Разнообразие организмов. Вирусы – неклеточные формы. Воспроизведение организмов
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Жизнь на Земле чрезвычайно многообразна.

Живые существа впервые появились на Земле примерно три с половиной миллиарда лет назад. Их потомки достигли такого большого разнообразия, что в настоящее время число видов, населяющих Землю, достигает нескольких миллионов.

Среди них есть организмы, состоящие из одной клетки — одноклеточные формы (бактерии и дрожжи), организмы, состоящие из множества клеток — многоклеточные.

Весь мир живых организмов подразделяется на две большие группы:

1.доядерные (прокариоты (от греч. «про» — раньше и «карион» — ядро)) —организмы, имеющие ядерное вещество, но не имеющие ядерной оболочки, 2. ядерные ( эукариоты (от греч. «эу» — настоящий и «кармой» — ядро)) — имеют оформленное ядро с ядерной оболочкой.

Базируясь на основных признаках проявления жизни, особенностях строения и жизнедеятельности организмов, весь современный мир живого на планете систематики делят на 4 царства:

Дробянки,

Растения,

Грибы,

Животные.

Вместе с тем, к этому перечню царств следует добавить представителей доклеточных форм жизни, выделенных в отдельную группу, занимающую промежуточное положение между живой и неживой природой — вирусы (от лат. «вирус» — яд). Это «неклеточные формы жизни», так как они проявляют признаки жизни проникая в клетки живых организмов.

Вирусология — наука, изучающая неклеточные формы жизни.

1892 г. Д.И. Ивановским открыт вирус табачной мозаики.

1917 г. открыт бактериофаг — вирус, поражающий бактерии.

Вирусы являются возбудителями ряда опасных заболеваний: оспы, гепатита, энцефалита, краснухи, кори, бешенства, гриппа и др.

В отличие от клеточных организмов у вирусов отсутствует собственная система метаболизма. Это внутриклеточные паразиты. Вирусы вносят в клетку только свою генетическую информацию. С матрицы вирусной ДНК или РНК — синтезируется иРНК для образования вирусных белков рибосомами инфицированной клетки. Молекула ДНК вирусов, или их геном (совокупность генов), может встраиваться в хромосомы клетки хозяина, не проявляя себя неопределенно долгое время.

Происхождение вирусов. Вирусы представляют собой автономные генетические структуры; предположительно это — обособившиеся генетические элементы клеток, которые эволюционировали вместе с клеточными формами.

Строение вирусов. Существуют ДНК- и РНК-содержащие вирусы. Просто организованные вирусы представляют собой нуклеопротеиды, т. е. состоят из нуклеиновой кислоты и нескольких белков, образующих оболочку — капсид (вирус табачной мозаики). Сложно организованные вирусы имеют дополнительную оболочку — белковую или липопротеиновую (вирусы гриппа, герпеса).

Действие вируса на клетку. Вместе с капельками жидкости межклеточной среды случайно внутрь клетки могут попадать вирусы, предварительно связавшись с особым белком-рецептором на ее поверхности. Рецепторный механизм проникновения вируса в клетку обеспечивает специфичность инфекционного процесса. Так, вирус СПИДа (синдром приобретенного иммунодефицита), содержащий в качестве носителя генетической информации РНК, специфически связывается с клетками крови — лейкоцитами, отвечающими за иммунологическую защиту организма. Бактериофаг вводит полый стержень в клетку бактерии и выталкивает через него ДНК (или РНК), находящуюся в головке.

Геном бактериофага попадает в цитоплазму, а капсид остается снаружи. Инфекционный процесс начинается с проникновения в клетку вирусов и их размножения. Происходят редупликация вирусного генома и самосборка капсида. Накопление вирусных частиц приводит к выходу их из клетки вследствие «взрыва», в результате чего целостность клетки нарушается и она погибает, либо путем почкования.

Размножение в органическом мире:

Половое

С участием гамет

С оплодотворением

Изогамия

Гетерогамия

Оогамия

Без оплодотворения

Партеногенез

Без участия гамет

Гаметангиогамия

Конъюгация

Апогамия

Гологамия

Бесполое

Собственно бесполое

Эндогенные споры (споры, зооспоры)

Экзогенные споры (конидиеспоры)

Шизогония

Почкование (кишечнополостные)

Фрагментация (плоские черви, кишечнополостные)

Личиночное размножение (паразитические черви)

Вегетативное размножение

Грибы: части мицелия, почкование (дрожжи), склероции (спорынья)

Растения: черенками, усами, корневищами, луковицами, отводками…

 

Размножение – это воспроизведение генетически сходных особей данного вида, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни.

Различают следующие формы размножения:

1.Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах.

Различают следующие способы бесполого размножения: деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро­образование, вегетативное размножение.

Деление — способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус — амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.

Почкование — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).

Фрагментация (4) — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.

Полиэмбриония — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).

Вегетативное размножение — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение)

Вегетативный орган Способ вегетативного размножения Примеры

Корень

Корневые черенки Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик
Корневые отпрыски Вишня, слива, осот, бодяк, сирень

Надземные части побегов

Деление кустов Флокс, маргаритка, примула, ревень
Стеблевые черенки Виноград, смородина, крыжовник
Отводки Крыжовник, виноград, черемуха

Подземные части побегов

Корневище Спаржа, бамбук, ирис, ландыш
Клубень Картофель, седмичник, топинамбур
Луковица Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт
Клубнелуковица Гладиолус, крокус  
Лист Листовые черенки Бегония, глоксиния, колеус

Спорообразование (6) — размножение посредством спор. Споры — специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах — спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.

Клонирование — комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей.

Клон — совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление).

2.Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки — гаметы. Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы — клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет — оплодотворение. Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.

Половое размножение – процесс, в котором объединяется генетическая информация от двух особей. Объединение генетической информации может происходить при конъюгации (временном соединении особей для обмена информацией, как это происходит у инфузорий) и копуляции (слиянии особей для оплодотворения) у одноклеточных животных, а также при оплодотворении у представителей разных царств. Особым случаем полового размножения является партеногенез у некоторых животных (тли, трутни пчел). В этом случае новый организм развивается из неоплодотворенного яйца, но до этого всегда происходит образование гамет.

Половое размножение у покрытосеменных растений происходит путем двойного оплодотворения:

в пыльнике цветка образуются гаплоидные пыльцевые зерна, ядра которых делятся на два – генеративное и вегетативное.

Попав на рыльце пестика, пыльцевое зерно прорастает, образуя пыльцевую трубку.

Генеративное ядро делится еще раз, образуя два спермия. Один из них, проникая в завязь, оплодотворяет яйцеклетку, а другой сливается с двумя полярными ядрами двух центральных клеток зародыша, образуя триплоидный эндосперм.

При половом размножении особи разного пола образуют гаметы.

Женские особи производят яйцеклетки, мужские – сперматозоиды, обоеполые особи (гермафродиты) производят и яйцеклетки, и сперматозоиды.

В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения: изогамию, гетерогамию и овогамию.

Изогамия (1) — форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.

Гетерогамия (2) — форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские — крупнее мужских и менее подвижны.

Овогамия (3) — форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками, мужские гаметы, если имеют жгутики, — сперматозоидами, если не имеют, — спермиями.

Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.

Тематические задания

 

А1. Принципиальные различия между половым и бесполым размножением заключаются в том, что половое размножение:

1) происходит только у высших организмов

2) это приспособление к неблагоприятным условиям среды

3) обеспечивает комбинативную изменчивость организмов

4) обеспечивает генетическое постоянство вида

 

А2. Сколько сперматозоидов образуется в результате сперматогенеза из двух первичных половых клеток?

1) восемь

2) две

3) шесть

4) четыре

 

А3. Отличие овогенеза от сперматогенеза заключается в том, что:

1) в овогенезе образуются 4 равноценные гаметы, а в сперматогенезе 1

2) яйцеклетки содержат больше хромосом, чем сперматозоиды

3) в овогенезе образуется 1 полноценная гамета, а в сперматогенезе – 4

4) овогенез проходит с 1 делением первичной половой клетки, а сперматогенез – с двумя

 

А4. Сколько делений исходной клетки происходит при гаметогенезе

1) 2

2) 1

3) 3

4 ) 4

 

А5. Количество образуемых половых клеток в организме, скорее всего, может зависеть от

1) запаса питательных веществ в клетке

2) возраста особи

3) соотношения мужских и женских особей в популяции

4) вероятности встречи гамет друг с другом

 

А6. Бесполое размножение преобладает в жизненном цикле

1) гидры

2) майского жука

3) акулы

4) мухи

 

А7. Гаметы у папоротников образуются

1) в спорангиях

2) на заростке

3) на листьях

4) в спорах

 

А8. Если диплоидный набор хромосом пчел равен 32, то 16 хромосом будет содержаться в соматических клетках

1) пчелиной матки

2) рабочей пчелы

3) трутней

4) всех перечисленных

 

А9. Эндосперм у цветковых растений образуется при слиянии

1) спермия и яйцеклетки

2) двух спермиев и яйцеклетки

3) полярного ядра и спермия

4) двух полярных ядер и спермия

 

А10. Двойное оплодотворение происходит у

1) мха кукушкина льна

2) папоротника орляка

3) ромашки лекарственной

4) сосны обыкновенной

 

В1. Выберите правильные утверждения

1) Образование гамет у растений и животных происходит по одному механизму

2) У всех типов животных яйцеклетки одинакового размера

3) Споры папоротника образуются в результате мейоза

4) Из одного овоцита образуется 4 яйцеклетки

5) Яйцеклетка покрытосеменных растений оплодотворяется двумя спермиями

6) Эндосперм покрытосеменных растений триплоиден.

 

В2. Установите правильную последовательность событий, происходящих при двойном оплодотворении цветковых растений.

A) оплодотворение яйцеклетки и центральной клетки

Б) образование пыльцевой трубки

B) опыление

Г) образование двух спермиев

Д) развитие зародыша и эндосперма

Онтогенез

Онтогенез – это индивидуальное развитие организма от момента образования зиготы до смерти. В ходе онтогенеза проявляется закономерная смена фенотипов, характерных для данного вида.

Различают два типа онтогенеза:

1. Прямой:

– неличиночный (рыбы, птицы, пресмыкающиеся, яйцеклетки богаты питательными веществами, значительная часть онтогенеза в яйце во внешней среде)

– внутриутробный (млекопитающие, обеспечение жизненных функций и развития зародыша материнским организмом через плаценту, роль провизорных органов).

2. Непрямой – когда организм проходит через стадию личинки – зародыша, способного к самостоятельному существованию (насекомые, амфибии, иглокожие), для этого типа онтогенеза характерен метаморфоз – превращение в зрелую особь. Метаморфоз:

неполный (яйцо-личинка-имаго) – свойствен тараканам, саранчовым, клопам. У этих насекомых из яйца выходит личинка, похожая на взрослое насекомое (нимфа) и после каждой линьки происходит постепенный рост имеющихся крыльев и органов размножения. У стрекоз и подёнок личинки живут в водной среде, дышат жабрами и лишены крыльев. При метаморфозе они превращаются в крылатых насекомых, дышащих с помощью дыхалец.

полный (яйцо-личинка-куколка-имаго): у бабочек, жуков, комаров, пчёл, мух и др. развитие протекает с полным метаморфозом, когда питание осуществляется на стадии личинки, а расселение и размножение – на взрослой стадии. При этом в ходе превращений происходит последовательная смена не похожих друг на друга форм: из яйца вылупляется червеобразная личинка, которая после нескольких линек превращается в малоподвижную куколку, а из куколки выходит крылатое взрослое насекомое с тремя парами конечностей. У двоякодышащих рыб личинка, имеющая наружные жабры, превращается во взрослую особь с жабрами, лежащими в полости тела, а также имеющую лёгкое.
У земноводных похожий на малька рыб головастик, обитающий в воде, превращается в лягушонка с лёгкими, конечностями, костными зубами, который выходит на сушу.

Этапы онтогенеза:

1. Пренатальный (дородовой, эмбриональный) – от образования зиготы до выхода из яйцевых оболочек или рождения; организм не способен к самостоятельному существованию, развивается внутри материнского организма и полностью зависит от него.

Стадии:

зиготы;

бластулы – стадия развития многоклеточного зародыша после дробления зиготы (митотического деления с самоудвоением ДНК, но без роста клеток). Все ядра клеток-бластомеров диплоидные, с абсолютно одинаковой генетической информацией. Обычно бластула состоит из 64 бластомеров. Зигота в процессе бластуляции не увеличивается в размерах, увеличивается число клеток, из которых она состоит; образуется однослойный зародыш, покрытый бластодермой, формируется первичная полость тела – бластоцель;

гаструлы – стадия образования зародышевых листков – эктодермы, энтодермы (у двухслойных кишечнополостных и губок) и мезодермы (у трехслойных многоклеточных животных). У кишечнополостных животных на этой стадии формируются специализированные клетки, такие как стрекательные, половые, кожно-мускульные и т.д. Процесс образования гаструлы называется гаструляцией.

Нейрулы – стадии закладки отдельных органов.

Гисто– и органогенеза – стадии появления специфических функциональных, морфологических и биохимических различий между отдельными клетками и частями развивающегося зародыша. У Позвоночных животных в органогенезе можно выделить:

а) нейрогенез – процесс формирования нервной трубки (головного и спинного мозга) из эктодермального зародышевого листка, а также кожного покрова, органов зрения и слуха;

б) хордогенез – процесс формирования из мезодермы хорды, мышц, почек, скелета, кровеносных сосудов;

в) процесс формирования из энтодермы кишечника и связанных с ним органов – печени, поджелудочной железы, легких. Последовательное развитие тканей и органов, их дифференцировка происходит благодаря эмбриональной индукции – влиянию одних частей зародыша на развитие других частей. Это связано с деятельностью белков, которые включаются в работу на определенных стадиях развития зародыша. Белки регулируют активность генов, определяющих признаки организма. Таким образом, становится понятным, почему признаки определенного организма появляются постепенно. Все гены никогда не включаются в работу вместе. В конкретное время работает лишь часть генов.

2. Постнатальный (послеродовой, постэмбриональный) – с момента рождения до смерти; самостоятельное питание, передвижение и т.д.

Важнейшим событием онтогенеза является возможность осуществления размножения, по этому признаку выделяют следующие периоды постнатального этапа онтогенеза:

– дорепродуктивный (особь не способна к размножению) подразделяют на эмбриональный и ювенильный;

– репродуктивный (наиболее стабильное состояние);

– пострепродуктивный – связан со старением, характерно прекращение участия в размножении, устойчивость снижается. Различают внешние признаки старости (снижение эластичности кожи, поседение волос, развитие дальнозоркости) и внутренние (обратное развитие органов, снижение эластичности кровеносных сосудов, нарушение кровоснабжения мозга, деятельности сердца и др.). Все это приводит к снижению жизнеспособности и повышению вероятности гибели.

Постэмбриональный период человека подразделяется на следующие периоды:

– грудничковый (от рождения до 4 недель);

– грудной (от 4 недель до года);

– дошкольный (ясельный, средний, старший);

– школьный (ранний, подростковый);

– репродуктивный (молодой до 45 лет, зрелый до 65 лет);

– пострепродуктивный (пожилой до 75 лет и старческий – после 75 лет).

 

Онтогенез - индивидуальное развитие организма, состоит из 3 перио­дов:

Прогенез - созревание гамет и их слияние с образованием зиготы.

Эмбриональный период (или эмбриогенез) – с момента образования зиготы до рождения или выхода организма из яйцевых оболочек. Этапы эмбриогенеза: дробление, в результате которого образуется бластула; гаструляция, в процессе которой возникают зародышевые листки (эктодерма, энтодерма и мезодерма); образование тканей и органов. Спо­соб дробления зиготы зависит от количества желтка и характера его рас­пределения в цитоплазме яйцеклетки. Различают полное и неполное дроб­ление. Полное дробление может быть равномерным и неравномерным, а неполное – дискоидальным и краевым. Процесс гаструляцииосуществляется разными способами и зависит от строения бластулы, т.е., в конечном счете, от количества желтка в яйцеклетке. Для гаструляции характерны перемещения и дифференцировка кле­ток, в результате чего образуется двух- или трехслойный зародыш. После завершения гаструляции происходит развитие осевого ком­плекса: хорды, нервной трубки, туловищной мезодермы; стадия нейрулы. Процесс дифференцировки клеток определяется многими механизмами, среди которых важную роль играет эмбриональная индукция.

Постэмбриональный период начинается после рождения или вы­хода организма из яйцевых оболочек. В нем различают прямое развитие, которое проходит без личиночной стадии, и непрямое развитие, при кото­ром имеется личиночная стадия, заканчивающаяся превращением (метаморфозом) во взрослую особь.

Тематические задания

 

А1. Двухслойное строение тела характерно для

1) кольчатых червей

2) насекомых

3) кишечнополостных

4) простейших

 

А2. Мезодермы нет у

1) дождевого червя

2) майского жука

3) кораллового полипа

4) крысы

 

А3. Прямое развитие происходит у

1) лягушки

2) саранчи

3) мухи

4) пчелы

 

А4. В результате дробления зиготы образуется

1) гаструла

2) бластула

3) нейрула

4) мезодерма

 

А5. Из энтодермы развивается

1) аорта

2) мозг

3) легкие

4) кожа

 

А6. Отдельные органы многоклеточного организма закладываются на стадии

1) бластулы

2) гаструлы

3) оплодотворения

4) нейрулы

 

А7. Бластуляция – это

1) рост клеток

2) многократное дробление зиготы

3) деление клетки

4) увеличение зиготы в размерах

 

А8. Гаструла зародыша собаки – это:

1) зародыш с образовавшейся нервной трубкой

2) многоклеточный однослойный зародыш с полостью тела

3) многоклеточный трехслойный зародыш с полостью тела

4) многоклеточный двухслойный зародыш

 

А9. Дифференциация клеток, органов и тканей происходит в результате

1) действия определенных генов в определенное время

2) одновременного действия всех генов

3) гаструляции и бластуляции

4) развития определенных органов

 

А10. Какая стадия эмбрионального развития позвоночных животных представлена множеством неспециализированных клеток?

1) бластула

2) гаструла

3) ранняя нейрула

4) поздняя нейрула

 

В1. Что из перечисленного относится к эмбриогенезу?

1) оплодотворение

2) гаструляция

3) нейрогенез

4) сперматогенез

5) дробление

6) овогенез

 

В2. Выберите признаки, характерные для бластулы

1) зародыш, у которого сформирована хорда

2) многоклеточный зародыш с полостью тела

3) зародыш из 32 клеток

4) трехслойный зародыш

5) 1слойный зародыш с полостью тела

6) зародыш из 1 слоя клеток


Дата: 2018-12-21, просмотров: 461.