания и вопросы для самостоя
тельной работы

Ответьте на вопросы
.

1.

Как называется время от одного деления до другого, включая само деление
?

2.

Что обозначено буквами «П1», «П2», «С» на схеме 1
1
?

3.

Чт
о означают «галочки» на схеме 11
? Почему они показаны двойными и
одинарными?

Тест для контро
ля

1.

Установите правильную последовательность фаз жизненного цикла

а)

анафаза;

б)

интерфаза;

в)

профаза;

г)

цитокинез.

2.

Выберите процессы происходящие в интерфазе?

а)

расхождение хромосом;

б)

рост клетки;

в)

деление ядра;

25


г)

деление цитоплазмы.

3.

Из какого вещества состоят хромосомы?

а)

ДНК;

б)

углеводы;

в)

РНК;

г)

жиры.

4.

Сколько хроматид имеет хромосома после удвоения?

а)

две;

б)

три;

в)

одну;

г)

четыре.

5.

Как называется период интерфазы когда удваиваются хромосомы?

а)

синтетический;

б)

постсинтетический;

в)

пресинтетический;

г)

двойной.

2.2
Деление клеток путем митоза

Мит
оз

–

это деление ядра соматической клетки, которое приводит к образованию 2
-
х
дочерних ядер, в каждом из которых имеется
точно такой же набор хромосо
м, что были в
родительском ядре.

Могут делиться клетки имеющие как гаплоидный , так и диплоидный набор.

Нап
ример,
клетки тела трутня гаплоидны и делятся митозом.

Например, клетки тела трутня гаплоидны и делятся митозом.

Продолжительность митоза у живот
ных 30
-
60

минут, а у растений 2
-
3 ч.

Митозу предшествует интерфаза.


Фазы митоза: профаза, метафаза, анафаза,

телофаза.


Рассмотрим процессы каждой фазы митоза:

Профаза

Х
ромосомы начинают спирализоваться
,

и за счет этого они укорачиваются и
утолщаются и становятся видны после соответствующей окраски в микроскоп.

Пары центриолей расходятся к разным полюсам.
Происх
одит закладка нитей веретена
деления из белка тубулина. Ядерная оболочка растворяется, кариоплазма смешивается с
ци
топлазмой.
Хромосомы свободно лежат в цитоплазме

(рис.
7
,
8
).


Рис.
7

Начало профазы Рис.
8

Конец профаз
ы
26


Метафаза

На этой фазе хромосомы максимально скручиваются, поэтому легко изучаются.

Формируется метафазная пластинка.

Хромосомы движутся в плоскость экватора, при этом центромеры хромосом
распол
агаются в плоскости экватора.


К

центромерам хромосом

присо
единяются нити полностью сформированного веретена
деления
, двухроматидные хромосомы, сосредоточиваются на экваторе клетки

(рис
.
9
).



2
п,2 хр., 4

с

Рис.
9

Метафаза митоза

Анафаза

Хромосомы сохраняют максимальную спирализацию. Сокращаются н
ити веретена
деления и сестринские однохроматидные хромосомы растягиваются к разным полюсам
клетки

(рис.
10
).



Рис.
1
0
.

Анафаза митоза

2

п, 1 хр.,
2

с

отошли к каждому полюсу, поэтому в клетке 4

п, 1 хр.,
4

с

(хромосомы
однохроматидные)

Те
лофаза

Начинается деспирализация хромосом, они становятся тонкими нитями, начинает
вокруг дочерних хромосом
формироваться ядерная оболочка (рис.
1
1
).


Рис.
1
1
.

Телофаза митоза

(
2п, 1хр, 2 с

возле каждого полюса)

27


После митоза наступает цит
окинез.

Цитокинез



разделение цитоплазмы и всех органоидов пополам

(рис.
1
2
)
.

В животных клетка пополам перешнуровывается от периферии и к центру.

А в растительной из остатков веретена деления формируется фрагмопласт
. Это
разделительная пластинка от центр
а к периферии.



Рис.
12

Цитокинез

С момента разделения клеток начинается интерфаза.

Генетическое значение митоза заключается в:


-

точном разделение каждой хромосомы пополам, а вместе с теми вещества
наследственности ДНК

между дочерними
клетками, поэтому все особи генетически сходны;

Биологическое значение митоза в
:

-

о
беспеч
ении роста многоклеточных организмов. Митозом делятся соматические
клетки, меристема растений (междоузлия у злаков, конусы нарастания почек, камбия),
эпителиальные кл
етки, зигота , незрелые половые клетки,

старые клетки замещаются на
новые
(клетки печени живут18 месяцев, эритроциты
-
4
);

-

митоз лежит в основе бесполого размножения;

А
митоз

–

это прямое деление ядра на стадии интерфазы
.

В результате образуется
двухъядерна
я клетка
. Если же деление цитоплазмы происходит,

то вероятность
неполноценности клетки очень высока.


Амитоз часто встречается в отмирающих тканях и клетках опухолей.


2.3
Нарушения митоза

Правильное течение митоза может быть нарушено различными внешними
в
оздействиями: высокими дозами радиации, некоторыми химическими веществами.

Например, под действием

рентгеновых лучей ДНК хромосом может разорваться.
Хромосомы в таком случае тоже разрываются. При этом могут возникнуть хромосомы без
центромерного района. Т
акие хромосомы лишены способности двигаться в прометафазе и
анафазе. В зависимости от того, в каком месте ядра бесцентромерная хромосома находилась
накануне деления, будет складываться ее дальнейшая судьба. Если хромосома была смещена
к одному из полюсов к
летки, то при формировании дочерних клеток она может целиком
включиться в одну из них, т. е. обе сестринские хроматиды окажутся в одном ядре. Если
хромосома, лишенная центромерного района, окажется вблизи центральной части клетки, то
велика вероятность тог
о, что она не попадет ни в одно из формирующихся ядер, так как в
анафазе не сможет последовать к полюсу. В обоих случаях вновь возникшие клетки будут
иметь хромосомный набор, отличающийся от набора хромосом в исходной клетке.

Некоторые химические соединен
ия, не свойственные живым организмам (спирты,
эфиры), нарушают согласованность митотических процессов. Одни хромосомы начинают
двигаться быстрее, другие отстают. Отставшие хромосомы могут не включиться в
формирующиеся дочерние ядра. Иногда в делящейся клет
ке образуется не два, а три или
четыре полюса, что ведет к возникновению соответственно трех или четырех дочерних
клеток. При таком делении нарушается весь слаженный механизм распределения хромосом.
28


Метафазная хромосома, состоящая из двух сестринских хрома
тид, может взаимодействовать
одновременно только с двумя полюсами. Если полюсов больше, то каждая хромосома
вынуждена "выбирать", с какими двумя полюсами из трех или четырех ей
взаимодействовать. Этот выбор совершается случайно. В результате каждая дочерня
я клетка
получает не весь набор хромосом, а только его часть. Клетки, получившие неполный набор
хромосом, как правило, оказываются нежизнеспособными и погибают.

В нормальных тканях
патология встречается в незначительных количествах. Например, в эпидермисе
мышей
встречается около 0,3

% патологических митозов; в

эпителии

гортани

и

матки

человека

—

около 2

%.

Патологические митозы часто наблюдаются при

канцерогенезе
, при различных
экстремальных воздействиях, при

лучевой болезни

или

вирусной

инфекции
,

при

раке

и
предраковых

гиперплазиях
. Частота патологических митозов также увеличивается
с

возрастом
.


Изучение нарушений митоза, вызванных различными факторами, с одной стороны,
помогает лучше понять митотические процессы, с другой
-

позволяет устанавливать
механизмы повреждающего действия этих факторов и, следовательно, создает условия

для
целенаправленного поиска методов устранения таких нарушений.

Некоторые нарушения митоза ученые научились использовать в практических целях.

Есть такие химические вещества, которые препятствуют образованию нитей веретена,
но не влияют на способность х
ромосом к разделению центромерных районов и не мешают
их переходу в интерфазное состояние. Их называют

цитостатиками

-

останавливающими
клеточное деление. К их числу относятся такие вещества, как

колхицин

и

колцемид

.
Воздействуя ими на делящиеся клетки, можно остановить митоз на стадии прометафазы.
Через некоторое время в к
онденсированных хромосомах произойдет разделение
центромерных районов и сестринские хроматиды станут самостоятельными. Однако без
веретена деления они не смогут разойтись к полюсам клетки и останутся лежать рядом.
Образовавшаяся ядерная оболочка объединит
все хромосомы в одно ядро. Таким образом,
возникнет клетка, которая будет содержать удвоенный по сравнению с исходным набор
хромосом.

Клетки, у которых количество хромосом увеличено в два и более раз по сравнению с
исходным набором хромосом, называются по
липлоидными (о

полиплоидии

еще пойдет речь
в разделах генетики и эволюции
)
. Растения, выращенные из полиплоидных клеток, обладают
более крупными размерами. Такие полиплоиды могут быть исполь
зованы для получения
сортов сельскохозяйственных растений, обладающих высокой продуктивностью.

Вопросы
и задания
для самостоятельной работы

Ответьте на вопросы

1.

Чем митоз отличается от амитоза?

2.

В какую фазу митоза образуется веретено деления?

3.

В какую фазу м
итоза происходит

деспирализация хромосом?

4.

В какую фазу митоза хромосомы выстраиваются на экваторе клетки?

5.

В какую фазу митоза хромосомы расходятся к разным полюсам?

6.

Каково биологическое значение митоза?

7.

В какую фазу хромосомы становятся однохроматидными?

8.

В

какую фазу хромосомы удваиваются?

9.

Какой набор хромосом характерен для клеток после митоза?

10.

Какие клетки животных делятся митозом?

11.

Прочитайте научный текст о нарушениях митоза, выпишете факторы, вызывающие
нарушения митоза. Охарактеризуйте кратко,
к
ак они
нарушают митоз.

29


Т
ест для контроля

1.

Жизненным циклом клетки называются … .

а)


период жизни клетки в течение интерфазы;

б)


период от профазы до телофазы;

в)

период от одного деления до другого деления;

г)

период от появления клетки до ее смерти.


2.

Генетическое

значение

митоза заключается … .

а)

в образовании половых клеток;

б)

в сохранении постоянства числа хромосом в клетках;

в)


в обеспечении генетического разнообразия организмов.

г)


размножении организмов.

3.

Какое из перечисленных ниже явлений не обеспечивается митозом?

а)

образова
ние клеток кожи человека;

б)


сохранение постоянного для вида числа хромосом;

в)


генетическое разнообразие видов;

г)


бесполое размножение.

4.

Соотнесите понятия с процессами, происходящими в клетке при митозе.

а) интерфаза;

1) хромосомы удваиваются;

б) анафаза;

2)
образуется ядерная оболочка;

в) метафаза;

3) однохроматидные хромосомы

расходятся к разным полюсам;

г) телофаза;

4) хромосомы располагаются в плоскости экватора;

д) цитокинез.

5) цитоплазма и все органоиды делятся пополам.

5.

Какой набор хромосом в клетках
после митоза?

а)

гаплоидный;

б)

диплоидный;

в)

триплоидный
;

г)


хромосом нет.

6.

Дополните предложения.

У человека 46 хромосом. Следовательно диплоидный
набор хромосом равен ..., а гап
лоидный ... .

7.

Какие фазы различают в митозе?

а)


интерфаза, профаза, метафаза, анафаза,
телофаза;

б)


профаза, метафаза, анафаза, телофаза
;

в)

интерфаза, цитокинез;

г)


профаза, цитокинез.

8.

.
Сколько клеток образуется в результате митоза?

а)

одна;

б)


три;

в)

две;

г)

четыре.

9.

Какой из процессов предшествует митозу?

а)

исчезновение ядерной оболочки;

б)

удвоение хромосом;

в)

о
бразование веретена деления;

г)

расхождение хромосом к полюсам клетки.

10.

Какое вещество клетки «отвечает» за хранение и передачу наследственных
признаков?

а)

углеводы;

б)

белки;

в)


липиды;

30


г)

ДНК.

2.4
Деление клеток путем мейоза

Мейоз

–

это способ деления ядра, лежащий в о
снове формирования половых клеток, в
результате происходит уменьшение числа хромосом вдвое и переход клеток из диплоидного
состояния (2
п
)

в гаплоидное (
п
).


Мейоз подразделяют на два деления
:


I

редукционное

(уменьшение числа хромосом) включает

профаза
I
: делиться на стадии зиготены, пахинемы, диплонемы, диакинез.

метафаза
I


анафаза
I


телофаза
I

II

эквационное

(уравнительное) включает

профаза
II

метафаза
II

анафаза
II

телофаза
II


В результате мейоза образуется 4 клетки с гаплоидным набором хромосом (п
)

Рассмотрим процессы мейоза.

Процессы,

происходящие в
I

редукционное деление мейоза

Профаза
I

В нее вступают незрелые половые клетки с диплоидным набором хромосом (у человека
46, мышь
–

40, шимпанзе
-
48).

У животных мейоз идет в семенниках и яичниках, у р
астений в пыльниках и завязи
пестика. У человека профаза
I

начинается у 6
-
7 месячного эмбриона, затем эта фаза
приостанавливается и возобновляется только с момента полового созревания.

Стадия лептонемы
:

Хромосомы в виде тонких нитей. Могут быть видны центр
омеры

и хромомеры
(
участки,

где хромосомный материал сильно спирализованн)
, начинается слаб
а
я
спирализация

всех хромосом.

Стадия зигонемы:

Между гомологичными хромосомами начинают действовать силы притяжения.

Гомологичные хромосомы

–

это хромосомы, сходн
ые

по форме, по размерам, по
функции

(по набору генов)
, но отличающиеся по происхождению (одна
–

отцовская, другая
–

материнская), у человека 23 пары

у женщин, а у мужчин 22 (так как половые хромосомы Х и
Y

не гомологичны).

При этом образуются пары гомолог
ичных хромосом, которые называют биваленты

(
рис
.
1
3
)
. В притяжении хромосом друг к другу имеют большую роль белки ядерного
матрикса.
Биваленты

–

пары гомологичных хромосом, состоит из 4
-
х хроматид.









Рис.13

Гомологичные
хромосомы притягиваются,
образуются биваленты

31


Стадия пахинемы:

Начинается сильная спирализация х
ромосом в бивалентах. Они укорачиваются и
утолщаются и становятся хорошо видны в микроскоп. Гомологичные хромосомы обвивают
друг друга и обмениваются участками
–

этот процесс называют кроссинговер

(
рис.14
)
.

Кроссинговер

–

это
процесс
обмен
а

участками гомо
логичных хромосом в бивалентах.










Рис.14
. Гомологичные хромосомы обменялись участками

в ходе кроссинговера.

В результате кроссинговера в хромосомах образуются новые сочетания генов
доминантных и рецессивных.

Кроссинговер, наряду с оплодотворением я
вляется важным механизмов наследственной
комбинативной изменчивости
.

Не обнаружен Кроссинговер у самцов дрозофилы и самок тутового шелкопряда.

Гомологичные хромосомы после
кроссинговера

не расходятся, и сестринские
хроматиды остаются прочно связанными вплоть до анафазы.

Стадия диплонемы:

Между гомологичными
хромосомами начинается отталкивание с центромерных
районов. Точки контактов хромосом смещаются к концам хромосом, поэтому на концах
видны Х
-
образные фигуры (хиазмы) и это свидетельство того, что профаза идет к концу.

Диакинез
:

Биваленты занимают определенные координаты в ядре, обособляются друг от друга и
растворяется ядерная оболочка.


Рис.15
. Клетка после профазы I имеет диплоидный набор ( 2п), хромосомы
четырехромат
идные (4 хр),

количество ДНК
–

4с
.
, колич
ество бивалентов
-
п

Метафаза
I

Полностью сформировано веретено деления, в
плоскость экватора

движутся биваленты.
Образуются метафазная пластинка, состоящая из бивалентов, нити веретена деления
прикрепляются к центромерам хромосом в бивалентах

(рис.16)
.


32



Рис.16
. На экваторе сосредоточенны биваленты

Анафаза
I

Сокращаются нити веретена деления, исчезают в бивалентах хиазмы, начинает
расхождение двухроматидных хромосом по 2
-
м правилам:

-

в каждом биваленте в норме отцовская хромосома идет
к 1 полюсу, а материнская к
другому
. При не расхождении хромосом нарушается их количество и из таких клеток могут
рождаться потомки с наследственными аномалиями. Например, у человека дети с синдромом
Дауна;

-
поведение
хромосом в разных бивалентах не завис
ит друг от друга
, поэтому у
полюсов при делении каждый раз возникают новые сочетания или комбинации отцовских и
материнских хромосом.

Анафаза
I

является важнейшим механизмом комбинативной изменчивости.
Если
организм имеет 46 хромосом, то 2
23
> 8 млн. ко
мбинаций. Это без учета Кроссинговера, а с
ним еще больше .

В анафазе
I

происходит редукция числа хромосом у полюсов клетки. Набор хромосом у
полюсов гаплоидный

(
рис.17
)
.


Рис.17
. Двухроматидные хромосомы расходятся к полюсам.

Набор хро
мосом гаплоидный
(п),
но так как в клетке два набора хромосом возле полюсов то клетка 2
n

,

количество

ДНК
-
2
с

возле

каждо
го

полюс
а

клетки

Телофаза
I

У каждого полюса формируется по гаплоидному ядру. Может происходить цитокинез, а
может и нет.
Клетка вступ
ает в интеркинез, ДНК не удваивается.

33


II

эквационное деление мейоза

Профаза
II

Два гаплоидных ядра, либо в одной,
если цитокинеза не было
. Л
ибо
о
дновременно
делятся две клетки, если произошел цитокинез

в разных клетках

(рис
18
)

.О
болочки
ядер
растворяются

и хромосомы спирали
з
уются.


Рис.18
.
Одновре
менно делятся две клетки


Метафаза
II

Одновременно формируются две метафазные пластинки и два веретена деления. В
плоскости экватора лежат отдельные хромосомы

(сх.8)
.


Рис.

19
.

На экваторе лежат двухроматидные хромосомы.

Анафаза
II

Нити веретена деления сокращаются, каждая хромосома разделается на две хроматиды,
которые расходятся к разным полюсам

(
рис.20
)
. Гаплоидный набор сохраняется.


Рис.20
. Однохроматидные

хромосомы расходятся к полюсам клетки
.


34


Телофаза
II

У каждого из полюсов формируется
по гаплоидному ядру.
Всего 4 (рис.21).

Хромосомы
деспирализуются
. Растворяются нити веретена деления.



Рис.21
. Образуется 4 ядра.

Цитокинез
II

Делен
ие цитоплазмы и всех органоидов
. В результате образуются 4 гаплоидные
клетки уникальные по наследственной инфо
р
мации

(
рис. 2
1)
.

Рис.21
. Четыре гаплоидные клетки после мейоза

Генетическое значение мейоза

1. В
анафазе

I

проис
ходит уменьшение числа хромосом.

В результате
из 1 диплоидной
образуется
клетки образуется две,

а затем 4 гаплоидные клетки.

2. В анафазе
I

происходит
перераспред
еление

отцовски
х

и матерински
х

хромосом, что
приводит к уникальности гамет по наследственной информации.

Образующиеся в резуль
тате
мейоза
клетки не идентичны между собой по наследственной информации и не одинаковы
по информации с исходной клеткой.

3.
В ходе мейоза осуществляется
Кроссинговер
, приводящий к

перераспределению
генов в хромосомах, что приводит

к уникальности гамет.

Т
аким
образом,

сущность мейоза
–

объединение в наследственном материале потомка
генетической информации от 2
-
х разных родителей

и обеспечение генетического
разнообразия вида.

Например, все клетки человека содержат 46 хромосом. После
I

мейотического деления
в клетках будет по 23 хромосомы, но в результате анафазы
I

в них может оказаться:

–

3 отцовских к 20 материнских;

–

10 отцовских и 13 материнских и т.д.

Число комбинаций очень велико и высчитывается по формуле 2, где
п

–

число пар
гомологичных хромосом.

Би
ологическое значение мейоза
.

Мейоз лежит в основе формирования половых
клеток
, которые сливаются в процессе
оплодотворения,

и образуется зигота, с которой
начинается индивидуальное развитие организма.

Фаза
кариогамии
–

ядра
слились и
образовалась
зигота

35


Задания

и вопросы
для самостоятельной работы

Задание

1
.
Выполните исследовательский проект по теме «Генетические заболевания,
вызванные не правильным ходом мейоза. Причины нарушения мейоза»

Для выполнения проекта выберите не более одного генетического заболевания и не
ограничивайтесь человеком. Это могут бы
ть и животные, и насекомые, и рыбы и т.д.

Примеры смотрите в приложении.

Задание
2.
Решите задачи
.

1.

Во время ненормального мейоза в исходной клетке человека с 46 хромосомами
I

пара гомологичных хромосом не разошлась к полюсам. Сколько хромосом стало в каждо
й
клетке после мейоза?

2.

Если исходная клетка имеет 14 хромосом, то сколько хромосом идет к каждому
полюсу в анафазе редукционного деления?

3.

Если клетка имеет 28 хромосом, то сколько хроматид идет к каждому полюсу в
анафазе эволюционного деления?

4.

Сколько бив
алентов образуется в клетке, если 2п=14,28?

5.

Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116. Определите
хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе I, в метафазе II и
телофазе митоза. Поясните, какие процессы происходят
в эти периоды и как они влияют на
изменение числа ДНК и хромосом.

Задание
3
.
О
тветьте на вопрос
ы
.

1.

Можно ли сказать, что в результате мейоза из одной клетки образуется 4
идентичных клетки?

2.

Могут ли в клетке, являющейся продуктом мейоза и содержащей 20 хромо
сом, 15
быть отцовскими?

3.

Укажите, какой набор хромосом содержится в следующих фазах: интерфаза,
метафаза
II

и

телофаза

I
.

4.

Назовите значение Кроссингове
ра.

5.

Какой процесс называют конъюгацией?

6.

Сколько пар гомологичных хромосом у человека?

Задание 4
.
На мик
рофотографиях определите фазы мейоза слева на право

36


Задание
5
.

Сравните процессы митоза и мейоза, з
аполните таблицу
2

Таблица №
2

Сравнительная характеристика процессов митоза и мейоза

Признаки

Митоз

Мейоз

Клетки, где происходит деление



Число делений



Фазы



Набор хромосом в дочерних клетках



Число клеток, образующихся в


результате деления




Тест для контроля

1.

В какой фазе мейоза происходит конъюгация хромосом?

а)

интерфаза;

б)

цитоплазма;

в)

профаза;

г)

ядро.

2.

В соматических клетках шимпанзе 48 хромосом. Ск
олько хромосом содержится:

а)

в сперматозоидах шимпанзе _____;

б)

в яйцеклетке ______;

в)

в соматических клетках после митоза ______;

г)

в оплодотворенной яйцеклетке ____?

3.

Кроссинговер
–

это ... .

а)


расхождение хромосом;

б)

удваивание хромосом;

в)

обмен участками гомологичны
х хромосом
;

г)

не расхождение хромосом.
.

4.

Проставьте цифры через запятую процессов в

той

последовательности
, в какой они
происходят
в ходе мейоза

1)

расхождение хромосом;

2)

кроссинговер;

3)

конъюгация;

4)

образование четырех ядер.

5.

Выстраивание бивалентов в плоскости эква
тора происходит:

а)

профаза 1;

б)

метафаза 1;

в)

метафаза 2;

г)

анафаза 1.

6.

Процессы мейоза обеспечивают изменчивость:

а)

к
омбинативная;

б)

мутационную;

в)

модификационную;

г)

коррелятивную.

7.

Какой набор хромосом в метафазе I:

а)

2п; 2 хр. 4
с
;

б)

2 п; 4 хр, 4
с
;

в)

п; 4 хр, 2
с
;

г)

п, 2 хр,
с
.

37


8.

Пе
рвое деление мейоза заканчивается образованием:

а)

двух клеток;

б)

зиготы;

в)

бластулы;

г)

гамет.

9.

Когда происходит подготовка клеток к делению?

а)

подготовка кл
еток начинается в интерфазе;

б)

подготовка клеток к делению начинается в профазе;

в)

подготовка клеток к делению начи
нается в интерфазе, а заканчива
ется в
профазе;

г)


в период роста.

10.

Каково биологическое значение мейоза?

а)

образуются клетки с гаплоидным набором хромосом в ядре;

б)

образуются клетки с диплоидным набором хромосом в ядре;

в)

дочерние клетки имеют неодинаковую наслед
ственную информацию;

г)

дочерние клетки имеют одинак
овую наследственную информацию.

11.

Какой из процессов предшествует м
ейоз
у?

а)

исчезновение ядерной оболочки;

б)

удвоение хромосом;

в)

образование веретена деления;

г)

расхождение хромосом к полюсам клетки.

12.

Выберите пример
ы гомологичных хромосом.

а)

ХО;

б)

ХХ;

в)

ХУ;

г)

ХХУ

13.

Подпишите на рисунке строение хромосомы.

14.

Комбинация наследственных признаков происходит:

а)

в результате Кроссинговера в профазе 1;

б)

в результате неправильного расхождения хромосом в интерфазе;

в)

в результате радиоактив
ного облучения организма во время образования
половых клеток;

г)

в результате неправи
льного удвоения хромосом.

15.

Допишите количество хромосом. Если диплоидный набор хромосом клеток
человека равен 46, то сколько хромосом содержит:

а)

яйцеклетка
-

…

б)

сперматозоид
-
…

в)

зигота
-
….

г)

клетки мозга
-

…

38


2.
5

Гаметогенез

и оплодотворение

Гаметогенез

–

это процесс образования половых клеток.


У животных

происходит в половых железах, которые являются парными и
называются яичники у женского пола, и семенники у мужских особей.

У чело
века
железы
формируются к концу второго месяца эмбрионального развития, когда происходит половая
дифференциация эмбриона.

Процесс формирования гамет по отношению к женскому полу называют
оогенез

Процесс
формирования гамет по отношению к
мужскому

полу назы
вают
сперматогенез

Сперматогенез у взрослого человека проходит в течение всего года.

Время развития примитивных сперматогоний в зрелые сперматозоиды
составляет
около 74 дней.

Микрофотография.1 Сперматозоиды млекопитающих

У

женских особей ооцит созревает
в яйцеклетку
(микрофото. 2)
-

один раз в месяц, а на
протяжении жизни в яичниках обычно 300
-
400 раз
. Я
йцеклетки намного богаче
питательным материалом по сравнению со сперматозоидами

(микрофото.1)
. Они также
намного крупнее сперматозоидов
. О
бычно неподвижны

и содержат питательный материал,
который обеспечивает развитие эмбриона в начальном периоде после оплодотворения


Микрофотография 2. Яйцеклетка млекопитающего

39


Условно образование половых клеток разбивают на периоды.

У мужских особей
из одной материнской

клетки
образуются четыре активных
сперматозоида
.

А
у женских три полярных тельца погибают и лишь одна клетка становится
яйцеклеткой.
Питательный материал первичного овоцита не распределяется поровну между
четырьмя клетками. Основное количество желтка сох
раняется в одной большой клетке.

В оогенезе
–

три периода, в сперматогенезе
–

четыре. Дальнейшее изобразим схемой
12.


Схема 12 Периоды гаметогенеза у животных

Оплодотворение

-

п
роцесс слияния сперматозоида и яйцеклетки
.

В
результате
опл
одотворения образуется зигота и восстанавливается диплоидный набор хромосом. Это
биологическое значение оплодотворения.

У животных о
плодотворение

происходит в три фазы:

Фаза активации

–

это момент соприкосновения головки сперматозоида с оболочкой
яйцеклет
ки, ферменты акросомы растворяют оболочку

(сх.1
4
)
.

Схема 1
4

Фаза активации

40


Фаза пронуклеусов

–

общего ядра еще нет, а мужское и женское ядра готовятся к
слиянию

(сх.15).

Схема 1
5

Фаза пронуклеусов

1
–

женское ядро;

5
–

мужское ядро;



4
–

центриолиз шейки сперматозоида

Фаза кариогамии

–

ядра слились и образовалась зигота
.

Наружное оплодотворение

происходит в окружающей среде (рыбы),

много клеток
погибает.

Вн
утреннее
обеспечивается переносом сперматозоидов из мужского орга
низма в
женский в ходе полового акта
, зародыши имеют больше шансов выжить.

Оплодотворение бывает также перекрестным (растения, животные и др)
.
и
самооплодотворением (гидра).

Эксперименты последних лет показали, что оплодотворение яйцеклеток
млекопитающих,
включая человека, возможно и
в пробирке
, после чего развившиеся
зародыши могут быть имплантированы в матку женщины.

Оплодотворение у цветковых
(покрытосеменных)
имеет отличительную особенность.

У цветковых или покрытосеменных растений есть цветок, которы
й считается органом
полового размножения (сх. 13).


Схема 16 Строение цветка

41


Тычинки

являются
мужским

гаметофитом и в них образуется пыльца, всем нам хорошо
известная.


Схема 17. Гаметогенез в пыльниках тычинок цветка

Пестик

является
женским

гаметофитом

и в нем находится зародышевый мешок с
яйцеклеткой и центральной диплоидной клеткой.


Схема 18. Гаметогенез в завязи пестика цветка

При попадании пыльцы (состоит из двух клеток вегетативной и генеративной) на
рыльце пестика вегетативная клетка пыльцы прор
астает пыльцевой трубкой, а генеративная
делится еще раз на два спермия, которые двигаются по пыльцевой трубке к завязи пестика.

В завязи пестика и происходит оплодотворение: один спермий сливается с
яйцеклеткой, образуется диплоидный зародыш. А другой спе
рмий сливается с центральной
диплоидной клеткой и в результате образуется триплоидная клетка, развивающаяся в клетка
эндосперма.

Так как у цветковых (покрытосеменных) происходит два слияния клеток,
оплодотворение у них называют двойным. Этот способ открыл
С.Г. Навашин

(
1896),


и
называется
двойного оплодотворения
.


Схема 1
9.

Двойное оплодотворение у растений

42


Задание
и вопросы
для самостоятельной работы

О
тветьте на вопросы

1.

У животного в результате сперматогенеза образовалось 100 сперматозоидов.
Сколько мат
еринских (начальных) клеток участвовало в их образовании?

2.

В чем на ваш взгляд преимущество внутреннего оплодотворения по сра
в
нению с
на
р
ужным?

3.

В чем заключается биологическое значение оплодотворения?

4.

Для кого характерно двойное оплодотворение и в чем его
суть?

5.

Почему яйцеклетка крупнее сперматозоида?

6.

Какую клетку называют зиготой?

7.

Назовите
периоды

оогенеза
.

8.

Назовите периоды

сперматогенеза?

9.

Дайте определение понятий «гаметогенез», «оплодотворение»?

10.

Используя дополнительную литературу и интернет

-

источники
зарисуйте
строение сперматозоида и яйцеклетки млекопитающего
.

11.

Подпишите на фотографиях
1,2,3
стадии о
плодотворения

1


2 3

Тест для контроля

1.

В какой зоне при гаметогенезе
происходит мейотическое деление клеток?

а)


в зоне роста;

б)


в зоне созревания;

в)

в зоне размножения;

г)


в зоне формирования.

2.

Какая часть сперматозоида и яйцеклетки является носителем генетической
информации?

а)

оболочка;

б)


рибосомы;

в)


цитоплазма;

г)

ядро.

3.

Верно ли утверж
дение, что в результате оплодотворения восстанавливается
диплоидный набор хромосом?

4.

Процесс слияния половых клеток называют:

а)

сперматоге
нез;

б)

гаметогенез;

в)

овогенез;

г)

оплодотворение.

5.

Решите задачу.Если диплоидный набор мухи дрозофилы равен 8,
то

сколько
хромо
сом содержит:

а)

яйцеклетка ___ ;

б)

зигота ___ ;

в)

клетки мозга ___ ;

г)

сперматозоид ___?

43


6.

Сколько яйцеклеток образуется из одной исходной клетки в оогенезе?

а)

одна;

б)

две;

в)

три;

г)

четыре.

7.

Сколько сперматозоидов образуется из одной исходной клетки в сперматогенезе?

а)

одна;

б)

две;

в)

три;

г)

четыре.

8.

Какие клетки человека имеют диплоидный набор?

а)

нейроны;

б)

эритроциты;

в)

клетки кожи;

г)

яйцеклетки.

9.

Половые клетки

–

это:


а)

зиготы;

б)

гаметы;

в)


семена;

г)

с
поры
.

10.

Из оплодотворенной яйцеклетки растений образуется?

а)

семя;

б)

плод;

в)

зародыш;

г)

эндосперм.

11.

Какое о
плодотворение у растений открыл С.Г.Навашин?

а)

внутренне;

б)

внешнее;

в)

искусственное;

г)

двойное.

12.

Набор хромосом в эндосперме растений?

а)

диплоидный;

б)

гаплоидный;

в)

триплоидный;

г)

диплоидный+1;

13.

Если в эндосперме пшеницы число хромосом 21,сколько будет в яйцеклетке?

а)

21;

б)

7;

в)

14;

г)

19.

14.


В результате оплодотворения образуется

а)

зигота;

б)


бластула;

в)

гаструла;

г)

центральная клетка.

15.


Перекрестное оплодотворение

а)

гидра;

б)

человек;

в)

амеба;

г)

водоросли.

44


Тема
3.
ОНТОГЕНЕЗ

Основоположником изучения онтогенеза считается русский академик К.М. Бер (с
м.
введение).

Онтогенез

–

индивидуальное развитие организмов

от момента

образования зиготы до с
смерти.

В онтогенезе выделяют эмбриональный и постэмбриональный период.

3.1 Эмбриональный период

Особенности эмбрионального периода:
зигота

делиться митозом. Ее

размеры не
изменяются, но увеличивается количество клеток. Образуется
морула
. Клетки морулы
выстраиваются в круж
о
к, внутри образуется полость. Эту стадию называем
бластулой
.

Бластула

–

однослойный зародыш с полостью внутри.

После образования бластулы на
чинается гаструляция. Клетки с одного края начинают

впячиваться, и образуется два слоя клеток: эктодерма и энтодерма. Между ними
закладывается третий слой клеток мезодерма. Это уже образовалась гаструла.

Гаструла

–

это трехслойный зародыш.

У кишечнополос
тных и губок мезодерма не закладывается, они двухслойны. И на
стадии гаструляции у них формируются различные типы клеток: стрекательные, половые,
кож
-
номускульные и т.д.

У всех остальных после образования гаструлы и закладки трех зародышевых листков
начин
ается закладка органов. И начало закладки связан
но с образованием нейрулы (сх.20
).

Появляется нервная трубка, хорда и вторичная полость тела. И затем уже
закладываются органы согласно табл. 3.


Схема
20
. Нейрула справа и гаструла слева

Последовательное
развитие тканей и органов, их дифференцировка происходит
благодаря их
эмбриональной индукции

–

влиянию одних частей зародыша на развитие
других частей.

Это связано с деятельностью белков, которые включаются на разных стадиях развития.

А вы знаете, что бел
ки закодированы в ДНК. ДНК делиться на гены, которые кодируют
белки.

Следовательно
,

у нас гены не работают все вместе сразу, а включаются по мее
.

45


Таблица 3

Характеристика периодов онтогенеза




3 этап
–

первичный органогенез
.

Зародышевые листки и закла
дка органов

Зародыш
евые листки

Системы органов

Онтогенез
–

индивидуальное развитие организмов

Эмбриональный период

–

от образования
зиготы до рождения ил
и же выхода из лицевых
оболочек



Постэмбриональный период

–

от выхода из яйцевых оболочек или
рождения до смерти организма


1 этап
–

дробление:

зигота делится,
образуются клетки
–

бластоляры (2п),
которые образуют бластулу
–

однослойный зародыш
с полостью внутри.



Прямое развитие
–

рожденный
организм имеет все
основные органы,
характерные для
взрослого (человек,
животные)


Непрямое развитие
–

рожденный организм не
похож на взрослый, и в
своем развитии
претерпевает ряд
превраще
ний
(метаморфоз)
–

бабочки,
амфибии и др.








Метаморфоз у бабочки
крыжовниковой пяденицы: 1
–

взрослая
форма
–

бабочка, 2
–

гусеница, 3
–

куколка

2 этап
–

гаструляция
.

Часть стенки бластулы впячивается в
полость, образуется два зародышевых листка
–

э
ктодерма (1) (наружный) и энтодерма (2)
(внутренний), а затем и 3 листок
–

мезодерма
(3) (находящийся посередине)







Ланцетникр А
-

бластула Г
-

гаструла

Постэмбриональное развитие
сопровождается ростом

неопределенный

определенный

продолжается в
те
чение всей жизни

древесинные формы
растений, моллюски,
рыбы, крысы

пр. человек
–

рост
заканчивается к
20
-
25 годам


Продолжительность постэмбрионального
развития у разных организмов различна, и
наблюдается известная зависимость
продолжительности жизни от

длительности полового созревания и
беременности она в 5
-
8 раз больше

1
–

анимальный
полюс;

2
–

вегетативный
полюс



ограничивается
каким
-
то сроком

46


Продолжение
таблицы
3



Эктодерма

Кожа, нервная система, органы чувств

Энтодерма

Пищеварительный канал, печень, поджелудочная железа, легкие, хорда

Мезодерма

Мускулатура, сердечная мышца, кровь и к
ровеносные сосуды, скелет
(кости, хрящи), почки, семенники, яичники

3.2 Постэмбриональный период

Из табл.3 видно, что постэмбриональный период онтогенеза различают прямой и
непрямой.

Непрямое

встречается у плоских червей, моллюсков, насекомых, рыб, земнов
одных. Их
зародыши проходят несколько стадий, в том числе и личиночную.

У кузнечиков развитие непрямое с неполным превращением (рис.
22
). Кузнечики
раздельнополы,

оплодотворение у них внутреннее, нет стадии личинки, а молодые кузнечики
не имеют крыльев, как

у взрослых


Рис.
22.

Непрямое развитие с неполным превращением

У бабочек развитие тоже непрямое, но с полным превращением .Они раздельнопо
-
лы,

оплодотворение у них внутреннее. Откладывают яйца,
из них
вы
водятся

гусеницы, затем
есть стадия куколки , где
проходит метаморфоз и образуется взрослая бабочка.


Рис.
2
2
.

Непрямое развитие с полным превращением


У земноводных развитие с полным превращением

(икра
–

зародыш
–

личинка
-

головастик
-

взрослая лягушка) (рис.
2
3).

Земноводные раздельнополы, размножени
е и развитие
происходит в воде. Оплодотворение
чаще всего наружное




Рис.
2
3 Стадии развития лягушки

47


К
прямому

развитию относят организмы, у которых яйцеживорождение и
живорождение (внутриутробное развитие).

Яйцеживорождение у пресмыкающихся, птиц и яй
цекладущих млекопитающих, а
также у некоторых беспо
з
воночных (прямокрылых, паукообразных и др).

Внутриутробное развитие у

млекопитающих, в том числе человека

(рис.24)
.

Рис. 24. Зародыш в матке

Естественная продолжительность жизни является эволюционным пр
иобретением
видов.

Ее определяют путем установления длительности периода роста человека и
длительности жизни (табл.
4
).

Например, человек растет примерно 20 лет, а живет, как показывают долгожители в 5
-
7 раз дольше.

Что касается долгожителей, то это об
ъясняется либо наличием в их генотипах
сочетаний определенных генов, либо наличия небольшого количества или полного
отсутствия мутаций в их клетках.

Таблица
4


Зависимость продолжительности жизни от длительности периодов

беременности и достижения половой
зрелости у млекопитающих

Вид

Максимальная
продолжительнос
ть жизни, мес.

Длитель ность
беременности,
мес.

Возраст

наступления
половой
зрелости, мес.

Человек

1380

9

144

Индийский слон

840

21

156

Шимпанзе

534

8

120

Домашняя собака

408

2

7

Домашний крупны
й рогатый
скот

360

9

6

Кошка

366

2

15

Кролик домашний

56

0,7

1,5

Мышь

42

0,7

1,5


48


3.3 Биогенетический закон

Развитие зародышей у многих животных во многом сходно (рис. 19) и свидетельствует
об общности их происхождения.

Карл Бэр писал: «У меня в спир
ту сохраняются два маленьких зародыша, которые я
забыл пометить, и теперь я не могу сказать, к какому классу они принадлежат. Может быть,
это ящерицы, может быть
–

маленькие птицы, а может и очень маленькие млекопитающие,
до того велико их сходство в строе
нии головы и туловища».

Во второй половине XIX в.
Ф. Мюллер и Э. Геккель сформулировали биогенетический
закон
–

в развитии каждой особи от яйца до взрослого состояния (онтогенез) кратко
повторяются этапы исторического развития вида (филогенез).


Например,

зародыш млекопитающих и птиц похож на зародыш рыбы (есть жаберные
щели в глотке, сердце с 1 предсердием и 1 желудочком), что объясняется их
происхождением от предков, дышащих жабрами. У человека нервная трубка закладывается
на спинной стороне и вообще нет

нервной цепочки. Стадия зиготы похожа на амебу

Этот закон считается эмбриональным доказательством эволюции живых организмов
.

Рис. 25 Зародышевое сходство рыбы, саламандры, черепахи, крысы и человека


49


Вопросы и задания для самостоятельной работы

Задани
е
1
.
Используя интернет
–
ресурсы з
аполните таблицу, отметив знаком «+»
наличие тех или иных этапов развития.

Этапы развития

П
ростейшие
(амеба)

Кишечно
-
полостные (гидра)

Н
асекомые
(кузнечик)

З
емноводные
(лягушка)

Пресмыкающиеся
(змеи)

Птицы

М
лекопитающие

Зи
гота








Дробление








Зародышевые листки








Зародыш, готовый к
самостоятельному существованию








Личинка








Куколка








Взрослая форма








Задание
2
.
Ответьте на вопросы
.

1. Назовите различия прямого развития с метаморфозом.


2. Какой закон отражает последовательность развития и формирования зародышевых
листков? Раскройте его сущность.

3. Какой организм имеет самую длительную беременность?

4. Каждый ли человек, придерживаясь здорового образа жизни, может стать
долгожителем?

5
. Как рассчитать естественную продолжительность жизни? Чему она равна у мыши?

6. Сколько этапов в эмбриональном периоде онтогенеза?

7. На каком этапе онтогенеза идет первичный органогенез?

8. Зарисуйте зиготу, бластулу, гаструлу.

9. Что такое метаморфоз?

10. Какой тип постэмбрионального развития у лягушки?

11. Какие системы органов развиваются из мезодермы?


Задание 3
.
Составьте презентацию

на тему «Влияние внешних условий на раннее
развитие организмов» из
5
-
1
0

слайдов.

Под внешними условиями понимаем ал
коголь, никотин, наркотики, лекарственные
средства, стресс, инфекционные заболевания, радиация, высокая температура, питание.

Выберите из перечня внешних условий какое
-
нибудь одно и напишите про его влияние
на раннее развитие организмов, т. е. эмбриональны
й период используя интернет
-
ресурсы,
дополнительную литературу
.

В ходе презентации ответьте на вопрос: как влияют внешние условия на раннее
развитие организмов?

50


Задание 4
.

Подготовить сообщения

по темам:

-

«Последствия влияния алкоголя на развитие зародыш
а человека»

-

«Последствия влияния никотина на развитие зародыша человека»

-

«Последствия влияния питания на развитие зародыша человека»

-
«Последствия влияния алкоголя на
постэмбриональное
развитие человека»

-

«Последствия влияния никотина на
постэмбрион
альное
развитие человека»

-

«Последствия влияния питания на
постэмбриональное
развитие человека»

Тест для контроля

1.

Верно ли утверждение, что филогенез
–

это историческое развитие организма?

2.

Из какого зародышевого листка формируется сердце человека?

а)


эктод
ермы;

б)

мезодермы
;

в)

энтодермы;

г)

зиготы.

3.

Какое развитие характерно для лягушки?

а)

внутриутробное;

б)

непрямое
;

в)

прямое;

г)

живорождение.

4.

Клетки зародыша человека по набору хромосом

а)

гаплоидны;

б)

диплоидны
;

в)

триплоидны;

г)

полиплоидны

5.

Верно ли, что зародыши многих животных н
а ранних стадиях сходны?

6.

Самая большая по длительности беременность, а, следовательно, и эмбриональное
развитие характерно для … .

а)

человека;

б)

слона;

в)

мыши;

г)

к
ошки.

7.

Для каких из перечисленных ниже организмов характерно непрямое развитие?

а)

собака;

б)

бабочка;

в)

свинь
я;

г)

колорадский жук.

8.

С какой клетки начинается развитие организмов?

а)

бластулы;

б)

гаструлы;

в)

зиготы;

г)

нейрулы.

9.

Основоположником эмбриологии был ученый … .

а)

Р. Гук;

б)

Ф. Геккель;

в)

Д. Уотсон;

г)

К. Бер.

10.

Верно ли утверждение, что онтогенез
-

есть
краткое повторение филоген
еза?

51


11.

Неполное превращение происходит у :

а)

пчела;

б)

колорадский жук;

в)

капустная белянка;

г)

майский жук.

12.

Какой набор хромосом в зиготе?

а)

диплоидный
;

б)

гаплоидный
;

в)

триплоидный
;

г)

диплоидный +1

13.

У зародыша человека закладывается

а)

хорда и жаберные дуги
;

б)

хорда, брюшная нерв
ная цепочка
;

в)

жаберные дуги, хвост
;

г)

хорда, жаберные дуги,хвост
.

14. Какой набор хромосом в зиготе

человека
?

а)

47
;

б)

46
;

в)

23
;

г)

69
;

15.
Почему после оплодотворения в эндосперме пшеницы число хромосом 21?

а)

эдосперм
диплоид
е
н;

б)

эдосперм

гаплоид
е
н;

в)

эдосперм

триплоиден
;

г)

в нем вообще нет хромосом
;

16.

В результате дробления образуется?

а)


зигота;

б)


бластула;

в)

гаструла;

г)


нейрула.

17.

Результатом мейоза является образование

а)


заростка папоротника;

б)

древесина дуба;

в)


яйцеклетка зайчихи;

г)


эндосперм пшеницы.

18.

Мезодермы нет у

а)

лягушки;

б)


дождевого червя;

в)

черепахи;

г)

гидры.

19.

Онтогенез крокодила заканчивается

а)


в момент вылупления из яйца;

б)


в момент оплодотворения;

в)


в момент смерти организма;

г)


в период откладки яиц.

20.

В пыльцевой трубке цветковых

а)

яйцеклетка;

б)


один спермий;

в)

два спермия;

г)

с
пермий и яйцеклетка.

52


СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННО
Й И ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕР
АТУРЫ

1.

http://festival.1september.ru/articles/634128/

2.

http://
е
ge/yandex.ru

3.

https://yandex.ru/
images

4.

Беляев, Д. К.. Общая биология: учебник 10
-
11 класс общеобразовательных
учреждений / Д. К. Беляев.
–

М. : Просвещение, 2012.

5.

Биология: энциклопедия для детей.
-
Т.2. 5
-
е изд. / глав. ред. М.Д. Аксенов.
-
М.:
Аванта+, 2002.
–

704с.:, ил.

6.

Броненосцы/ htt
p://doseng.org/animals/61165
-
bronenoscy.html

7.

Бэр, Карл Эрнст фон/ https://ru.wikipedia.

8.

Вильгаук О.А. Биология: методические указания по выполнению практических
и лабораторных работ для студентов всех специальностей технического профиля.
Магнитогорск / О
.А. Вильгаук : изд
-
во Магнитогорск. гос. техн. ун
-
та им. Г.И.
Носова, 2014. 36 с.

9.

Вильгаук О.А. Биология: учебно
-
методическое пособие / О.А.Вильгаук : изд
-
во
Магнитогорск. гос. техн. ун
-
та им. Г.И. Носова, 2015. 122 с.

10.

Достижения в селекции животных / през
ентация/ http://ppt4web.ru/

11.

Захаров В. Б. Общая биология: учебник для 10
-
11 кл. /В.Б.Захаров
–

М.: Дрофа,
2000.

12.

Каменский А.А. Общая биология. 10
-
11 класс: учеб. для общеобразовательных
учреждений /А.А. Каменский, Е.А. Криксунов, В.В. Пасечник.
-
2
-
е изд.
, стереотип.
-
М.: Дрофа, 2012.
–

367 с.

13.

Константинов, В. М. Общая биология: Учеб. пособие для СПО / В.

М.
Константинов, А. П. Рязанова.
–

М. : Академия, 2009.

14.

Лернер Г.И. Биология: новый полный справочник для подготовки к
ЕГЭ/Г.И.Лернер.
-

Москва: АСТ: Астр
ель, 2015.
-

412с., ил.

Магнитогорск. гос. техн. ун
-
та им. Г.И. Носова, 2015. 122 с.

15.

Микрофотографии мейоза /

http://thecoachpl.home.pl/robocze/meiosis
-
photos

16.

Микрофотографии сперматозоидов/

http://becuo.com

17.

Размножение дождевых червей / https://биогумус.com.ua/

18.

Размножение простейших /https://yandex.ru/

19.

Роль полового размножения в эволюции /http://whttp://www.e
-
reading.by/chapter.php//Sotskaya,_Moskovkina_
-
_
Plemennoe_razvedenie_sobak.html

20.

Самые знаменитые клоны

/

http://www.tips
-
board.ru/samye
-
znamenitye
-
klony
-
41
-
foto

21.

Схема гиногенеза /
http://reftrend.ru/749444.html

22.

Схема развития пчел с партеногенезом /
http://gagago.ru/oderjanie.html

23.

Таблица о развитии пчел. Методические рекомендации к проведению урока
на тему "Отряд перепончатокрылые. Медоносная пчела" /
http://insectalib.ru/

24.

Уроки биологии Кирилла и Мефодия 10
-
11 класс: мультимедиа
-
издание серии
"Виртуальная школа Киррила и Мефодия"./ иллюстр

25.

Фотографии размножения гидры: /Н.Ю.Зотова. История гидры от Антона
Левенгука до наших дней/
htt
p://bio.1september.ru

26.

Фотографии размножения гидры: гидры в аквариуме /
http://kwitri.ru/

27.

Фотографии размножения картофеля /
http://dacha5.ru/

28.

Фотография бабочки тутового шелкопряда /
http://www.picstopin.com

53


29.

Фотография живорождения у тли /
http://www.anews.com/ru/

30.

Фотография процесса конъюгации у бактерий /
http://plus7
-
db.
com

31.

Фотография прудовика обыкновенного/
http://klevoz.ru/nuda/

32.

Фотография пчелиной семьи /
http://ppt4web.ru/

33.

Фотография серебряного карася /
http://www.fishing.ru.com

54


Приложение

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

Изучение фаз митоза и хромосом на микропрепарате клеток кончика корешка лука

Митозы у животных происходят в различных тканях и участках организма, а у
растений в строго определённых местах, где

расположена образовательная ткань, то есть в
меристемах. Например, на кончиках корня (зона роста). Именно их мы и предлагаем
рассмотреть.

Цель работы
: изучить стадии митоза и хромосомы; сравнить изменения в разных
фазах митотического деления в клетках ко
решка лука; сформировать умение отличать фазы
митоза.

Материальное обеспечение:
микроскоп, готовые
микропрепараты “Митоз в клетках
корешка лука”

(вариант 1)
. Если возможностей использовать микроскоп и микропрепараты
нет, можно данную лабораторную работу в
ыполнить используя интернет
-
ресурсы, найдя
фотографии фаз митоза в кончике корешка лука, видео
-
ролики о делении корешка лука

(вариант 2)
.

Ход работы

Вариант 1.


1. Приготовьте микроскоп к работе.

2. Рассмотрите
готовые
микропрепараты корешка лука под микр
оскопом при
максимальном увеличении;

3.Зарисуйте клетки.

Подпишите фазы.

4
. Укажите, какие клетки с рис.
1

вам удалось увидеть.
Подпишите названия всех фаз.














Рис.
1

Митоз в клетках корешка лука

5
.
Ответьте на вопросы
:

а) Из каких частей состои
т хромосома?

б) Почему хромосомы при делении располагаются в разных частях цитоплазмы
клетки?

6
.
Сформулируйте общий вывод по лабораторной работе
.

55


Вариант 2

1. Рассмотрите микрофотографии митоза 3.44.

1


2.
Зарисуйте отдельные фазы митоза

рис.2
. Определ
ите их.
Назовите процессы
характерные для фазы.








Рис
.

2. Фазы митоза

3
.
Ответьте на вопросы
:

а)


Из каких частей состоит хромосома?

б)


Почему хромосомы при делении располагаются в разных частях цитоплазмы
клетки?

4
.
Сформулируйте общий вывод по лаборат
орной работе
.

Форма предоставления результата:
ход работы в тетради с рисунками

и ответами

на
вопросы.

56


Приложение

Варианты контрольной работы

Вариант 1

1.

Допишите. Размножение
–

это…

2.

Наиболее прогрессивный способ размножения

-
это…

а)

почкование;

б)

митоз;

в)

полов
ое;

г)

партеногенез.

3.


В результате митоза образуются:

а)

четыре диплоидные клетки;

б)

две диплоидные клетки;

в)

четыре гаплоидные клетки;

г)


две гаплоидные клетки.

4.


Почкованием размножается:

а)


бактерия;

б)


гидра;

в)


цветковое растение;

г)


лягушка.

5.


Индивидуальное разви
тие организма называется:

а)

филогенезом;

б)

эмбриогенезом;

в)

овогенезом;

г)

онтогенезом.

6.


Допишите. Гомологичные хромосом
ы
-

это…..

7.


Конъюгация и кроссинговер хромосом происходят в:

а)


профазе первого деления мейоза
;

б)


профазе второго деления мейоза
;

в)


интерфазе перед
делением клетки
;

г)


процессе оплодотворения.

8.

Зарисовать метафазу

в митозе и дать ее характеристику.

9.


Допишите. Постэмбриональное развитие
-
это …

10.

По
ловые клетки
–

это:

а)

зиготы;

б)

гаметы;

в)

семена;

г)

споры.

11.

Допишите. Какие ученые сформулировали биогенетический закон

во второй
половине
XIX

в.

Вариант 2

1.

Рост многоклеточного организма обусловлен:

а) ростом клеток;

б) развитием клеток;

в) увеличением числа клеток;

г) дифференцировкой клеток.

2.

Спорами размножаются:

а)

одуванчики;

б)


папоротники;

в)

дождевые черви;

г)

сосны.
57



3.


Дочерн
ий организм получает новое сочетание генов в процессе размножения:

а)


вегетативного;

б)


с помощью спор;

в)


почкованием;

г)


полового.

4.

Митоз лежит в основе:

а)

роста;

б)

регенерации;

в)

верно А и Б;

г)

неверно всё.

5.


Зарисовать профазу в митозе и дать ее характеристику.

6.

До
пишите. Эмбриональное развитие
-

это…

7.

.Оплодотворенная яйцеклетка
–

это:

а)


гамета;

б)


спора;

в)


зигота;

г)


о
оцит
.

8.

Допишите. Сколько входит этапов в эмбриональное развитие, и назовите эти этапы.

9.

К половому размножению относится:

а)

р
азмножение побегами;

б)

почкование;

в)

о
бразование семян;

г)

митоз.

10.

Гаметы образуются в результате:

а)

митоза;

б)

мейоза;

в)

оплодотворения;

г)

дробления.

11.

Допишите.

Кто является основоположником изучения онтогенеза.

12.

Допишите. Три периода которые проходит клетка во время интерфазы…

Вариант 3

1.

Биологическая роль
размножения заключается в том, что оно:


а) способствует росту организма;


б) позволяет сохранить вид как биологическую единицу жизни в течение
длительного времени;


в) обеспечивает постоянство признаков данного организма;

г)
способствует расселению вида п
о земной поверхности.

2.

Новые комбинации генов образуются в результате:

а)


митоза;

б)

случайного слияния

гамет при оплодотворении;

в)

самоудвоения ДНК;

г)


почкования.

3.

Допишите. Вегетативное размножение
-

это…

4.

Размножение
–

это:

а)


половой процесс;

б)

увеличение чи
сла особе
й;

в)

спаривание;

г)

деление клеток кожи.

5.

Зарисовать телофазу
I

мейоза
и дать ей характеристику.

58


6.

Без метаморфоза развивается:

а)

травяная лягушка;

б)

майский жук;

в)

заяц
-
беляк;

г)

капустная белянка.

7.

Допишите. Биваленты
–

это. ..

8.

При мейозе образуются:

а)

две клетки с гаплои
дным (n) набором хромосом;

б)

две клетки с диплоидным (2n) набором хромосом;

в)


четыре клетки с гаплоидным (n) набором хромосом;

г)


четыре клетки с диплоидным (2n) набором хромосом.

9.

Третий зародышевый листок
–

мезодерма
–

не образуется:

а)


у рыб;

б)

у п
тиц;

в)

у насекомы
х;

г)

у кишечнополостных.

10


Допишите. Прямое и непрямое развитие организмов
–

это...

11.

Однослойный шарообразный зародыш животных с полостью внутри называется:

а)

гаструлой;

б)

бластулой;

в)

нейрулой;

г)

бластомером.

12.

Назовите формы нарушения полового размножения, и дайте им
характеристику.

Вариант № 4.

1.

Какие из названных клеток участвуют в бесполом размножении организма?

а)

споры;

б)

яйцеклетки
;

в)

сперматозоиды;

г)


зигота

2.

Допишите. При бесполом размножении клетки делятся ... ,а при половом ...

3.

Процесс слияния половых клеток называют:


а)

с
перматогенез

б)


генотип;

в)

овогенез;

г)

оплодотворение.

4.

Допишите. Митоз
-

это …

5.

Какой период не проходит

клетка во время интерфазы?

а)

пресинтетический;

б)

п
ропостсинтетический
;

в)


с
интетический;

г)

п
остсинтетический
.

6.


Какие фазы различают в митозе?

а)

интерфаза, профа
за,
метафаза, анафаза, телофаза;

б)

профаза, интерфаза, метафаза, телофаза
;

в)

профаза, метафаза, анафаза, телофаза
;

г)

метафаза, анафаза, телофаза
.

7.


Какой из процессов предшествует митозу?

а)

исчезновение ядерной оболочки;

б)

удвоение хромосом;

в)

образование веретена деления;

59


г)

расхождение хромосом к полюсам клетки.

8.

Зарисовать и описать телофазу 1 в мейозе.

9.

Допишите. Онтогенез
–
это …

10.


Основоположником изучения онтогенеза считается:

а)

К.М. Бер
;

б)

Ф. Мюллер
;

в)

Э. Геккель
;

г)

Л.

Эльконин
.

11.

Допишите. Различают два вида онтогенеза, это …

и … развитие.

12.

Ответьте на вопрос. Возможны ли случаи партеногенеза у человека?

Вариант № 5
.

1.

Половое размножение эволюционно более прогрессивно, потому что … .

а)

оно обеспечивает большую численность потомства, чем бесполое
;

б)

при половом размножении по
лностью сохраняется генетическая стабильность
вида;

в)


при половом размножении появляется

большое разнообразие генотипов;

г)


обеспечивает однородность генотипов
.


2.

Допишите. При бесполом размножении клетки делятся ... ,а при половом ...

3.

С какой клетки начинает
ся развитие организмов?

а)


зиготы;

б)

гаструлы;

в)

бластула;

г)


нейрулы.

4.

Допишите. Мейоз
-

это ….

5.

В какой фазе мейоза происходит конъюгация хромосом?

а)

интерфаза;

б)

цитоплазма;

в)

профаза;

г)

ядро.

6.

Какой из процессов предшествует митозу?

а)


удвоение хромосом;

б)


исчезновение ядер
ной оболочки
;

в)

образование веретена деления;

г)


расхождение хромосом к полюсам клетки.

7.

Зарисуйте и опишите телофазу в митозе.

8.

Допишите цифры. У человека 46 хромосом. Следовательно диплоидный набор
хромосом равен ..., а гаплоидный ... .

9.


Какие ученые во второй

половине
XIX

в. сформулировали биогенетический закон?

а)

Эльконин и Мюллер;

б)

Мюллер и Геккель
;

в)

Бер и Эльконин
;

г)

Геккель и Бер.

10.

С
ко
лько этапов существует в эмбриональном развитие?

а)

4
;

б)

3
;

в)

5
;

г)

2
.

11.

Самая большая по длительности беременность, а, следовательно, и эмбри
ональное
ра
звитие характерно для

а)


человека;

60


б)


слона;

в)


мыши;

г)


кошки.

12.Допишите. Партеногенез
-
это…

Вариант № 6
.

1.

Допишите. Почковани
е
-

это…

2.


Допишите. При бесполом размножении клетки делятся ... ,а при половом ...

3.


Процесс слияния половых клеток называют:


а)


оплодотворение;

б)


гаметогенез;

в)


овогенез;

г)

сперматогенез.

4.

Каково биологическое значение митоза?

а)


образуются клетки с гаплоидным набором хромосом в ядре;

б)


образуются клетки с диплоидным набором хромосом в ядре;

в)


дочерние клетки имеют неодинаковую наследст
венную информацию;

г)


дочерние клетки имеют одинаковую наследственную информацию.

5.

Когда происходит подготовка клеток к делению?

а)


подготовка клеток начинается в интерфазе;

б)


подготовка клеток к делению начинается в профазе;

в)


подготовка клеток к делению начина
ется в интерфазе, а заканчивается в
профазе;

г)


в период роста.

6.

Допишите. Гомологичные хромосомы

-

это …
,

у человека число этих хромосом
составляет …

7.

Зарисуйте и опишите анафазу 1 в мейозе.

8.

Чем сопровождается постэмбриональное развитие?

а)


волос
я
ным

покрытием;

б)

р
остом
;

в)

нервной системой
;

г)

мускулатурой
.

9.

Какие фазы различают в митозе?

а)


интерфаза, профаза, метафаза, анафаза, телофаза;

б)


профаза, метафаза, анафаза, телофаза
;

в)


метафаза, цитокинез;

г)


интерфаза,
профаза, метафаза, анафаза, телофаза, цитокинез.

10.

Д
лительность беременности у кошки составляет :

а)


3 месяца
;

б)


2 месяца
;

в)

1,5 месяца
;

г)

зависит от количества эмбрионов
.

11.

Из какого зародышевого листка формируется сердце человека?

а)


эктодермы;

б)


м
езодермы
;

в)


энтодермы;

г)


зиготы.

12.

.Напиши
те 3 различия между мейозом и ми
тозом.

61


П
риложени
е


Рис. 26
.
Фазы митоза

Рис.27
.

Фазы клеточного цикла

62


При
ложение

Фазы мейоза


Рис.28 Фазы мейоза

Строение
половых клеток


Рис. 29 Строение сперматозоида



63




Рис.30.
Строение яйцеклетки

Опорная схема

«Источники комбинативной изменчиво
сти»



64


Сравнительная характеристика митоза и мейоза



Рис. 31Дробление оплодотворенного яйца ланцетника и образование зародышевых
листков

65


Нарушение расхождения хромосом в мейозе частая причина рождения детей с
синдромом
Дауна


Рис. 3
2
. Н
е

расхождение хромосом в мейозе

Генетическое заболевание, результат нарушения мейоза


Рис. 3
3

Синдром Дауна

66


Пример нарушения эмбрионального периода онтогенеза на стадии бластулы, гаструлы


Фотография

1

«Сиамские» телята



Фотография 2 «Сиамские яблоки»

Рождение однояцевых близнецов у человека это тоже на
р
ушение в эмбриональном
развитии имеющее генетическую природу и
возможно
передающееся по наследству

(см.тему
1.1)


Фотогр
афия 3. Однояйцевые близнецы

67


Чередование бесполого и полового поколения
у папоротников:

стадии
-

заросток,
(гаметофит) и спорофит
-

взрослое растение


Фотограф
и
я
4.

З
аростки

это гаметофит

папоротника
с

ризоид
ами

(корневые волоски

для улавливания воды
)

,
здесь образуются половые клетки и

происходит оплодотворение
.


Фотография 5. Спорофит папоротника (взрослое растение)

68


Приложение

Клонирование: за и против

«Klon» в переводе с греческого
–

веточка, побег, черенок.

Клонирование растений известно уже около
40 тыс.лет.

Возможность клонирования эмбрионов позвоночных была доказана в начале 50
-
х годов

американскими учеными над амфибиями.

Профессор Кембриджского университета ДЖ. Гердзон проделал замечательный опыт.

Он облучил ультрафиолетом икринки шпорцевой
лягушки (это земноводное, строго
говоря, не лягушка, она близка к знаменитой жабе
–

пипе, хорошо разводится в
лабораториях, и стала излюбленным объектом эмбриологов).

Тем самым ядра икринок были инактивированны, попросту убиты.

Затем в каждую икринку мик
романипулятором ввели ядра клеток кишечного эпителия

другой лягушки. Для наглядности икринки брались у лягушки «дикой», буро
-
зеленой
окраски, а ядра
–

от бело
-
розового альбиноса. Икринки, после пересадки ядер развивались
нормал
ьно и все полученные таким о
бра
зом лягушата оказались альбиносами.

На рисунке13 отец и мать лягушки, у которой бралис
ь ядра, и буро
-
зеленый донор
ик
ринок. Внизу потомство. Уместно задать вопрос: «Чьё оно, кто их отец и мать?».


Рис.
34.

Клонирование на примере земноводных

Клониров
ание человека запрещено законом и среди многих аргументов п
ротив
клони
рования человека приведем один:

«Мы не должны снимать с людей
копии,

поскольку нам следует относит
ь
ся к каждому

69


ребенку как к индивидууму, а не как к копии другого человека» Йен
Уилмат
.


«За» клонирование человека звучат мнения о
том,

что надо воспроизвести выдающиеся

личности актеров, писателей, финансистов, ученых которые ценны как в культурном плане,
так и финансовом.

Если образец ткани заморожен должным образом, то можно клонирова
ть через
несколько лет.

В перспективе клонировать можно из зубов, костей, волос умерших известных людей.

На сегодняшний день перед клонированием стоят задачи по клонированию органов,
тканей, помощи бесплодным и возможности им иметь детей,

помощи людям ст
радающими

генетическими заболеваниями
. А также клонирование вымерающих видов растений и
животных..

И в заключение предлагаем вам пос
мо
треть статью «Самые знаменитые клоны»
http://www.tips
-
board.ru/samye
-
znamenitye
-
klony
-
41
-
foto/