Общая характеристика бактерий
В отличие от вирусов, бактерии состоят из клеток, но клеток особенных.
Во-первых, бактерии – одноклеточные. То есть бактериальная клетка – это и есть вся бактерия.
Во-вторых, у бактериальных клеток нет ядра.
Само слово «бактерия» происходит от греческого «палочка», и некоторые бактерии действительно выглядят как палочки, вернее, как длинные сосиски. Но есть и бактерии других форм (рисунок 1).
Рисунок 1
Учёные делят бактерии на группы в зависимости от их внешнего вида. Посмотрите на рисунок 1 и познакомьтесь: круглые шарики называются кокки, а если эти шарики собираются в цепочку, то это уже стрептококки, те, что похожи на палочки – бациллы, на запятую – вибрионы, а спиралевидные бактерии, напоминающие червяков – это спириллы.
Чтобы разглядеть бактерии, можно воспользоваться световым микроскопом. Размер бактерий от 0.5 до 5 мкм. Они крупнее вирусов, но гораздо меньше, чем клетки растений или животных. Большинство бактерий полупрозрачные, но некоторые виды – зелёные или красные. Среди них есть подвижные, передвигающиеся за счёт сокращений или жгутиков, похожих на крошечные лапки или на хвостики.
{"questions":,"items":}}}]}
Постэмбриональное развитие
Схема эмбрионального развития ланцетника: 1 — дробление зиготы; 2 — бластула; 3 — двухслойная гаструла; 4 — формирование осевых органов: А — нервная трубка; Б — хорда; В — кишечная трубка; Г — мезодерма.
Постэмбриональное развитие может быть прямым и непрямым (с метаморфозом).
При прямом развитии (неличиночном, внутриутробном) появившийся на свет организм похож на взрослую особь, но отличается от нее малыми размерами и недоразвитием некоторых систем органов (например, половой). Постэмбриональное развитие в этом случае сводится в основном к росту и половому созреванию. Такой тип развития наблюдается у животных, яйцеклетки которых содержат большое количество желтка (пресмыкающиеся, птицы), или при внутриутробном развитии (млекопитающие).
Непрямое развитие характерно для организмов, яйцеклетки которых содержат относительно малое количество желтка (плоские и кольчатые черви, моллюски, членистоногие). Оно подразделяется на развитие с неполным и полным метаморфозом. При неполном метаморфозе из яйцевых оболочек выходит личинка, морфологически и физиологически отличающаяся от взрослого животного. Личинка питается, растет, органы ее разрушаются и формируются органы взрослого животного. При полном метаморфозе из яйца выходит личинка, которая превращается в куколку. Куколка неподвижна, самостоятельно не питается, а под ее покровом происходит перестройка всех органов и тканей, заканчивающаяся выходом взрослой особи.
В процессе постэмбрионального развития постепенно наступают половое созревание и размножение особей, а затем старение и смерть. Старение характеризуется многими морфологическими и физиологическими изменениями, приводящими к снижению уровня обменных процессов и устойчивости организма к воздействиям факторов внешней среды. Смерть завершает индивидуальное развитие.
Источники информации
1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.
Общие характеристики
Половое размножение происходит, когда человек производит новые организмы из соматических структур. Потомки генетически идентичны прародителю во всех аспектах генома, за исключением регионов, которые испытали соматические мутации.
Различные термины используются для обозначения продукции новых особей, начиная с ткани или соматических клеток. В литературе половое размножение является синонимом клонального размножения..
Для животных термин агаметическая репродукция (с англ. Агаметное размножение), тогда как в растениях принято использовать выражение вегетативного размножения.
Огромное количество организмов размножается в течение всей жизни посредством полового размножения. В зависимости от группы и условий окружающей среды, организм может размножаться исключительно бесполым путем или чередовать его с событиями полового размножения..
НЕКЛЕТОЧНЫЕ ФОРМЫ ЖИЗНИ. Вирусы и фаги (бактериофаги)
Ключевые слова конспекта: неклеточные формы жизни, царство вирусы, фаги (бактериофаги)
Вирусы являются неклеточной формой жизни и занимают пограничное положение между неживой и живой матерней. Вирусы — внутриклеточные паразиты и могут проявлять свойства живых opганизмов, только попав внутрь клетки.
Отличия вирусов от неживой природы:
- способность к размножению;
- наследственность и изменчивость
Отличия вирусов от клеточных организмов:
- не имеют клеточного строения;
- не проявляют обмена веществ и энергии (метаболизма);
- могут существовать только как внутриклеточные паразиты;
- не увеличиваются в размерах (не растут);
- имеют особый способ размножения;
- имеют только одну нуклеиновую кислоту — либо ДНК, либо РНК.
Вирусы существуют в двух формах:
- покоящейся (внеклеточной), когда их свойства как живых систем не проявляются,
- внутриклеточной, когда осуществляется размножение вирусов.
Простые вирусы (например, вирус табачной мозаики) состоят из молекулы нуклеиновой кислоты и белковой оболочки капсида. Некоторые более сложные вирусы (гриппа, герпеса и др.) помимо белков капсида и нуклеиновой кислоты могут содержать липопротеиновую мембрану, углеводы и ряд ферментов. Белки защищают нуклеиновую кислоту и обусловливают ферментативные и антигенные свойства вирусов. Форма капсида может быть палочковидной, нитевидной, сферической и др.
В зависимости от присутствующей в вирусе нуклеиновой кислоты различают РНК-содержащие и ДНК-содержащие вирусы. Нуклеиновая кислота содержит генетическую информацию, обычно о строении белков капсида. Она может быть линейная или кольцевидная, в виде одно- или двуцепочечной ДНК, одно- или двуцепочечной РНК.
Проникновение в клетку
При проникновении вируса внутрь клетки специальные белки вирусной частицы связываются с белками-рецепторами клеточной оболочки. В животную клетку вирус может проникать при процессах пино- и фагоцитоза, в растительную клетку — при различных повреждениях клеточной стенки.
Вирус подавляет существующие в клетке процессы транскрипции и трансляции. Он использует их для синтеза собственных нуклеиновой кислоты и белка, из которых собираются новые вирусы. После этого клеточные оболочки разрушаются и новообразованные вирусы покидают клетку, которая при этом погибает.
Бактериофаги (вирусы, паразитирующие на бактериях), как правило, не попадают внутрь клетки, так как этому препятствуют толстые клеточные стенки бактерий. Внутрь клетки проникает только нуклеиновая кислота вируса.
Полагают, что происхождение вирусов связано с эволюцией каких-то клеточных форм, которые в ходе приспособления к паразитическому образу жизни вторично утратили клеточное строение.
Вирусы — возбудители заболеваний
Вирусы способны поражать различные живые организмы. Первым открытым вирусом был вирус табачной мозаики, поражающий растения. Вирусную природу имеют такие заболевания животных и человека, как натуральная оспа, бешенство, энцефалиты, лихорадки, инфекционные гепатиты, грипп, корь, бородавки, многие злокачественные опухоли, СПИД и др. Кроме того, вирусы способны вызывать генные мутации.
| Заболевания у животных | • Бруцеллез |
| • Лейкоз | |
| • Ящур | |
| • Инфекционная анемия лошадей | |
| • Рак крови кур | |
| • Чума у свиней и птиц. И другие | |
| Заболевания у растений | • Табачная мозаика |
| • Карликовость | |
| • Желтая сеть | |
| • Пятнистая мозаика | |
| Заболевания у человека | • Оспа |
| • Гепатит | |
| • Энцефалит | |
| • Краснуха | |
| • Бешенство | |
| • Грипп | |
| • Корь | |
| • Полиомиелит | |
| • Паротит (свинка) | |
| • СПИД и др. |
Вирус, вызывающий заболевание СПИДом (синдром приобретённого иммунодефицита), поражает клетки крови, обеспечивающие иммунитет организма. В результате больной СПИДом может погибнуть от любой инфекции. Вирусы СПИДа могут проникнуть в организм человека во время половых сношений, во время инъекций или операций при несоблюдении условий стерилизации. Профилактика СПИДа заключается в избегании случайных половых связей, использовании презервативов, применении одноразовых шприцев.
Это конспект по теме «НЕКЛЕТОЧНЫЕ. Вирусы и фаги». Выберите дальнейшие действия:
- Перейти к следующему конспекту: Прокариоты: ЦАРСТВО БАКТЕРИИ
- Вернуться к списку конспектов по Биологии.
- Проверить знания по Биологии.
2 вариант
Часть А
A1. Согласно современным научным представлениям, бактерии принято считать
1) кристаллами
2) каплями жидкости
3) частицами пыли
4) живыми организмами
А2. Клеточное строение характерно для
1) растений
2) комочков почвы
3) капель воды
4) песчинок
А3. Мельчайшая частица растения, выполняющая все жизненно важные процессы, — это
1) цветок
2) семя
3) клетка
4) почка
А4. Способность грибов воспроизводить себе подобные организмы принято называть
1) обменом веществ
2) раздражимостью
3) размножением
4) ростом
А5. Образование цветков на побегах яблони служит примером процесса
1) раздражимости
2) выделения
3) питания
4) развития
А6. Образование, изображённое на рисунке, относят к
1) неживым объектам
2) растениям
3) бактериям
4) животным
Часть Б
Б1. Верны ли следующие утверждения?
А. Птицы растут в течение всей жизни.
Б. Рост побегов и корней тополя не ограничен, т.е. организм растёт всю жизнь.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) неверны оба суждения
Б2. Верны ли следующие утверждения?
А. Рост и развитие оленя происходит за счёт потребляемых питательных веществ.
Б. Обмен веществ, протекающий в теле лисицы, включает дыхание, питание и выделение.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) неверны оба суждения
Б3. Верны ли следующие утверждения?
А. Растения и животные способны передвигаться.
Б. Животные питаются готовыми питательными веществами, активно захватывая пищу.
1) верно только А
2) верно только Б
3) верны оба суждения
4) неверны оба суждения
Б4. Выберите три верных утверждения. Берёза, как растительный организм, способна
1) активно передвигаться
2) неограниченно расти всю жизнь
3) захватывать добычу
4) образовывать питательные вещества на свету
5) реагировать на изменения в окружающей среде
6) превращаться в другие живые организмы
Часть В
В1. Прочитайте текст. Вставьте в места пропусков буквы, соответствующие словам из словарика.
Живые организмы чутко реагируют на изменения, происходящие внутри них и во внешней среде. Это свойство живой природы называется … (1). Для всех объектов живой природы, и прежде всего животных, характерно активное … (2). Работу клеток и восстановление живого организма обеспечивает … (3) между организмом и окружающей средой. Необходимые для жизнедеятельности организма органические вещества поступают в ходе процесса … (4).
Словарик: А. Обмен веществ. В. Раздражимость. В. Питание. Г. Передвижение.
Ответы на тест по биологии Что такое живой организм 5 класс1 вариант
А1-3
А2-1
А3-2
А4-2
А5-2
А6-2
Б1-3
Б2-1
Б3-2
Б4-135
В1-ВГБА2 вариант
А1-4
А2-1
А3-3
А4-3
А5-4
А6-1
Б1-2
Б2-3
Б3-3
Б4-245
В1-БГАВ
Наследственность и изменчивость как свойство живого
В основе самообновления структур живых организмов, а также размножения (самовоспроизведения) организмов лежит наследственность, которая связана с особенностями молекул ДНК. При этом в ДНК могут появляться изменения, которые приводят к изменчивости организмов и обеспечивают возможность процесса эволюции. Таким образом, живые организмы обладают генетической (биологической) информацией, что также можно обозначить как основной и исключительный признак живого.
Несмотря на способность к самообновлению, она у организмов не вечна. Продолжительность жизни особи ограничена. Однако живое остается бессмертным благодаря процессу размножения, которое может быть как половым, так и бесполым. При этом происходит наследование признаков родителей путем передачи ими потомкам своей ДНК.
Биологическая информация записана с помощью особого генетического кода, который универсален для всех организмов на Земле, что может говорить о единстве происхождения живого.
Генетический код хранится и реализуется в биологических полимерах: ДНК, РНК, белках. Такие сложные молекулы также являются особенностью живого.
Информация, хранимая в ДНК, при переносе на белки выражается для живых организмов в таких их свойствах как генотип и фенотип. Все организмы обладают ими.
Бесполое размножение
Бесполое размножение происходит с помощью отдельных неполовых клеток. При этом дочерние формы живых организмов имеют генетический набор идентичный родительскому.
Бесполое размножение прокариот и одноклеточных растений, грибов и животных может происходить в результате прямого деления клетки надвое или на множество дочерних клеток или за счет образования спор.
В случае деления надвое образуются две дочерние клетки, которые в два раза меньше материнской. Эти дочерние клетки питаются, растут и начинают размножаться. Когда достигнут размеров материнской клетки.
Определение 2
Если в процессе разделения клеток одна из них меньше по размеру, а другая больше, то такой вид деления клеток называется почкованием. Он характерен, например, для дрожжей.
При множественном делении сначала многократно делится ядро, а затем уже цитоплазма и образуется множество мелких одноядерных дочерних клеток. Такая форма размножения встречается у малярийного плазмодия.
Многие эукариоты (водоросли, грибы, мхи, хвощи, плауны, папоротники) размножаются при помощи спор (спорообразованием). Споры встречаются еще у бактерий. Но бактериальные споры – это одноклеточное образование с плотной оболочкой. Они предназначены для того, чтобы пережить неблагоприятные условия или (у паразитических организмов) для заражения других организмов. Споры эукариот образуются в специальных органах – спорангиях. У растений часто спорообразование чередуется с половым процессом (смена поколений в жизненном цикле).
Различия между половым и бесполым размножением
У особей, которые размножаются бесполым путем, потомство состоит из практически идентичных копий своих предшественников, то есть клонов. Геном единственного родителя копируется митотическими клеточными делениями, где ДНК копируется и передается в равных частях двум дочерним клеткам.
Напротив, для того, чтобы происходило половое размножение, должны участвовать два человека противоположного пола, за исключением гермафродитов..
Каждый из родителей будет нести гамету или половые клетки, генерируемые мейотическими событиями. Потомство состоит из уникальных комбинаций между обоими родителями. Другими словами, есть замечательная генетическая изменчивость.
Чтобы понять высокий уровень вариаций полового размножения, мы должны сконцентрировать их на хромосомах во время деления. Эти структуры способны обмениваться фрагментами друг с другом, что приводит к уникальным комбинациям. Поэтому, когда мы наблюдаем, что братья, происходящие от одних и тех же родителей, не идентичны друг другу.
Бесполое размножение
При бесполом делении, где задействована только одна особь, процесс размножения происходит без формирования гамет. Потомство формируется за счет отпочковывания от материнского организма или откладывания в спецорганах.
Существуют следующие виды бесполого размножения:
Деление — преимущественно встречается у простейших организмов, при этом исходная материнская клетка разделяется на две части, образуя идентичное дочернее поколение.
Выделяют следующие подвиды:
- Деление надвое — свойственно доядерным видам;
- митотическое деление — встречается у простейших;
- множественное деление — типичное явление для малярийного плазмодия.
Почкование — характеризуется формированием дочерних организмов в виде выпячиваний на материнском теле. После созревания они отделяются от тела родителя и развиваются дальше самостоятельно. Если дочерние формы не отпочковываются и сохраняют связь с материнским организмом, формируются колонии (представители типа стрекающие).
Пример почкования
Фрагментация — процесс, при котором зрелые особи развиваются из отдельных частей тела взрослой особи (первичноротые, хирофитовые водоросли, водяная чума). Фрагментация возможна благодаря регенеративным способностям организма.
Фрагментация на примере белой планарии
Полиэмбриония — новые особи формируются при разделении зародыша на несколько частей (однояйцевые близнецы).
Вегетативное размножение — зарождение новых особей идет из отдельных органов материнского организма. Формирование молодого растения возможно из корневой системы, ветвей или листьев (редко).
Корень служит основой для образования придаточных почек, из которых развиваются надземные побеги. Новообразованные побеги крепятся к почве с помощью добавочных корней. После гибели материнского корня, проросшие растения начинают самостоятельную жизнь.
Вегетативное размножение способствует быстрому распространению калины, осота, кипрея узколистого. Растения из семейства бобовые или рода Вербейник размножаются при помощи поверхностных побегов, которые стелются по земле и в местах соприкосновения почвы и узлов побегов прорастают добавочные корни. Так растение начинает самостоятельное развитие.
Вегетативное размножение
Спорообразование — характерно для некоторых простейших и растений, которые могут образовывать споры. Споровые клетки, попадая во влажную среду, развиваются, достигая зрелости. Формирование споровых клеток идет в спорангиях – специальных органах покрытосеменных растений. У грибов и водорослей споры образуются из всех клеток тела.
Клонирование — один из видов бесполого размножения, применяемый учеными для копирования исходного генетического материала. Так получают идентичные копии с материнских особей.
Роль бесполого размножения
Организмы, которые размножаются бесполым путем, хорошо адаптируются к плавно изменяющимся условиям окружающей среды. Их потомство всегда множественное, быстро созревает и начинает тоже делиться, что способствует росту численности популяции. Хорошо известные виды с бесполым размножением: гидра, амеба, дрожжевые грибы.
Все клетки нашего организма постоянно обновляются, это возможно благодаря бесполому размножению. Соматические клетки делятся в процессе митоза.
Учитывая быстрые темпы созревания и деления, растения и животные, которые делятся бесполым путем, часто используются селекционерами.
Рост и развитие — свойства живых организмов
Рост и развитие — это свойства живых организмов, реализуемые в процессе их онтогенеза (индивидуального развития). Рост — это увеличение размеров и массы тела с сохранением общего плана строения. В процессе развития организм меняется, он приобретает новые признаки и функциональность, другие — могут быть утеряны. То есть в результате развития возникает новое качественное состояние. У живых организмов обычно рост сопровождается развитием (или развитие ростом). Развитие направлено и необратимо.
Кроме индивидуального развития выделяют историческое развитие жизни на Земле, которое сопровождается образованием новых видов и усложнением жизненных форм.
Хотя рост можно наблюдать и в неживой природе (например, у кристаллов или пещерных сталагмитов), его механизм у живых организмов иной. В неживой природе рост осуществляется за счет простого присоединения вещества к наружной поверхности. Живые организмы растут за счет питательных веществ, поступающих внутрь. При этом у них увеличиваются не столько сами клетки, сколько возрастает их количество.
Вегетативное размножение
Бесполое размножение растений осуществляется при помощи вегетативного способа. Для него необходимы отдельные части тела или органы растений. При этом виде репродукции происходит отделение от материнского экземпляра большой хорошо сформированной части (черенок стебля, корня, часть слоевища), которая дает впоследствии начало новому самостоятельному организму. У растений образуются специальные структуры, которые предназначены для вегетативного размножения:
• Клубень (георгины, картофель) – это стеблевое или корневое утолщение. Новые особи развиваются из пазушных почек на них. Клубни могут перезимовать только один раз, после этого ссыхаются.
• Клубнелуковицы (крокус, гладиолус) – это вздутое основание стебля; листьев не имеет.
• Луковицы (тюльпан, лук) состоят из мясистых листьев и короткого стебля, сверху покрываются остатками прошлогодней листвы; обычно содержат дочерние луковицы, при этом каждая из них способна образовать побег.
• Корневище (астра, валериана) – это растущий горизонтально подземный стебель; он может быть тонким и длинным или толстым и коротким. Корневище имеет листья и почки.
• Столон (смородина, крыжовник) – горизонтальный стебель, который стелется по почве. Он не предназначен для зимовки.
• Корнеплод (морковь, репа) – это утолщенный главный корень, в нем находится запас питательных веществ.
• Ус (лютик, земляника) – представляет собой разновидность столона; растет быстро и содержит листья и почки.
Вообще, способы бесполого размножения, такие как почкование или фрагментация, не отличаются от вегетативного, но традиционно этот термин употребляют по отношению к растениям и только лишь в редких случаях к животным. Этот вид регенерации очень важен в практике растениеводства. Может случиться, что растение (например, груша) имеет какую-то удачную комбинацию признаков. У семян эти характеристики будут наверняка нарушены, так как они появляются при половом размножении, которое связано с рекомбинацией генов. Вот почему при разведении груш обычно практикуют вегетативное размножение – черенками, отводками, прививают почки на другие деревья.
Митоз и мейоз
Гаметы формируются, из диплоидных клеток путем специального типа клеточного деления — мейоза.
Процесс мейоза состоит из двух последовательных делений — мейоза и мейоза.
| Фазы | Процессы |
|---|---|
| Первое деление мейоза | |
|
Профаза I |
Спаривание гомологичных хромосом (одна из них — материнская, другая — отцовская). Образование аппарата деления. Набор хромосом n |
|
Метафаза I |
Расположение гомологичных хромосом по экватору, n хромосом |
|
Анафаза I |
Разделение пар хромосом (состоящих из двух хроматид) и перемещение их к полюсам |
|
Телофаза I |
Образование дочерних клеток Набор хромосом n |
| Второе деление мейоза | |
| Профаза II |
Возникшие в телофазе I дочерние клетки проходят митотическое деление |
|
Метафаза IIАнафаза II |
Центромеры делятся, хроматиды хромосом обеих дочерних клеток расходятся к полюсам. Набор хромосом n |
|
Телофаза II |
Образование четырех гаплоидных ядер или клеток (образование спор у мхов и папоротников) |
Главная особенность мейоза заключается в уменьшении числа хромосом в 2 раза.
Сравнивая митоз и мейоз» можно отметить следующее их сходство и отличие:
| Сходство и отличие | Митоз | Мейоз |
|---|---|---|
| Сходство |
|
|
| Отличие |
Одно деление |
Два сменяющих друг друга деления |
| В метафазе по экватору выстраиваются удвоенные хромосомы |
По экватору выстраиваются пары гомологичных хромосом |
|
| Нет конъюгации хромосом | Гомологичные хромосомы конъюгируют | |
| Между делениями происходит удвоение молекул ДНК (хромосом) | Между 1-м и 2-м делением нет интерфазы и удвоения молекулы ДНК (хромосом) | |
| Образуются две дочерние клетки | Образуются 4 клетки с гаплоидным набором хромосом |
В процессе формирования половых клеток у животных уменьшение числа хромосом происходит на последнем этапе овогенеза и сперматогенеза (образования женских и мужских половых клеток).
Сливаясь, гаметы образуют зиготу (оплодотворенную яйцеклетку), которая несет задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество полового размножения над бесполым.
§ 32. Чередование способов размножения и поколений в жизненном цикле растений
*Образование половых клеток и оплодотворение у покрытосеменных
В § 29—3 выпознакомились с бесполым размножением растений, а сейчас более подробно рассмотрим половое размножение растений на примере покрытосеменных.
Вам уже известно строение и функции генеративного органа покрытосеменных — цветка. Рассмотрим процессы, протекающие в пыльнике тычинки и семязачатке завязи пестика.
Пыльник содержит пыльцевые гнезда (спорангии), в которых происходит образование спор. Из каждой материнской клетки путем деления образуется по четыре одноклеточные гаплоидные споры. Затем каждая спора делится на две клетки: крупную вегетативную и малую генеративную. Они покрываются двойной плотной оболочкой с порами, и образуется пыльцевое зерно (мужское половое поколение). После деления генеративной клетки формируются два спермия (мужские половые клетки без жгутиков). Все клетки в пыльцевом зерне гаплоидны.
Частью цветка, предопределяющей женский пол, является пестик. Он состоит из рыльца, столбика и завязи (см. рисунок в § 0—4). В завязи находится семязачаток (семяпочка), в котором снаружи имеются покровы. На верхушке семязачатка покровы не срастаются, и образуется пыльцевход. Одна из материнских клеток семязачатка вблизи пыльцевхода укрупняется, делится и образует четыре гаплоидные споры. Три из них погибают. Из четвертой споры после нескольких делений ядра и цитоплазмы образуется семь клеток. По три клетки с гаплоидным набором хромосом находится у каждого полюса, а между ними располагается крупная центральная диплоидная клетка. Одна из трех клеток у полюса возле пыльцевхода становится яйцеклеткой. Две соседние клетки называются клетками-синергидами, а три клетки на противоположном полюсе — клетками-антиподами. Образовавшаяся структура из семи клеток с яйцеклеткой представляет собой зародышевый мешок (женское половое поколение).
Перенос пыльцевого зерна из пыльника тычинки на рыльце пестика у покрытосеменных растений называется опылением. Оно может осуществляться с помощью насекомых, ветра, воды, птиц или самоопылением. После попадания на рыльце пестика пыльцевое зерно прорастает: вегетативная клетка вытягивается в длинную пыльцевую трубку, которая растворяет ткань столбика, проникает в полость завязи и через пыльцевход достигает зародышевого мешка. Спермии продвигаются по пыльцевой трубке, попадают в зародышевый мешок. Один из них оплодотворяет яйцеклетку зародышевого мешка, а второй сливается с центральной клеткой.
Этот тип оплодотворения был открыт в 1898 г. русским цитологом С. Г. Навашиным и получил название «двойное оплодотворение». Последовательность его этапов представлена на схеме.
После образования зиготы в зародышевом мешке погибают синергиды. Центральная триплоидная клетка многократно делится, в результате чего образуется эндосперм, который содержит запас питательных веществ. Из зиготы формируется зародыш семени. После его образования антиподы погибают. Формирование семени и плода показано на схеме.
У некоторых растений в образовании околоплодника могут принимать участие чашечка и цветоложе.
Таким образом, семя образуется из семязачатка, а на месте завязи развивается плод.
Биологический смысл двойного оплодотворения весьма велик. В отличие от голосеменных, где эндосперм развивается до оплодотворения, у покрытосеменных эндосперм образуется лишь в случае оплодотворения. Это обеспечивает существенную экономию энергетических ресурсов. Клетки эндосперма содержат триплоидный набор хромосом, что приводит к увеличению размеров клеток и количества питательных веществ, повышающих устойчивость зародыша к неблагоприятным факторам.
Способы оплодотворения
Планета полна разнообразием живых существ, населяющих сушу, небо, море, и все они размножаются по-разному. У некоторых животных оплодотворению предшествует длительный период ухаживания и выбор партнеров. Некоторые выбирают себе пару на всю оставшуюся жизнь. Существуют всевозможные способы размножения животных, но чаще они это делают подобно людям.
Например, собаки занимаются сексом, как люди, только всего два раза в год, когда у самок наступает течка. Многие наблюдали «собачьи свадьбы», когда за самкой бегает стадо кобелей, и она спаривается с ними по очереди, а потом рожает щенков.
Аналогичный процесс «ухаживаний» происходит у кошек: коты дерутся, бегают за самкой, вот только оплодотворить ее может один кот за раз. Однако при повторном спаривании с другим самцом, кошка может родить от обоих сразу.
Размножение и способы оплодотворения у парнокопытных (коней, коров) происходит аналогично.
Оплодотворение у цветковых растений и позвоночных животных
По наличию гамет растительные организмы относят к двудомным и однодомным. Первые — это мужские и женские особи. У однодомных есть и мужские, и женские цветки на одном растении, как у огурца. Двудомные — растения, несущие либо только женские, либо только мужские цветки, как у тополя, облепихи, ивы.
Встречаются двуполые(гермафродитные) организмы. У простейших, кишечнополостных, плоских червей, дождевого червя, некоторых рыб, моллюсков, ящериц, одна и та же особь производит мужские и женские половые клетки. Также, к гермафродитным организмам относятся многие цветковые растения.
Оплодотворением называют процесс слияния мужской клетки и женской, с образованием зиготы. В отличие от гамет, она имеет диплоидный набор хромосом. Зигота делится, из нее развивается зародыш.
Для оплодотворения необходимы следующие условия:
- одновременное созревание мужских и женских половых клеток;
- доставка созревших мужских гамет к женским;
- биологическая совместимость половых клеток.
У растений может происходить оплодотворение мужскими гаметами, произведенными одной особью, женских половых клеток, созревших на другой особи. Возможно, и проникновение собственных сперматозоидов при самоопылении.
Оплодотворение начинается в момент сближения и проникновения сперматозоида в яйцеклетку. Происходит слияние ядер двух половых клеток. Формируются нити веретена первого деления. Образуются две первые клетки нового организма.
Двойное оплодотворение у растений
Опыление — перенос пыльцы, содержащей мужские гаметы (спермии), на рыльце пестика. Только после этого возможно оплодотворение.
Рис. 5 Двойное оплодотворение в цветке
Этапы:
- Пыльца прорастает. Образуется пыльцевая трубка, которая удлиняется в сторону завязи пестика. По этому каналу два спермия передвигаются к зародышевому мешку.
- Один спермий сливается с яйцеклеткой. Образуется зигота, имеющая диплоидный набор хромосом. Впоследствии из зиготы развивается зародыш.
- Второй спермий сливается с центральной, уже диплоидной клеткой. В результате образуется эндосперм — запасающая ткань.
Протекание этапов оплодотворения изучил С.Г. Навашин в 1898 г. Процесс назвали двойным оплодотворением. Участвуют два спермия и одна яйцеклетка. Второй и третий этапы двойного оплодотворения протекают в завязи пестика, где расположен зародышевый мешок с семязачатком.
После оплодотворения происходят митотические деления зиготы, образуется зародыш. Питательные вещества для роста и развития находятся в эндосперме.
Оплодотворение у животных
У позвоночных сближение гамет возможно при синхронизации их выведения из мужского и женского организмов. Облегчает оплодотворение выделение яйцеклеткой особых химических факторов, «направляющих» сперматозоид в пространстве.
