Контролни задачи за семестъра по биология. Модулно обучение в часовете по биология Коя форма на размножаване осигурява по-добра адаптивност

Цели на урока:

• Образователни: разширяване на знанията на учениците за сексуално и безполово размножаване.
• Развитие: създава условия за формиране на компетентности на учениците.
• Образователни: показва значението на клонирането в човешкия живот и неговите етични аспекти.

Оборудване:презентация на урока, помощни бележки за учениците, свежи цветя (различни сортове теменужки), приложения №1 и №2.

Напредък на урока

1. Организационен момент.

Обърнете внимание на учениците, че в допълнение към традиционните източници, днес в клас ще работим със справочни бележки.

2. Създаване на проблемна ситуация (лирична музика, слайдове).

Учителят: Ние идваме на света, за да разберем красотата. Красотата е радостта от нашия живот. Радостта от живота се отвори пред човека, защото той чу шепота на листата и песента на скакалец, шума на пролетен поток и блещукането на сребърни камбанки, чучулига в горещо лятно небеи цъфнал люляков храст - чух и със затаен дъх слушах стотици и хиляди години чудната, разнообразна музика на живота.

Момчета, кажете ми какъв биологичен процес е в основата на целия живот на Земята? (репродукция)

Какви форми на размножаване на живите организми съществуват в природата? (сексуален и асексуален)

Терминът репродукция не е нов за вас. Дайте пълната му дефиниция (отговорите на децата). Запишете по-пълна дефиниция на термина „възпроизвеждане“ в бележките си (слайдът работи).

Въз основа на дефиницията на термина, както и на наличните ви познания, опитайте се да идентифицирате значението на половото размножаване в природата.

От гледна точка на науката значението на възпроизводството се състои в това, че се осъществява приемственост между поколенията, броят на индивидите в популацията се увеличава и заселването им на нова територия, размножаването осигурява съществуването на вида като цяло.

По време на еволюцията на живите организми репродуктивните механизми са се усъвършенствали.

Коя форма на възпроизводство е по-древна? (безполов)

съответно полово размножаванее нова форма.

3. Формулиране на учебен проблем.

Студентите предлагат формулировка на проблема.

Защо в хода на еволюцията една форма на възпроизводство не е изместила другата, а защо съществуват и двата механизма на възпроизвеждане? Изразете предположенията си (отговорите на децата).

Чухме няколко хипотези. За да потвърдим или отхвърлим една хипотеза, се нуждаем от научна доказателствена база.Какво мислите, че ще включва? (отговорите на децата)

прав си Ще си припомним познатите ви биологични термини и понятия, биологични процеси, ще установим причинно-следствени връзки между тях и ще ги сравним.

4. Съвместно откриване на знания.

така че Нека характеризираме сексуалното и безполовото размножаване, след което сравняваме тези форми според предложените критерии.Обърнете внимание на таблицата в бележките си.

Какви критерии според вас липсват в предложената таблица?

(отговорите на децата са въведени в таблицата, всички критерии са на слайда)

И така, имаме пълен набор от критерии за сравнение и можем да попълним таблицата (3 мин.)

Кой има въпроси? (обръщение към класа)

Въз основа на сравнение на характеристиките на асексуалното и сексуалното размножаване, направете заключение за предимствата на безполовото размножаване.

(деца отговарят: участието само на един индивид в процеса на размножаване; появата на потомство за кратък период от време)

Знаем, че едно от предимствата на безполовото размножаване е, че има много видове от тази форма на възпроизвеждане. Направете класификация на методите за безполово размножаване в справочни бележки, работейки с учебника и допълнителна информация. (2 мин.)

Коментари по класификацията на слайдовете. Видях резултатите от работата ви. Успешно го завършихте (слайд). Бих искал обаче да обърна внимание на факта, че такива методи на асексуално размножаване като фрагментация и пъпкуване могат да бъдат разграничени в други биологични източници като подвидове на вегетативно размножаване.

По какъв начин (безполово размножаване) се размножават живите организми, представени на слайда?

(покажете слайдове с примери: коралови полипи - пъпкуване; гъби - спорулация; растения - вегетативни)

Момчета, формулирайте заключение за значението на безполовото размножаване в природата (позволява ви бързо да увеличите броя на индивидите определен типза кратък период от време при благоприятни условия).

Сега, използвайки същите критерии, направете заключение за предимството на сексуалното размножаване (то може да се случи при променящи се условия на околната среда, възникват нови комбинации от характеристики).

Какво е значението на половото размножаване в живота на организмите? Отговорете на този въпрос, като коментирате слайда (на слайда има два вида организми, които са свързани – полярната и кафявата мечка).

(Значението на сексуалното размножаване е, че настъпва промяна в генетичния материал и това позволява на организмите да се адаптират към различни условиясреда)

И така, ние събрахме достатъчно доказателствена база, за да потвърдим или опровергаем вашите хипотези, изразени в началото на урока за решаване на проблема: защо и двата метода на възпроизвеждане са запазени в процеса на еволюция (маркирани на слайда). И така, към вас.

И така, до какво заключение стигнахте: безполовото и половото размножаване осигуряват разнообразието на живите организми (децата записват извода в бележките си).

Момчета, сега формулирайте темата на нашия урок. Записваме го в помощните бележки.

Учителят: Да, светът е безграничен, красив, разнообразен. Човек стана човек, защото видя дълбочината на лазурното небе, блещукането на звездите, розовия разлив на вечерната зора, прозрачната мъгла на степните простори, ято кранове в небето, отражението на слънцето в безброй капки утринна роса, синята камбанка на кокиче:

Мислите ли, че хората могат да създадат нови живи организми?

Обосновете своя отговор (избор).

Абсолютно правилно: едно от постиженията на селекцията е създаването на нови сортове растения, породи животни и щамове микроорганизми. Дайте примери за резултатите от селекцията, с които се сблъсквате ежедневно? (избор на слайд: кефир, кифла, лекарство, крава, декоративно куче, роза).

Пример на слайда: теменужки.

Резултатът от селекцията е създаването на нови сортове стайни растения, страхотни са. Аз самият много обичам растенията, така че у дома и на работа съм заобиколен от цветя. Какъв метод на размножаване трябва да се използва, за да се запазят сортовите качества на този сорт теменужки?

(безполов: лист или част от храст)

За ролята цъфтящи растенияв дизайна на помещенията (между другото, дизайнерите препоръчват поставянето на цветя в зони за отдих, например в хола).

Човешката творческа дейност при селекцията се основава на научно познаниеи изследвания. Науката не стои на едно място, тя върви напред, за да намери решения на много проблеми, включително нелечими болести. Човекът е създал нов начин за производство на живи организми, който се базира на безполово размножаване. Знаете ли как се нарича този метод на размножаване? (клониране)

Използвайки информация за клонирането, обяснете същността на този метод на възпроизвеждане? (време за работа с допълнителна информация 2 минути)

Вие лично как се отнасяте към клонирането на хора?

Бихте ли искали да имате свой клонинг?

Ако се интересувате от моята гледна точка по този проблем, тогава, както и в тази публика, тя е двусмислена. От една страна, човекът, като създател на нови живи организми, не трябва да влиза в конфликт с друг Създател. Следователно религиозните норми отричат ​​клонирането. От друга страна, научно-техническият прогрес не може да бъде спрян. Следователно хората трябва да обсъждат и приемат нови норми, които отчитат новите реалности.

5. Обобщение на урока.

Учителят: Нека ви напомня откъде започнахме нашия урок. Радостта от живота се разкри пред човека, защото чу шепота на листата и песента на скакалец, играта на сребърни камбанки, чучулига в горещото лятно небе и цъфнал люляков храст - чу и, затаил дъх, слуша от стотици и хиляди години прекрасната, разнообразна музика на живота. Нека тези думи, които бяха изречени в началото на нашия урок, както и самият урок, ви помогнат да завършите творческата задача да напишете синквин. Правилата за писане на syncwine са в справочните бележки. Ключовата дума на syncwine е възпроизвеждане.

И така, виждам, синхронизаторите са готови. Моля, прочетете ги.

Благодаря ви за толкова прекрасни творби!

И в заключение, позволете ми да ви дам синквин, посветен на нашия урок:

Възпроизвеждане.

Той съдържа източника на безсмъртие и светлина.
Радвам се, обичам, живея!
Бъдете весели, живи!
Вселената е безкрайна.

Още веднъж много ви благодаря за работата.

Учебникът отговаря на основното ниво на федералния компонент държавен стандарт общо образованиепо биология и препоръчан от Министерството на образованието и науката на Руската федерация.

Учебникът е предназначен за ученици от 10-11 клас и допълва линията на Н.И. Въпреки това, особеностите на представянето на материала позволяват използването му в последния етап от изучаването на биологията след учебници от всички съществуващи линии.

Какво е значението на микробната селекция за индустрията и селското стопанство?

Биотехнологияе използването на организми, биологични системи или биологични процеси в промишлено производство. Терминът "биотехнология" е широко разпространен от средата на 70-те години. XX век, въпреки че от незапомнени времена човечеството използва микроорганизми в пекарството и винопроизводството, в производството на бира и в производството на сирене. Всяко производство, което се основава на биологичен процес, може да се счита за биотехнология. Генното, хромозомното и клетъчното инженерство, клонирането на селскостопански растения и животни са различни аспекти на биотехнологиите.

Биотехнологиите не само правят възможно получаването на важни за хората продукти като антибиотици и растежен хормон, етаноли кефир, но и за създаване на организми с предварително определени свойства много по-бързо, отколкото при използване на традиционните методи за развъждане. Има биотехнологични процеси на пречистване отпадъчни води, обработка на отпадъци, отстраняване на нефтени разливи във водни обекти, производство на гориво. Тези технологии се основават на характеристиките на жизнената активност на определени микроорганизми.

Нововъзникващите съвременни биотехнологии променят нашето общество, отварят нови възможности, но в същото време създават определени социални и етични проблеми.

Генно инженерство.Удобни обекти на биотехнологиите са микроорганизмите, които имат сравнително просто организиран геном, кратък жизнен цикъли има голямо разнообразие от физиологични и биохимични свойства.

Една от причините захарен диабете липса на инсулин, хормон на панкреаса, в тялото. Инжекциите на инсулин, изолиран от панкреаса на прасета и говеда, спасяват милиони животи, но водят до алергични реакции при някои пациенти. Оптималното решение би било използването на човешки инсулин. С помощта на методи на генното инженерство генът на човешкия инсулин е вмъкнат в ДНК на Escherichia coli. Бактерията започва активно да синтезира инсулин. През 1982 г. човешкият инсулин става първото фармацевтично лекарство, произведено чрез методите на генното инженерство.

Хормонът на растежа в момента се получава по подобен начин. Човешки ген, вграден в генома на бактерии, осигурява синтеза на хормон, чиито инжекции се използват при лечението на нанизъм и възстановяват растежа на болни деца до почти нормални нива.

Точно както при бактериите, с помощта на методите на генното инженерство е възможно да се промени наследственият материал на еукариотните организми. Такива генетично пренаредени организми се наричат трансгененили генетично модифицирани организми (ГМО).

В природата има бактерия, която произвежда токсин, който убива много вредни насекоми. Генът, отговорен за синтеза на този токсин, е изолиран от бактериалния геном и вмъкнат в генома на култивирани растения. Към днешна дата вече са създадени устойчиви на вредители сортове царевица, ориз, картофи и други селскостопански растения. Отглеждането на такива трансгенни растения, които не изискват използването на пестициди, има огромни предимства, тъй като, първо, пестицидите убиват не само вредни, но и полезни насекоми, и второ, много пестициди се натрупват в околната среда и имат мутагенен ефект върху живите организми (фиг. 92).

ориз. 92. Страни, отглеждащи трансгенни растения. Почти цялата площ, засята с трансгенни култури, е заета от генетично модифицирани сортове от четири растения: соя (62%), царевица (24%), памук (9%) и рапица (4%). Вече са създадени сортове трансгенни картофи, домати, ориз, тютюн, цвекло и други култури

Един от първите успешни експерименти за създаване на генетично модифицирани животни е извършен върху мишки, в чийто геном е вмъкнат генът на растежния хормон на плъх. В резултат на това трансгенните мишки растат много по-бързо и в крайна сметка стават два пъти по-големи от нормалните мишки. Ако този опит имаше изключително теоретично значение, тогава експериментите в Канада вече имаха очевидно практическо приложение. Канадски учени въведоха ген от друга риба в генетичния материал на сьомгата, който активира гена на растежния хормон. Това кара сьомгата да расте 10 пъти по-бързо и да наддава на тегло няколко пъти повече от нормалното.

Клониране.Създаването на множество генетични копия на един индивид чрез асексуално размножаване се нарича клониране.В редица организми този процес може да се случи естествено, запомнете вегетативното размножаване при растенията и фрагментацията при някои животни (§). Ако вие морски звездиПарче от лъча случайно се отчупва и от него се образува нов, пълноценен организъм (фиг. 93). При гръбначните животни този процес не протича естествено.

Първият успешен експеримент за клониране на животни е извършен от изследователя Гърдън в края на 60-те години. ХХ век в Оксфордския университет. Ученият трансплантира ядро, взето от епителна клетка на червата на жаба албинос, в неоплодено яйце на обикновена жаба, чието ядро ​​преди това е било унищожено. От такова яйце ученият успя да отгледа попова лъжица, която след това се превърна в жаба, която беше точно копие на жабата албинос. Така за първи път беше показано, че информацията, съдържаща се в ядрото на всяка клетка, е достатъчна за развитието на пълноценен организъм.

Последвалите изследвания, проведени в Шотландия през 1996 г., доведоха до успешното клониране на овцата Доли от епителната клетка на млечната жлеза на майката (фиг. 94).

Клонирането изглежда обещаващ метод в животновъдството. Например при отглеждане на говеда се използва следната техника. включено ранен стадийразвитие, когато клетките на ембриона все още не са специализирани, ембрионът се разделя на няколко части. Всеки фрагмент, поставен в приемна (сурогатна) майка, може да се развие в пълноценно теле. По този начин е възможно да се създадат много идентични копия на едно животно с ценни качества.

ориз. 93. Регенериране на морска звезда от един лъч

ориз. 94. Клониране на овцата Доли

За специфични цели отделни клетки могат също да бъдат клонирани, създавайки тъканни култури, които могат да растат неограничено в подходяща среда. Клонираните клетки служат като заместител на лабораторните животни, тъй като могат да се използват за изследване на ефектите на различни химикали, като лекарства.

Използва се при клониране на растения уникална функция растителни клетки. В началото на 60-те години. ХХ век за първи път беше показано, че растителните клетки, дори след достигане на зрялост и специализация, подходящи условияспособни да дадат началото на цяло растение (фиг. 95). Ето защо съвременни методиКлетъчното инженерство позволява селекцията на растенията да се извършва на клетъчно ниво, т.е. да се избират не възрастни растения, които имат определени свойства, а клетки, от които след това се отглеждат пълноценни растения.

ориз. 95. Етапи на клониране на растения (на примера на моркови)

Етични аспекти на развитието на биотехнологиите.Използването на съвременните биотехнологии поставя много сериозни въпроси пред човечеството. Може ли ген, вграден в трансгенни доматени растения, когато плодът се яде, да мигрира и да бъде интегриран в генома например на бактерии, живеещи в човешките черва? Не може да бъде трансгенен култивирано растение, устойчив на хербициди, болести, суша и други стресови фактори, при кръстосано опрашване със сродни диви растенияпрехвърлят същите тези свойства на плевели? Това няма ли да доведе до „супер плевели“, които много бързо ще колонизират земеделските земи? Дали гигантска пържена сьомга случайно ще се окаже в открито море и ще наруши ли това баланса в естествената популация? Може ли тялото на трансгенните животни да издържи натоварването, което възниква във връзка с функционирането на чужди гени? И има ли право човек да преработва живи организми за свое добро?

Тези и много други въпроси, свързани със създаването на генетично модифицирани организми, са широко дискутирани от експерти и общественост по света. Специални регулаторни органи и комисии, създадени във всички страни, твърдят, че въпреки съществуващите опасения, вредни ефектиНе са регистрирани ГМО от природата.

През 1996 г. Съветът на Европа прие Конвенцията за правата на човека при използването на геномни технологии в медицината. Документът се фокусира върху етиката при използването на такива технологии. Твърди се, че никой индивид не може да бъде дискриминиран въз основа на информация за характеристиките на неговия геном.

Въвеждането на чужд генетичен материал в човешки клетки може да има отрицателни последици. Неконтролираното интегриране на чужда ДНК в определени части на генома може да доведе до нарушаване на генната функция. Рискът от използване на генна терапия при работа със зародишни клетки е много по-висок, отколкото при използване на соматични клетки. Когато генетичните конструкции се въвеждат в зародишните клетки, може да възникне нежелана промяна в генома на бъдещите поколения. Затова международните документи на ЮНЕСКО, Съвета на Европа и Световната здравна организация (СЗО) подчертават, че всяка промяна в човешкия геном може да бъде извършена само върху соматичните клетки.

Но може би най-сериозните въпроси възникват във връзка с теоретично възможното клониране на хора. Изследванията в областта на клонирането на хора днес са забранени във всички страни, предимно по етични причини. Формирането на човек като индивид се основава не само на наследствеността. То се определя от семейната, социалната и културната среда, следователно при всяко клониране е невъзможно да се пресъздаде личност, точно както е невъзможно да се възпроизведат всички онези условия на възпитание и обучение, които са оформили личността на нейния прототип (донор на ядрото ). Всички основни религиозни деноминации по света осъждат всяка намеса в процеса на човешката репродукция, настоявайки, че зачеването и раждането трябва да се случват по естествен път.

Експериментите с клониране на животни повдигнаха редица сериозни въпроси пред научната общност, чието решение ще определи по-нататъшно развитиетази област на науката. Овцата Доли не беше единственият клонинг, получен от шотландски учени. Имаше няколко десетки клонинги и само Доли остана жива. IN последните годиниПодобренията в технологията за клониране позволиха да се увеличи процентът на оцелелите клонинги, но смъртността при тях все още е много висока. Има обаче още по-сериозен проблем с научна точкавизия. Въпреки победното раждане на Доли, истинският й живот остава неясен. биологична възраст, свързани здравословни проблеми и относително ранна смърт. Според учените използването на клетъчно ядро ​​от овца донор на средна възраст, шест години, е повлияло на съдбата и здравето на Доли.

Необходимо е значително да се увеличи жизнеспособността на клонираните организми, за да се установи дали използването на специфични техники влияе върху продължителността на живота, здравето и плодовитостта на животните. Много е важно да се сведе до минимум рискът от дефектно развитие на реконструираната яйцеклетка.

Активното въвеждане на биотехнологиите в медицината и човешката генетика доведе до появата на специална наука - биоетика. Биоетика– наука за етичното отношение към всички живи същества, включително хората.Етичните стандарти вече излизат на преден план. Тези морални заповеди, които човечеството използва от векове, за съжаление не предоставят нови възможности, въведени в живота съвременна наука. Затова хората трябва да обсъждат и приемат нови закони, които да отчитат новите реалности на живота.

Прегледайте въпроси и задачи

1. Какво е биотехнология?

2. Какви проблеми решава генното инженерство? Какви са предизвикателствата, свързани с изследванията в тази област?

3. Защо смятате, че селекцията на микроорганизми в момента става от първостепенно значение?

4. Дайте примери за промишлено производство и използване на отпадъчни продукти от микроорганизми.

5. Какви организми се наричат ​​трансгенни?

6. Какво е предимството на клонирането спрямо традиционни методиселекция?

Въпроси за обсъждане

Глава "Организъм"

„Организмът е едно цяло. Разнообразие от организми"

1. Защо мислите, че науката все още не знае? точно количествовидове организми, живеещи на нашата планета?

2. В клетките на кои организми съществуват органели? специално предназначение? Какви функции изпълняват?

3. Помислете дали многоклетъчните организми може да нямат тъкани и органи.

"Метаболизъм и преобразуване на енергия"

1. Как са свързани фотосинтезата и проблемът за осигуряване на храна за населението на света?

2. Обяснете защо яденето на твърде много храна води до затлъстяване.

3. Защо не може да съществува обмен на енергия без обмен на пластмаса?

5. Дайте примери за използването на метаболитните характеристики на живите организми в медицината, селско стопанствои други индустрии.

"Възпроизвеждане"

1. Какво според вас е предимството на двойното торене? покритосеменни растенияв сравнение с оплождането при голосеменните?

2. Защо кога вегетативно размножаванеНяма ли разделяне на характерите в потомството на хибридите?

3. Помислете за разликата между естественото вегетативно размножаване и изкуственото размножаване.

4. Организмът се е развил от неоплодено яйце. Дали неговите наследствени характеристики са точно копие на характеристиките на майчиния организъм?

5. Коя форма на възпроизвеждане според вас осигурява по-добра адаптивност към промяна? среда?

"Индивидуално развитие (онтогенеза)"

1. Защо в началото на развитието от еднакви зародишни клетки се образуват различни тъкани и органи с различни свойства?

2. Какво е значението на развитието с трансформация в адаптацията към условията на живот?

3. Какво е значението на удължаването на предрепродуктивния период в човешката еволюция?

4. За какви организми се отнасят понятията „ клетъчен цикъл“ и „онтогенезата” съвпадат?

"Наследственост и изменчивост"

1. Какво е предимството на диплоидността пред хаплоидното състояние?

2. Съставете и решете задачи за монохибридно и дихибридно кръстосване.

3. Митохондриите съдържат ДНК, чиито гени кодират синтеза на много протеини, необходими за изграждането и функционирането на тези органели. Помислете как тези извънядрени гени ще бъдат наследени.

4. Обяснете от гледна точка на генетиката защо има много повече далтонисти сред мъжете, отколкото сред жените.

5. Смятате ли, че факторите могат външна средада повлияят на развитието на организъм, носещ смъртоносна мутация?

6. Какъв експеримент бихте предложили да поставите, за да докажете генетичната детерминация на поведенческите реакции?

7. Каква според вас е опасността от кръвно-родствените бракове?

8. Помислете какво е особеното при изучаването на наследяването на черти при хората.

9. Защо стопанска дейностчовек увеличава мутагенното влияние на околната среда?

10. Може ли да се появи комбинирана изменчивост при липса на полов процес?

„Основи на селекцията. Биотехнология"

1. Какви са приликите и разликите между методите на отглеждане на растения и животни?

2. Защо всеки регион се нуждае от свои собствени сортове растения и животни?

3. От голямото разнообразие от животински видове, живеещи на Земята, хората са избрали относително малко видове за опитомяване. Какво мислите, че обяснява това?

4. Хетерозисът обикновено не продължава в следващите поколения и изчезва. защо се случва това

5. Смятате ли, че може да се използва масова селекция при отглеждане на животни? Докажете мнението си.

6. Какво е значението за растениевъдството на познаването на центровете на произход на културните растения?

7. Какви са перспективите за развитие? национална икономикадава възможност за използване на трансгенни животни?

8. Може ли съвременното човечество без биотехнологиите?

<<< Назад

Напред >>>

Възпроизвеждането е едно от основните свойства на живите организми. Така е необходимо условиесъществуването и еволюцията на видовете.

1) Формулирайте дефиниция на понятието „възпроизвеждане“. Какво е значението на този процес?

отговор:Възпроизвеждането е възпроизвеждане на себеподобни, осигуряващо продължаващото съществуване на вида. В резултат на размножаването се увеличава броят на индивидите от определен вид, постига се приемственост и приемственост в предаването на наследствената информация.

2) Попълнете таблицата "Основни видове възпроизвеждане."

отговор:

Знаци	Видове размножаване
	безполов	сексуален
Брой родители	1	2
Характеристики на клетките, от които се развива нов организъм	Те се развиват по-бързо, увеличават броя си и се установяват на територията	Уникален набор от имоти, по-адаптирани за живот
Степента на сходство на новите организми с родителя (или родителя)	Наследствени свойства	Наследствени свойства
Примери за организми, които се характеризират с този тип размножаване	Едноклетъчни организми, гъбички, бактерии	Растения, животни, хора
Практическо и научно значение	Възпроизвеждане на еднородно потомство	Непрекъсната смяна на поколенията

3) Попълнете празните места в изреченията.

• отговор:Първата клетка, която поражда нова тялопо време на половото размножаване се нарича гамета. Образува се в резултат на оплождане. Същността на оплождането е, че се получава сливане женски и мъжки репродуктивни клетки - образува се зигота.

4) Използвайки текста от учебника за гаметите на различни организми, сравнете спермата и сперматозоидите. Открийте приликите и разликите и формулирайте заключение.

отговор:Сперматозоидите се развиват във всички покритосеменни и голосеменни растения, а сперматозоидите се развиват във водорасли, мъхове, папрати, мъхове, хвощове, в повечето животни и в човека.

5) Попълнете таблицата „Характеристики на женските и мъжки гаметипри бозайници."

отговор:

6) Попълнете таблицата "Методи на безполово размножаване."

отговор:

Методи за безполово размножаване	Особености	Примери за организми
Разделяне и окулиране	Израстъците са пъпки, от които се развиват нови индивиди	Едноклетъчни и многоклетъчни организми
Спорообразуване	Поникване и образуване на нови организми	Растения, гъби
Вегетативно размножаване	Възпроизвеждане чрез телесни фрагменти	Растения, някои животни

7) Обяснете защо при повечето едноклетъчни и многоклетъчни организми безполовото размножаване може да се редува със сексуално. Илюстрирайте отговора си с примери.

• отговор:Безполовото размножаване възниква, когато организмът е в благоприятни условия. Например при някои морски кишечнополови половото поколение е представено от едноклетъчни свободно плуващи медузи, а безполовото поколение е представено от приседнали полипи.

Мислете!

1. Защо няма разделяне на характеристиките в потомството на хибридите по време на вегетативното размножаване?

3. Каква форма на възпроизвеждане според вас осигурява по-добра адаптивност към промените в околната среда?

За извършване на половото размножаване са необходими специализирани клетки - гамети,съдържащи единичен (хаплоиден) набор от хромозоми. Когато се слеят (оплождане), се образува диплоиден набор, в който всяка хромозома има двойка - хомоложна хромозома. Във всеки чифт хомоложни хромозомиедната хромозома идва от бащата, а другата от майката.

Процесът на образуване на зародишни клетки - гаметогенеза- възниква в специални органи - половите жлези. При повечето животни мъжките гамети (сперматозоиди) се образуват в тестисите, женските гамети (яйца) в яйчниците. Развитието на яйцата се нарича оогенезаи сперматозоидите - сперматогенеза.

■ Структурата на зародишните клетки. Яйцеклетките са относително големи, неподвижни, заоблени клетки. В някои риби, влечуги и птици те се съдържат голям запас хранителни веществапод формата на жълтък и имат размери от 10 mm до 15 cm. Яйцата на бозайниците, включително хората, са много по-малки (0,1-0,3 mm) и практически не съдържат жълтък.

сперма- малки подвижни клетки, при човека тяхната дължина е само около 60 микрона. В различните организми те се различават по форма и размер, но като правило всички сперматозоиди имат глава, шия и опашка, които осигуряват тяхната подвижност. Главата на спермата съдържа ядро, съдържащо хромозоми. Митохондриите са концентрирани в шийката, които осигуряват енергия на движещите се сперматозоиди.

Сперматозоидите са описани за първи път от холандския натуралист А. Льовенхук през 1677 г. Той въвежда и този термин - сперма (от гръцки, sperma - семе и zoon - живо същество), т.е. живо семе. Яйцето на бозайника е открито през 1827 г. от руския учен К. М. Баер.

■ Образуване на зародишни клетки. Развитието на зародишните клетки се разделя на няколко етапа: размножаване, растеж, съзряване, а в процеса на сперматогенезата се разграничава и етапът на формиране.

Етап на размножаване. На този етап клетките, които образуват стените на половите жлези, активно се делят чрез митоза, образувайки незрели зародишни клетки. Този етап при мъжете започва с началото на пубертета и продължава почти през целия живот. При жените образуването на първични зародишни клетки завършва в ембрионалния период, т.е. общият брой яйцеклетки, които жената ще узрее през репродуктивния период, се определя още в ранен стадий на развитие женско тяло. На етапа на възпроизвеждане първичните зародишни клетки, както всички други клетки на тялото, са диплоидни.

Етап на растеж.На етапа на растеж, който е много по-добре изразен в оогенезата, има увеличаване на цитоплазмата на клетките, натрупване на необходимите вещества и редупликация на ДНК (удвояване на хромозомите).

Етап на съзряване. Третият етап е мейозата. Мейоза - Това е специален метод на клетъчно делене, водещ до намаляване на броя на хромозомите наполовина и до преминаване на клетката от диплоидно състояние към хаплоидно състояние.

Бъдещите гамети на етапа на зреене се разделят два пъти. Клетките, които започват мейоза, съдържат диплоиден набор от вече удвоени хромозоми. По време на процеса на две мейотични деления от една диплоидна клетка се образуват четири хаплоидни клетки.

Мейозата се състои от две последователни деления, предшествани от едно дублиране на ДНК, извършено по време на етапа на растеж. Във всяко разделение на мейозата има четири фази, които също са характерни за митозата (профаза, метафаза, анафаза, телофаза), но се различават по някои признаци.

Профазата на първото мейотично делене (профаза I) е много по-дълга от профазата на митозата. По това време удвоените хромозоми, всяка от които вече се състои от две сестрински хроматиди, спирални и придобиват компактни размери. Тогава хомоложните хромозоми са разположени успоредно една на друга, образувайки така наречените бивалентни или тетради, състоящи се от две хромозоми (четири хроматиди). Между хомоложните хромозоми може да възникне обмен на съответните хомоложни региони, което ще доведе до рекомбинация на наследствената информация и образуването на нови комбинации от бащини и майчини гени в хромозомите на бъдещите гамети. До края на профаза I ядрената обвивка се разрушава.

В метафаза I хомоложните хромозоми са разположени по двойки под формата на бивалентни или тетради, разположени в екваториалната равнина на клетката, а към техните центромери са прикрепени нишки на вретено.

В анафаза I хомоложни хромозоми от двувалентната (тетрада) се отклоняват към полюсите. Следователно само една от всяка двойка хомоложни хромозоми се озовава във всяка от двете получени клетки - броят на хромозомите се намалява наполовина и наборът от хромозоми става хаплоиден. Въпреки това, всяка хромозома все още се състои от две сестрински хроматиди.

В телофазаОбразуват се I клетки, които имат хаплоиден набор от хромозоми и удвояват количеството ДНК.

След кратък период от време клетките започват второто мейотично делене, което протича като типична митоза, но се различава по това, че участващите клетки са хаплоидни.

В профаза II ядрената мембрана е разрушена. В метафазата хромозомите се подреждат в екваториалната равнина на клетката, нишките на вретеното се свързват с центромерите на хромозомите. В анафаза II центромери, свързващи сестрински хроматиди, се делят, хроматидите стават независими дъщерни хромозоми и се разпръскват към различни полюси на клетката. Телофаза IIзавършва второто делене на мейозата.

В резултат на мейозата от една оригинална диплоидна клетка, съдържаща удвоени ДНК молекули, се образуват четири хаплоидни клетки, всяка хромозома от които се състои от една ДНК молекула.

По време на сперматогенезата на етапа на узряване в резултат на мейозата се образуват четири идентични клетки - предшествениците на сперматозоидите, които на етапа на формиране придобиват характерен външен видсперматозоидите узряват и стават подвижни.

Образуването на сперма при мъжете започва в пубертета. Продължителността на четирите фази на сперматогенезата е около 80 дни. През целия живот тялото на мъжа произвежда огромен брой сперматозоиди - до 10 10 .

Мейотичните деления в оогенезата се характеризират с редица особености. Профаза I завършва в ембрионалния период, т.е. по времето, когато едно момиче се роди, тялото му вече има пълен набор от бъдещи яйца. Останалите събития на мейозата продължават само след като жената достигне пубертета. Всеки месец в един от яйчниците на жената продължава да се развива една от клетките, които са спрели да се делят.

В резултат на първото деление на мейозата се образува голяма клетка - предшественик на яйцеклетката и малко, т. нар. полярно телце, които влизат във второто деление на мейозата. На етапа на метафаза II предшественикът на яйцеклетката овулира, т.е. напуска яйчника в коремната кухина, откъдето навлиза в яйцепровода. Ако настъпи оплождане, второто мейотично делене завършва - образуват се зряла яйцеклетка и второ полярно телце. Ако не се случи сливане със спермата, клетката, която не е завършила деленето, умира и се изхвърля от тялото.

Полярните тела служат за премахване на излишния генетичен материал и преразпределение на хранителните вещества в полза на яйцето. Известно време след разделянето те умират.

Въпреки факта, че в женския ембрион се снасят много яйца, само няколко от тях узряват. По време на репродуктивния период, тоест когато жената е способна да ражда деца, най-накрая се образуват около 400 яйца.

■ Значението на гаметогенезата. По време на гаметогенезата се образуват зародишни клетки, съдържащи хаплоиден набор от хромозоми, което позволява да се възстанови броят на хромозомите, характерни за вида, по време на оплождането. При липса на мейоза, сливането на гамети би довело до удвояване на броя на хромозомите във всяко следващо поколение в резултат на сексуално размножаване. Това не се случва поради наличието на специален процес - мейоза, по време на който диплоидният брой хромозоми (2l) се намалява до хаплоидния брой (1l), т.е. биологична роляМейозата се състои в поддържане на постоянен брой хромозоми в течение на поколенията на даден вид.