Reproducción sexual formas regulares e irregulares. Reproducción sexual. Formas regulares e irregulares. Reproducción a nivel de organismo
La reproducción sexual normal se caracteriza por dos procesos: la formación de gametos masculinos y femeninos y la formación, como resultado de su fusión, de un embrión capaz de desarrollarse. Sin embargo, en la naturaleza existen tales tipos de reproducción sexual, donde uno de estos procesos está ausente. Este es tipos irregulares de reproducción sexual: partenogénesis, ginogénesis, androgénesis.
Partenogénesis : reproducción sexual, en la que el embrión se desarrolla a partir de un óvulo no fecundado. Hay dos formas de partenogénesis: somático (diploide) y generativo (haploide).
Partenogénesis somática: el óvulo conserva un conjunto diploide de cromosomas, ya que la división de reducción no ocurre en él durante la meiosis, o después de que dos células haploides se fusionen. Ocurre en algunos vertebrados (lagarto caucásico).
Partenogénesis generativa: la meiosis procede normalmente, el embrión se desarrolla a partir de un óvulo no fertilizado (huevo haploide) Así es como se reproducen algunos tipos de artrópodos (los machos se desarrollan en abejas - zánganos, en áfidos - la generación primaveral de hembras del mismo sexo; en pavos - machos) .
Las plantas suelen ser diploides en la partenogénesis. apomixis, cuya variación es apogamia(helechos, plantas con flores). En este último caso, el embrión se desarrolla a partir de una célula esporofítica diploide vegetativa. La reproducción apógama se combina o alterna con la reproducción sexual normal (gavilán, diente de león, cinquefoil, etc.).
ginogénesis: una variante del desarrollo del embrión sólo a partir del óvulo. A diferencia de la partenogénesis, donde la participación de la célula germinal masculina está completamente excluida, durante la ginogénesis, el esperma ingresa al óvulo, pero los núcleos no se fusionan, el esperma solo activa el óvulo (ascárides, algunos peces, anfibios, algunas plantas superiores - ranúnculo dorado, pradera bluegrass) . Tal fecundación se llama falsa o pseudogamia. En la ginogénesis, como en la partenogénesis, las crías reciben información hereditaria únicamente de la madre y son idénticas a ella en cuanto a sexo y características. La ginogénesis se puede causar artificialmente al actuar sobre un óvulo fertilizado con radiación ionizante, productos químicos y alta temperatura.
Androgénesis – el desarrollo de un óvulo fertilizado, en el que su propio núcleo muere antes de la fertilización. El embrión se desarrolla a expensas de la información del núcleo paterno y del citoplasma materno. Sin embargo, solo puede ser completa cuando varios espermatozoides ingresan al óvulo al mismo tiempo y si los núcleos de dos espermatozoides haploides se fusionan. Esto crea condiciones para la restauración de un conjunto diploide de cromosomas en la célula. La descendencia durante esta reproducción hereda las características del organismo paterno. Es raro en algunas plantas (tabaco, maíz) y animales (gusano de seda). Fue inducido artificialmente por primera vez en los años 40 del siglo XX por B. L. Astaurov mediante la exposición a la radiación de rayos X en el óvulo del gusano de seda.
4. Células sexuales.
Huevo- Célula generativa (sexual) femenina. Célula relativamente grande (de 60 micras a varios cm), inmóvil, generalmente redonda; cubierto con una membrana, tiene una gran cantidad de citoplasma y un núcleo. La composición y estructura del citoplasma del huevo son específicas de la especie. Además de los orgánulos típicos, el citoplasma contiene inclusiones de nutrientes de reserva en forma de yema. Muchas copias de genes ribosómicos y ARNm se forman en los núcleos de las células, que proporcionan la síntesis de proteínas vitales del futuro embrión. Los huevos de diferentes organismos difieren en la cantidad y la naturaleza de la distribución de la yema en ellos. Hay varios tipos de huevos. (arroz…).
Isolecítico (a)- huevos relativamente pequeños con una pequeña cantidad de yema distribuida uniformemente. El núcleo se encuentra más cerca del centro (gusanos, bivalvos y gasterópodos, equinodermos, lancetas).
Moderadamente telolecítico(b) - tener un diámetro de aproximadamente 1,5 - 2 mm, contener una cantidad media de yema, la mayor parte de la cual se concentra en polo vegetativo. Por el contrario ( animal), donde hay poca yema, se ubica el núcleo del huevo (anfibios, esturiones).
Fuertemente telolecítico- los huevos son grandes (10-15 mm o más), contienen mucha yema, que ocupa casi todo el volumen del citoplasma del huevo. En el polo animal hay un disco germinal con un citoplasma activo desprovisto de yema (algunos peces, reptiles, aves, mamíferos que ponen huevos).
Alecital- tienen dimensiones microscópicamente pequeñas (0,1-0,3 mm), prácticamente desprovistas de yema (mamíferos placentarios, incluidos los humanos).
1 - citoplasma; 2 - núcleo; 3 - caparazón brillante; 4 - células foliculares.
Las membranas de un huevo maduro se dividen en primarias, secundarias y terciarias.
capa primaria(yema) está impregnada de hebras de células foliculares, que a bajo aumento crea una imagen de estrías radiales, por lo que esta membrana se llama corona radiante(irradiación de corona); en los mamíferos, parece un borde brillante y se llama caparazón brillante(zona pelúcida).
capa secundaria se forma debido a los productos de la excreción de las células foliculares, en la etapa en que el óvulo está en el ovario. esta concha corion, No todos los huevos tienen. Su característica es micropilo - la abertura a través de la cual los espermatozoides pueden entrar en el óvulo.
Conchas terciarias se forman en una serie de animales (anfibios, reptiles, aves) debido a sustancias secretadas por las glándulas del oviducto. En las aves, están representados por proteínas, dos capas de la membrana del caparazón y el caparazón.
Esperma
- Célula generativa (sexual) masculina. Por lo general, los espermatozoides son muy pequeños (en humanos, 50-70 micrones, en cocodrilos, 20 micrones); para mi diferentes tipos varía, pero la mayoría tiene cabeza, cuello y cola. La cabeza contiene un núcleo con un conjunto haploide de cromosomas (1n1xp1c) y es muy una pequena cantidad de citoplasma. En el extremo anterior de la cabeza se encuentra acrosoma- un complejo de Golgi modificado, que contiene enzimas (hialuronidasa, etc.) que disuelven las cáscaras del óvulo durante la fecundación. El cuello contiene numerosas mitocondrias, que forman una hélice mitocondrial, y centríolos. Una cola crece desde el cuello, formada por microtúbulos y proporciona motilidad a los espermatozoides. Una variedad de espermatozoides - células desprovistas de cola , esperma.
Gametogénesis.
Gametogénesis - el proceso de formación de las células germinales, los gametos, suele tener lugar en las glándulas sexuales ( góndolas). En organismos superiores, los gametos femeninos se forman en los ovarios y los masculinos en los testículos. Los óvulos maduros se formaron como resultado de la ovogénesis y, como resultado de la espermatogénesis, los espermatozoides maduros tienen un conjunto haploide de cromosomas (1n1хр1с).
En el desarrollo de las células germinales se distinguen una serie de etapas (o fases).
fase de cría: característica de la ovo y la espermatogénesis. células sexuales primarias espermatogonias y oogonia multiplicarse en las paredes de los testículos o testículos por múltiples divisiones mitóticas (2n1хр2с). En las mujeres, la reproducción de las ovogonias comienza en la embriogénesis y finaliza hacia el tercer año de vida. En los machos, la fase reproductiva comienza con el inicio de la pubertad y continúa durante toda la vida.
fase de crecimiento: crecen los ovogonios y los espermatogonios (aumenta el volumen del citoplasma, la acumulación de sustancias necesarias para la replicación del ADN, la duplicación de los cromosomas y una mayor división); al completar la fase de crecimiento, se convierten en ovocitos de primer orden y espermatocitos de primer orden, respectivamente (2n2хр4с).
La fase de crecimiento es más pronunciada durante la ovogénesis, ya que el ovocito 1 acumula cantidades significativas de nutrientes. El crecimiento de un ovocito de primer orden se divide en dos periodos: pequeño y gran estatura:
Crecimiento pequeño: durante este período, los procesos sintéticos, la amplificación de genes se expresan intensamente. Los ARNm sintetizados son utilizados principalmente por el organismo en desarrollo después de la fertilización y solo una pequeña proporción en la ovogénesis;
Gran crecimiento: no se producen cambios en el núcleo, el volumen de plasma aumenta debido a la deposición de la yema ( yema de huevo - la totalidad de los nutrientes de la célula - proteínas, carbohidratos y grasas). El crecimiento del ovocito es proporcionado por mecanismos nutricionales especiales con la ayuda de células foliculares, de origen somático, que rodean al ovocito en un denso anillo. Las células foliculares reciben aminoácidos, proteínas, grasas y carbohidratos de los vasos sanguíneos. Luego, estas sustancias ingresan al ovocito. El stock de sustancias formadas durante el período de gran crecimiento se consume después de la fertilización. La cantidad de yema depende de la duración del desarrollo embrionario. Si poco después del inicio del desarrollo se forma una larva que puede alimentarse por sí misma, hay poca yema en el huevo (en la lanceta, emerge una pequeña larva 4-5 días después de la fertilización). Por el contrario, en aves con un huevo grande y una gran cantidad de yema, el desarrollo continúa durante tres semanas y un organismo mayormente formado sale de las membranas del huevo. Un período embrionario aún más largo en los mamíferos, pero en este caso el embrión se alimenta del organismo materno y por lo tanto hay muy poca yema en el huevo. Un aumento en el volumen del huevo se debe a un aumento en el volumen del citoplasma debido a la acumulación de una gran cantidad de nucleótidos, ARN y proteínas en él. El volumen del núcleo aumenta considerablemente, porque durante el período de crecimiento, se forman en el ovocito más de 1000 nucléolos que contienen r-RNA.
fase de maduración: la maduración de las células germinales se produce durante la 1ª y 2ª división meiótica. Durante la espermatogénesis, como resultado de la meiosis 1, dos idénticos espematocito de segundo orden(1n2хр2с), cada uno de los cuales después de la meiosis 2 forma dos espermátidas(1n1xp1s). Durante la ovogénesis, después de la primera división meiótica, un ovocito de segundo orden y uno direccional ( reducción) cuerpo, que después de la segunda forma de división, respectivamente ovotidu y un segundo cuerpo de guía. Los cuerpos de reducción contienen un núcleo y una pequeña cantidad de citoplasma; ellos “toman el control” del exceso de información genética y posteriormente mueren.
La división de la maduración durante la ovogénesis se caracteriza por una serie de características:
1. La profase 1 de la meiosis tiene lugar incluso en el período embrionario y los eventos restantes de la meiosis continúan después de la pubertad.
2. Cada mes, un óvulo madura en uno de los ovarios de una mujer sexualmente madura; al mismo tiempo, se completa la meiosis 1, un ovocito grande de segundo orden y un ovocito pequeño polar cuerpos (directivos) que entran en meosis 2;
3. En la etapa de la metafase 2, el ovocito de segundo orden ovula: sale del ovario hacia la cavidad abdominal, desde donde ingresa al oviducto. Su maduración posterior es posible solo después de la fusión con el espermatozoide. Si no ocurre la fertilización, el ovocito 2 muere y se excreta del cuerpo. En el caso de la fertilización, completa la meiosis 2, formando un óvulo maduro, un óvulo (1n1хр1с).
Por lo tanto, como resultado de la fase de maduración, a partir de cada célula diploide con cromosomas de dos cromátidas (2n2хр2с), se forman células haploides con cromosomas de una sola cromátida (1n1хр1с): durante la espermatogénesis: 4 espermátides; durante la ovogénesis - 1 ovotida y 3 cuerpos polares.
Fase de formación: característica sólo para la espermatogénesis; como resultado, se forma un espermatozoide móvil con rasgos característicos.
Por lo tanto, la gametogénesis termina con la formación de células germinales genéticamente equivalentes (1n1хр1с). Pero estos óvulos y espermatozoides no son equivalentes en cuanto a su contribución al desarrollo del futuro organismo.
La función del espermatozoide es introducir información genética en el óvulo y activar su desarrollo. Por su estructura, el espermatozoide está especializado para esta función.
El huevo contiene todos los factores principales que permiten que el cuerpo se desarrolle., es decir, está especializado para esta función.
Características comparativas de la ovogénesis y la espermatogénesis.
Fertilización.
Fertilización- el proceso de fusión del espermatozoide y el óvulo, acompañado de la unificación de los genomas de los organismos paterno y materno y que culmina en la formación de un cigoto. La esencia de la fertilización es restaurar un juego doble de cromosomas y combinar el material hereditario de ambos padres, como resultado de lo cual la descendencia, que combina los rasgos útiles del padre y la madre, es más viable: 1n1хр1с + 1n1хр1с = 2n1хр2с .
El encuentro de las células germinales lo proporciona el proceso. inseminación. La inseminación puede ser exterior cuando los productos reproductivos que contienen espermatozoides y óvulos se liberan en el agua, donde se encuentran estos últimos (animales acuáticos primarios - peces, anfibios), o interno, en el que los machos, con la ayuda de órganos copuladores, inyectan espermatozoides en el tracto genital femenino, donde se produce la fecundación (artrópodos, reptiles, aves y mamíferos).
Distinguir externo fertilización, cuando las células sexuales se fusionan fuera del cuerpo, y interno cuando las células germinales se fusionan dentro del tracto genital femenino. Además, asigna equis fertilización, cuando las células sexuales de diferentes individuos se combinan, y autofecundación, que se produce cuando se fusionan los gametos producidos por un mismo organismo (los hermafroditas en los animales son platelmintos). Según el número de espermatozoides que fertilizan un óvulo, mononucleosis infecciosa- y polispermia.
En mamíferos y humanos, el proceso de fecundación ocurre en la trompa de Falopio, donde, después de la ovulación, ingresan ovocitos de segundo orden y se pueden encontrar numerosos espermatozoides.
La interacción de las células germinales se divide en tres fases: distante, de contacto y la fase de interacción posterior a la introducción del espermatozoide en el óvulo.
Interacción remota asegura el encuentro de las células germinales después de la inseminación y, en algunos organismos, protege al óvulo de la penetración del exceso de esperma en él. La influencia remota del óvulo sobre los espermatozoides se lleva a cabo Ginomonas -1 y Ginomonas - 2:
Gynomony-1 activa la acción del espermatozoide, prolonga su movilidad;
Gynomonas-2 (sustancias de naturaleza proteica) causan la adherencia de los espermatozoides.
El efecto de los espermatozoides es algo diferente y se proporciona androgones-1 y hidrohomones-2:
Las androgomonas-1 (antagonistas de gynomon-1) son liberadas al ambiente externo por los espermatozoides líderes e inhiben la actividad de otros espermatozoides;
Las androgomonas-2 (sustancias proteicas, cuyas moléculas están incrustadas en la membrana del espermatozoide) aseguran la adhesión de los espermatozoides mediante una reacción inmunitaria con el gynogomon-2 (Fig...)
Interacción de contacto
entre el espermatozoide y el óvulo se lleva a cabo debido a reacción acrosómica. En los mamíferos, se produce bajo la influencia del entorno de los genitales femeninos. 
órganos y procede sin la formación de una excrecencia acrosomal. Las células foliculares de la corona radiante después de la ovulación persisten durante varias horas. Por tanto, tras el encuentro del espermatozoide con el óvulo, se libera del acrosoma la enzima hialuronidasa, que disuelve la sustancia que une las células foliculares alrededor del óvulo. Al acercarse a la membrana del óvulo, el espermatozoide se fusiona con su membrana plasmática en la superficie lateral de su cabeza. Esto conduce a la activación del óvulo desde la etapa en la que se detuvo la meiosis. reacción de activación consiste en el paso de un óvulo maduro de un estado de reposo a un estado de desarrollo. Durante este período, aumenta la permeabilidad de la membrana para los iones K + y Ca 2+, se activa la síntesis de lípidos y proteínas, cambia la viscosidad y otras propiedades coloidales de las proteínas del huevo.
La activación más pronunciada del óvulo se manifiesta en reacción cortical: parte del sitio de unión del espermatozoide a la superficie del óvulo (1). Debajo de la membrana plasmática (2) se encuentran cuerpos corticales(3), revestidos con su propia membrana (contienen mucopolisacáridos, proteínas y otras sustancias). La reacción cortical consiste en que después de la penetración del espermatozoide en el óvulo, la membrana de los cuerpos corticales se adhiere a la membrana plasmática. En el lugar de la adhesión, el cuerpo se abre, su contenido se derrama y forma líquido perivitelino, que empuja membrana de la yema de la superficie del ooplasma. La membrana de la yema se espesa y se vuelve claramente visible y ya llamada membrana de fertilización.
La interacción del óvulo y el espermatozoide después de su penetración en el óvulo. consiste principalmente en la fusión de núcleos (masculino y femenino) pronúcleos) con la formación de un núcleo diploide - cigotos. Esto completa el proceso de fertilización.
Preguntas para evaluar el autoaprendizaje :
1. Definir el concepto de "reproducción", nombrar sus principales tipos. ¿Cuáles son sus diferencias?
2. Enumera las formas de reproducción asexual. ¿Cuál es su esencia? Dar ejemplos.
3. Nombrar y caracterizar las etapas de la gametogénesis.
4. ¿Cuál es la diferencia entre espermatogénesis y ovogénesis?
5. ¿Cuáles son las diferencias entre la conjugación y la reproducción sexual?
6. Describe la estructura del espermatozoide y el óvulo.
7. Nombra y describe los principales tipos de huevos.
8. ¿Qué es la inseminación? Nombra sus tipos. Dar ejemplos.
9. ¿Qué es la fecundación?
10. Describir las principales etapas de la fecundación.
Términos y conceptos :
acrosoma
reacción acrosómica
Androgénesis
apogamia
apomixis
reproducción asexual
reproducción vegetativa
heterogamia
ginogénesis
isogamia
células sexuales
Células somáticas
Conjugación
Cópula
reacción cortical
micropilo
Concha de fertilización
ovogonio
Fertilización
Inseminación
Partenogénesis
Poliebryonia
reproducción sexual
pseudogamia
reproducción
singamia
espermátide
espermatogonio
Esperma
espermatocito
esporogonía
esporulación
Fragmentación
esquizogonia
Ministerio de Salud de la República de Bielorrusia
EE "Universidad Médica Estatal de Gomel"
Departamento de Biología Médica y Genética
Discutido en la reunión del departamento.
Acta No. ____ de fecha "___" _________________ 20___
CONFERENCIA #4
en Biología Médica y Genética
para estudiantes de 1er año
terapéutico, médico-profiláctico y médico-diagnóstico
facultades
Asunto:"La reproducción y sus fundamentos citológicos".
Tiempo - 90 min.
Objetivos educativos y educativos:
1. Conocer la evolución de las formas de reproducción de los organismos, la esencia de la reproducción asexual y sexual.
2. Destacar las características de la reproducción sexual en los mamíferos.
3. Familiarizarse con la esencia biológica de los tipos irregulares de reproducción sexual.
LITERATURA:
1.- biología. Un curso de conferencias para estudiantes de miel. universidades - Vítebsk, 2000 p. 70-84.
2. Biología / Bajo la dirección de V.N. Yarygina / 1er libro - M.: Vsh, 1997. - con. 202-220.
3. O.-Ya. L., L.A. Khramtsov. Taller de biología médica. - Ed. "Viento Blanco", 2000 - p. 33-38.
4. Zayats R.G., Rachkovskaya I.V. Fundamentos de genética general y médica. Mn.: VSH, 1998. - p.29-31.
MATERIAL DE SOPORTE
1. Presentación multimedia.
CÁLCULO DEL TIEMPO DE ESTUDIO
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Nº p/p |
Cálculo de horas de trabajo |
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La reproducción es una propiedad universal de los vivos. |
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Reproducción asexual, sus tipos y significado biológico. |
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Reproducción sexual, sus tipos. |
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Gametogénesis. Patrones de ovogénesis y espermatogénesis en mamíferos. Características de la estructura de los gametos. |
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La fecundación, sus fases, esencia biológica. Mono y poliespermia. |
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Características de la reproducción en humanos, su regulación hormonal. |
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Total: |
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reproducción - la capacidad de los organismos para reproducirse. Las propiedades de los organismos para producir descendencia. Esta es una condición para la existencia de la especie, que se basa en la transferencia de material genético.
Hay dos tipos principales de reproducción: asexual y sexual.
asexual reproducción - un individuo está involucrado; se forman individuos que son genéticamente idénticos al individuo parental original; las células sexuales no se forman; sin diversidad genética. La reproducción asexual mejora el papel de la función estabilizadora de la selección natural, asegura la preservación de la aptitud en las condiciones cambiantes del hábitat.
Hay dos tipos de reproducción asexual: vegetativa y esporulación. Un caso especial es la poliembrionía en vertebrados: reproducción asexual en primeras etapas desarrollo embriónico. Fue descrito por primera vez por I. Mechnikov en el ejemplo de la división de blástulas en una medusa y el desarrollo de cada agregado de células de todo el organismo. En los humanos, un ejemplo de poliembrionía es el desarrollo de gemelos de gemelos idénticos del mismo sexo.
Reproducción a nivel de organismo
asexual
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Vegetativo: |
Esporulación: |
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Reproducción por un grupo de células somáticas. 1. División simple en dos: en procariotas y eucariotas unicelulares. 2. Shizogonía (endogonía): en unicelulares: flagelos y esporozoos. 3. Brotación: en levaduras unicelulares; en multicelular - hidra. 4. Fragmentación: en gusanos pluricelulares. 5. Poliembrionía. 6. Órganos vegetativos: formación de tallo, yemas de raíces, bulbos, tubérculos. División ordenada: amitosis uniforme, longitudinal y transversal en estrellas de mar y anélidos. |
Una espora es una célula especializada con un conjunto haploide de cromosomas. Se forma por meiosis, con menos frecuencia por mitosis en el esporofito de la planta madre en los esporangios. Ocurre en protozoos eucariotas, algas, hongos, musgos, helechos, colas de caballo, musgos. |
La reproducción sexual evolutiva fue precedida por el proceso sexual - conjugación. La conjugación asegura el intercambio de información genética sin aumentar el número de individuos. Se encuentra en protozoos eucariotas, algas y bacterias.
reproducción sexual - la aparición y el desarrollo de la descendencia a partir de un óvulo fertilizado - un cigoto. En el curso del desarrollo histórico, la reproducción sexual de los organismos se ha vuelto dominante en el mundo vegetal y animal. Tiene una serie de ventajas:
1. Alta tasa de reproducción. Un gran número de los comienzos de nuevos individuos.
2. Renovación completa del material genético. Fuente de variabilidad hereditaria. Éxito en la lucha por la existencia.
3. Grandes habilidades adaptativas de los individuos hijos.
La reproducción sexual se caracteriza por los siguientes rasgos:
1. Participan dos individuos.
2. La fuente de formación de nuevos organismos son células especiales: gametos con diferenciación sexual.
3. Para la formación de un nuevo organismo es necesaria la fusión de dos células germinales. 1 celda de cada padre es suficiente.
4. División - meiosis, proporciona perspectivas evolutivas.
En animales y plantas existen los llamados tipos irregulares de reproducción sexual. En primer lugar, esto es apomixis (del griego "apo" - sin, "mixis" - mezcla), es decir Reproducción sexual sin fecundación. La apomixis es lo opuesto a la anfimixis ("amphi" - dividida), es decir, la reproducción sexual que ocurre por fusión de gametos de diferente calidad. Un sinónimo de apomixis es partenogénesis, es decir, reproducción virgen del griego. "parthenos" - virgen). El término apomixis se usa más a menudo en relación con las plantas y partenogénesis en relación con los animales.
Junto a la partenogénesis también se observa el desarrollo del óvulo, activado por el espermatozoide, que no interviene en la fecundación. El pronúcleo masculino muere y el cuerpo se desarrolla a expensas del pronúcleo femenino. Este fenómeno se llama ginogénesis, y ocurre en gusanos redondos hermafroditas y en algunos peces.
Lo opuesto a la ginogénesis - androgénesis - desarrollo solo a expensas del pronúcleo masculino en caso de muerte del pronúcleo femenino. La androgénesis haploide es muy rara. El desarrollo de individuos androgénicos hasta la edad adulta se observó solo en la avispa Habrobracon y en el gusano de seda.
En el gusano de seda, durante la fecundación, varios espermatozoides ingresan al óvulo, pero el núcleo de solo uno de ellos se fusiona con el núcleo del óvulo, el resto muere. Si los óvulos no fertilizados se activan por un choque de temperatura, como se describe anteriormente, y se irradian con rayos X, el núcleo del óvulo morirá. Si se inseminan más óvulos enucleados, entonces los dos pronúcleos masculinos que han penetrado en el óvulo se fusionan entre sí. Debido al núcleo diploide formado, se desarrolla un cigoto. Como lo muestra B. JI. Astaurov, tales cigotos androgenéticos siempre se convierten en machos, ya que llevan dos cromosomas sexuales idénticos: ZZ. Obtener crías puramente machos de un gusano de seda es económicamente beneficioso, ya que los machos son más productivos que las hembras.
División principalmente característica organismos unicelulares. Por regla general, se lleva a cabo por división simple. células en dos. Algunos protozoos(por ejemplo, foraminíferos) se produce la división en un mayor número de células. En todos los casos, las celdas resultantes son completamente idénticas a las originales. La extrema sencillez de este método de reproducción, asociada a la relativa sencillez de la organización de los organismos unicelulares, permite multiplicarse muy rápidamente. Entonces, en condiciones favorables, la cantidad de bacterias puede duplicarse cada 30-60 minutos. Un organismo que se reproduce asexualmente es capaz de reproducirse sin cesar hasta que se produce un cambio espontáneo en el material genético: mutación. Si esta mutación es favorable, se conservará en la descendencia de la célula mutada, que será un nuevo clon celular.Reproducción por esporas
A menudo, la reproducción asexual de bacterias está precedida por la formación de esporas. Bacteriano disputas- estas son células en reposo con metabolismo reducido, rodeadas por una membrana multicapa, resistente al secado y otras condiciones adversas que causan la muerte de las células ordinarias. La esporulación sirve tanto para sobrevivir en tales condiciones como para asentar bacterias: una vez en un entorno adecuado, la espora germina y se convierte en una célula vegetativa (en división).La reproducción asexual con la ayuda de esporas unicelulares también es característica de varios hongos y algas. Las disputas en muchos casos se forman por mitosis(mitosporas), y a veces (especialmente en hongos) en grandes cantidades; al germinar, reproducen el organismo madre. Algunos hongos, como la plaga de plantas nocivas Phytophthora, forman esporas móviles y flageladas llamadas zoosporas o vagabundos. Después de nadar en gotas de humedad durante algún tiempo, tal vagabundo "se calma", pierde flagelos, se cubre con una capa densa y luego, en condiciones favorables, germina.
Además de las mitosporas, muchos de estos organismos, así como todas las plantas superiores, forman esporas de un tipo diferente, a saber, meiosporas, que se forman por mitosis. Contienen un conjunto haploide cromosomas y dan origen a una generación, por lo general no como la madre y reproduciéndose sexualmente. Así, la formación de meiosporas está asociada con alternancia de generaciones- asexual (dando esporas) y sexual.
reproducción vegetativa. Otra variante de la reproducción asexual se lleva a cabo separando del cuerpo de su parte, constituida por un mayor o menor número de células. Se desarrollan hasta convertirse en adultos. Un ejemplo es la brotación de esponjas y celenterados o cría plantas dispara, esquejes, bombillas o tubérculos. Esta forma de reproducción asexual se conoce comúnmente como reproducción vegetativa. Básicamente, es similar al proceso de regeneración. Desempeña un papel importante en la práctica de la producción de cultivos. Por lo tanto, puede suceder que una planta sembrada (por ejemplo, un manzano) tenga una cierta combinación exitosa de rasgos. En las semillas de esta planta, este buena combinación es casi seguro que será perturbado, ya que las semillas se forman como resultado de la reproducción sexual, y esto está asociado con la recombinación de genes. Por lo tanto, cuando se crían manzanos, generalmente se usa la propagación vegetativa: capas, esquejes o injertos de brotes en otros árboles.
La reproducción asexual, que reproduce individuos idénticos al organismo original, no contribuye a la aparición de organismos con nuevas variantes de rasgos y, por lo tanto, limita la capacidad de las especies para adaptarse a las nuevas condiciones ambientales. El medio para superar esta limitación fue la transición a la reproducción sexual.
en ciernes
norte algunas especies de organismos unicelulares se caracterizan por una forma de reproducción asexual como en ciernes. En este caso, se produce la división mitótica del núcleo. Uno de los núcleos formados se mueve hacia la protuberancia local emergente del materno células, y luego ese fragmento se mueve. La célula hija es significativamente más pequeña que la célula madre, y tarda algún tiempo en crecer y completar las estructuras que faltan, después de lo cual adquiere la apariencia característica de un organismo maduro.La brotación es un tipo de reproducción vegetativa. Muchos organismos inferiores se reproducen por gemación. hongos, Por ejemplo levadura e incluso animales pluricelulares, por ejemplo hidra de agua dulce. Cuando la levadura brota, se forma un engrosamiento en la célula, convirtiéndose gradualmente en una célula hija de levadura de pleno derecho. En el cuerpo de la hidra, varias células comienzan a dividirse, y gradualmente crece una pequeña hidra en el individuo madre, que forma una boca con tentáculos y cavidad intestinal, asociado con la cavidad intestinal de la "madre".Si el individuo madre captura presas, entonces parte de los nutrientes también ingresan a la pequeña hidra, y viceversa, el individuo hija, mientras caza, también comparte comida con el individuo madre. pronto la pequeña hidra se separa del organismo madre y por lo general se establece junto a él (¡pero no siempre!).
División corporal. Algunos organismos pueden reproducirse dividiendo el cuerpo en varias partes, y de cada parte crece un organismo completo, similar en todo al padre (planos y anélidos, equinodermos).
87. Reproducción sexual. Formas regulares e irregulares.
reproducción sexual- proceso para la mayoría eucariota asociado con el desarrollo de nuevos organismos desde células germinales(en eucariotas unicelulares con conjugaciones las funciones de las células germinales son realizadas por los núcleos sexuales).
La formación de células germinales suele estar asociada con el paso mitosis En cualquier etapa ciclo vital organismo. En la mayoría de los casos, la reproducción sexual va acompañada de la fusión de células germinales, o gametos, al mismo tiempo, se restaura un conjunto de cromosomas duplicado, en relación con los gametos. Dependiendo de posición sistemática En los organismos eucariotas, la reproducción sexual tiene sus propias características, pero, por regla general, le permite combinar material genético de dos organismos parentales y le permite obtener descendencia con una combinación de propiedades que están ausentes en las formas parentales.
La efectividad de combinar material genético en la descendencia obtenida como resultado de la reproducción sexual se ve facilitada por:
encuentro casual de dos gametos;
disposición aleatoria y divergencia de los polos de división de los cromosomas homólogos durante la meiosis;
cruzando Entre cromatidas.
En muchos grupos de eucariotas, la extinción secundaria de la reproducción sexual ha ocurrido, o ocurre muy raramente. En particular, el departamento deuteromicetos(hongos) reúne un extenso grupo de filogenéticos ascomicetos y basidiomicetos que han perdido el proceso sexual. Hasta 1888, se suponía que entre los terrestres superiores plantas La reproducción sexual se pierde por completo en Caña de azúcar. No se ha descrito la pérdida de la reproducción sexual en ningún grupo de metazoos. Sin embargo, se conocen muchas especies (menores crustáceos - dafnia, algunos tipos gusanos), capaz de reproducirse en condiciones favorables partenogenéticamente durante decenas y cientos de generaciones. Por ejemplo, algunos tipos rotíferos durante millones de años, se reproducen solo partenogenéticamente, incluso formando nuevas especies (!).
En varios organismos poliploides con un número impar de juegos de cromosomas, la reproducción sexual juega un papel pequeño en el mantenimiento de la variabilidad genética en la población debido a la formación de juegos de cromosomas desequilibrados en los gametos y en la descendencia.
La capacidad de combinar material genético durante la reproducción sexual ha gran importancia para la selección de organismos modelo y económicamente importantes.
88. Bases citológicas de la reproducción sexual. La meiosis como proceso específico en la formación de células germinales.
Mitosis(desde Griego meiosis - disminución) o división de reducción células - división nuclear eucariota células con número decreciente cromosomas dos veces. Ocurre en dos etapas (etapas de reducción y ecuacionales de la meiosis). La meiosis no debe confundirse con gametogénesis- educación de especialistas células germinales, o gametos, desde indiferenciado madre.
Con una disminución en el número de cromosomas como resultado de la meiosis en ciclo vital hay una transición de la fase diploide a la fase haploide. Recuperación ploidía(transición de fase haploide a diploide) ocurre como resultado de proceso sexual.
Debido al hecho de que en la profase de la primera etapa de reducción, se produce una fusión por pares ( conjugación) homólogo cromosomas, el curso correcto de la meiosis solo es posible en diploide células o en poliploides pares (células tetra-, hexaploides, etc.). La meiosis también puede ocurrir en células poliploides impares (células triploides, pentaploides, etc.), pero en ellas, debido a la incapacidad de asegurar la fusión por pares de cromosomas en la profase I, se produce divergencia cromosómica con alteraciones que amenazan la viabilidad de la célula o el desarrollando a partir de ella un organismo multicelular haploide.
El mismo mecanismo subyace a la esterilidad de los interespecíficos. híbridos. Dado que los híbridos interespecíficos en el núcleo de las células combinan los cromosomas de los padres pertenecientes a varios tipos, los cromosomas generalmente no pueden conjugarse. Esto conduce a alteraciones en la segregación de los cromosomas durante la meiosis y, en última instancia, a la no viabilidad de las células germinales, o gametos. Ciertas restricciones a la conjugación de los cromosomas imponen y mutaciones cromosómicas(grandes deleciones, duplicaciones, inversiones o translocaciones).
La meiosis consta de 2 divisiones consecutivas con una breve interfase entre ellas.
Profase I- la profase de la primera división es muy compleja y consta de 5 etapas:
Leptotena o leptonema- empaquetamiento de los cromosomas.
cigoto o cigonema- conjugación (conexión) de cromosomas homólogos con la formación de estructuras que consisten en dos cromosomas conectados, llamados tétradas o bivalentes.
paquiteno o paquinema - cruzando(cruz), intercambio de sitios entre cromosomas homólogos; Los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí.
diplotén o diplonema- se produce una descondensación parcial de los cromosomas, mientras que parte del genoma puede funcionar, se producen procesos de transcripción (formación de ARN), traducción (síntesis de proteínas); Los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí. En algunos animales, los cromosomas de los ovocitos en esta etapa de la profase meiótica adquieren una forma característica. cromosomas de cepillo de lámpara.
diaquinesis- El ADN vuelve a condensarse tanto como sea posible, los procesos sintéticos se detienen, la envoltura nuclear se disuelve; los centríolos divergen hacia los polos; Los cromosomas homólogos permanecen conectados entre sí.
Metafase I- Los cromosomas bivalentes se alinean a lo largo del ecuador de la célula.
Anafase I- Los microtúbulos se contraen, los bivalentes se dividen y los cromosomas divergen hacia los polos. Es importante señalar que, debido a la conjugación de los cromosomas en el cigoteno, los cromosomas completos que consisten en dos cromátidas divergen hacia los polos, y no las cromátidas individuales, como en mitosis.
Telofase I
Profase II- se produce la condensación de los cromosomas, el centro celular se divide y los productos de su división divergen hacia los polos del núcleo, se destruye la envoltura nuclear, se forma un huso de fisión.
Metafase II- los cromosomas univalentes (que constan de dos cromátidas cada uno) están ubicados en el "ecuador" (a la misma distancia de los "polos" del núcleo) en el mismo plano, formando la llamada placa de metafase.
Anafase II- Los univalentes se dividen y las cromátidas divergen hacia los polos.
Telofase II Los cromosomas se desspiralizan y aparece la membrana nuclear.
89. Gametogénesis. La estructura de las células germinales.
Gametogénesis subdividido en espermatogénesis (el proceso de formación de espermatozoides en los hombres) y ovogénesis (el proceso de formación del huevo). En cuanto a lo que sucede con el ADN, estos procesos prácticamente no difieren: una célula diploide inicial da lugar a cuatro células haploides. Sin embargo, de acuerdo con lo que sucede con el citoplasma, estos procesos son fundamentalmente diferentes.
El óvulo acumula los nutrientes necesarios para el desarrollo posterior del embrión, por lo que el óvulo es una célula muy grande, y cuando se divide, el objetivo es guardar los nutrientes para el futuro embrión, por lo que la división del citoplasma es asimétrica. Para preservar todas las reservas del citoplasma y al mismo tiempo deshacerse del material genético innecesario, se separan del citoplasma los cuerpos polares, que contienen muy poco citoplasma, pero permiten dividir el juego de cromosomas. Los cuerpos polares se separan en la primera y segunda división de la meiosis.
90. Patrones de espermatogénesis en mamíferos y humanos.
91. Patrones de ovogénesis en mamíferos y humanos.
La primera fase del proceso de la herida - fase de inflamación- caracterizado por edema tisular traumático, aumento de la permeabilidad vascular, acidosis, migración de leucocitos, mastocitos y macrófagos. La herida se limpia por fagocitosis y lisis de tejidos necróticos.
En la segunda fase del proceso de herida - fase de regeneración- Se desarrolla tejido de granulación, rellenando gradualmente el defecto de la herida. Las principales estructuras de este tejido son los fibroblastos, la sustancia intercelular y los capilares. Las células de la diferencia fibroblástica del tejido de granulación se diferencian de los fibroblastos del tejido conjuntivo normal por su alta actividad funcional. Sintetizan proteínas y glicosaminoglicanos, formando fibras de colágeno. Los macrófagos, mastocitos y células plasmáticas también juegan un papel importante en el desarrollo y maduración del tejido de granulación. El tejido de granulación se transforma posteriormente en tejido conectivo cicatricial.
La tercera fase del proceso de la herida - fase de reorganización de la cicatriz- caracterizado por una disminución progresiva del número de vasos sanguíneos y elementos celulares (fibroblastos, macrófagos, mastocitos) con fenómenos de crecimiento masa total fibras de colágeno. Paralelamente a la maduración del tejido de granulación y su transformación en tejido cicatricial, se produce la epitelización de la herida. La epitelización de la herida y la maduración del tejido de granulación se corresponden estrictamente en el tiempo.
Dependiendo de la naturaleza y extensión de la lesión, características de la reactividad del cuerpo. y otras condiciones, el proceso de la herida procede de manera diferente. Con una pequeña cantidad de daño, la herida sana por primera intención. La inflamación y la sustitución del defecto en los tejidos siguen directamente a su edema traumático y no se acompañan de supuración. Al final de la primera semana, el proceso de la herida está básicamente completado. Si el volumen de la lesión es grande y los bordes de la herida están a una distancia más o menos significativa entre sí, entonces la herida cicatriza por supuración con la formación de un tejido de granulación bien desarrollado con su posterior cicatrización. La cicatrización de heridas se produce por segunda intención con una duración importante de las fases del proceso de la herida.
Cicatrización de heridas por primera y segunda intención tiene diferencias cuantitativas pero no cualitativas. Los mecanismos de regeneración son fundamentalmente similares e incluyen inflamación, proliferación de tejido conjuntivo y epitelización. El conocimiento de los vínculos clave del proceso de regeneración nos permite buscar deliberadamente medios para regular la cicatrización de heridas y desarrollar métodos para la terapia de tejidos.
Durante la reproducción sexual, el desarrollo de organismos ocurre a partir de cigotos que surgen de la fusión de células germinales. La violación del proceso sexual normal o la presencia de tipos irregulares de reproducción sexual (partenogénesis, androgénesis, ginogénesis) en el ciclo de vida cambian la naturaleza de la herencia.
Por primera vez datos sobre herencia durante la partenogénesis en halcones (Hieracio) fueron recibidos G. Mendel. Señaló que Hieracium se observa lo contrario de lo encontrado en los guisantes: en la primera generación no hubo uniformidad, y en la F 2 no se presentó división. Mendel no pudo explicar estos fenómenos, ya que no sabía qué tipo de Hieracium la apogamia (partenogénesis) está muy extendida.
En la naturaleza, muchas especies se reproducen partenogenéticamente: crustáceos inferiores, abejas, lagartijas, algunos peces; entre las plantas: frambuesas, puños, cinquefoils, halcones, etc.
En la partenogénesis ameiótica procediendo sin meiosis, todos los descendientes que se desarrollan a partir de una célula diploide, homo o heterocigota, son iguales, iguales a la madre, no se produce división en la descendencia.
Si el desarrollo partenogenético ocurre después de la meiosis ( partenogénesis haploide), entonces un organismo materno heterocigoto puede formar dos variedades de gametos (A y a) con igual probabilidad y la división depende de la proporción de individuos haploides supervivientes con diferentes genotipos.
Especies con determinación sexual haplo-diploide(abejas, avispas, jinetes, hormigas, etc.) las hembras se desarrollan a partir de huevos fertilizados y la mayoría de los machos a partir de huevos no fertilizados, y la haploidía se conserva solo en las células de la línea germinal, en las células somáticas el número de cromosomas se duplica por segunda vez.
La proporción de sexos durante el desarrollo partenogenético generalmente difiere de la proporción de 1: 1: en la descendencia, por regla general, predominan las hembras. Aparentemente, esto se debe a la mayor muerte de huevos haploides no fertilizados, a partir de los cuales se desarrollan los machos.
Así, en una colonia de abejas, el número de hembras (abejas obreras) es cientos de veces mayor que el de zánganos machos. Esto provoca una violación de la división normal.
Por ejemplo, cuando una hembra (genotipo AA) homocigota de ojos marrones (rasgo dominante) se cruza con un macho recesivo de ojos blancos (aa) * las hembras de ojos marrones (Aa) y los machos (AA) * aparecen en F 1. En F 2, se producirá una división: todas las hembras tendrán ojos marrones: AA y aA, y los machos partenogenéticos serán de dos tipos: ojos marrones (AA) * y ojos blancos (aa) * en una proporción de 1: 1. Dado que hay cientos de veces más hembras que machos en la descendencia, los individuos de ojos marrones predominarán en la división, es decir, se observa una fuerte desviación de la división normal (3: 1).