что такое слияние гамет в биологии
Гамета
У некоторых видов возможно и развитие в организме одиночной гаметы (неоплодотворённой яйцеклетки) — партеногенез.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Гетерогамия (от др.-греч. ἕτερος — «иной», «различный» и γάμος — «брак»), анизогамия (от др.-греч. ἄνισος — «неравный» и γάμος) — форма полового процесса, при котором сливаются две морфологически разные (по форме) гаметы. При анизогамии гаметы разделяются на мужские и женские и обладают разным типом спаривания. У многих организмов различается меньшая по размеру микрогамета, которая считается мужской, и большая, менее активно двигающаяся — женская. Характерна для различных зелёных водорослей, мхов.
Соматические клетки (др.-греч. σῶμα — тело) — клетки, составляющие тело (сому) многоклеточных организмов и не принимающие участия в половом размножении. Таким образом, это все клетки, кроме гамет.
Зооспо́ра (др.-греч. ζῷον — животное и σπορά — посев, семя), или зоогони́дий, или бродя́жка — стадия жизненного цикла многих водорослей и некоторых низших грибов. Представляют собой жгутиконосцев, перемещающихся в жидкой среде с помощью биения одного или нескольких жгутиков. Многие водоросли на этой стадии обладают хроматофором, стигмой и сократительными вакуолями. Зооспоры некоторых желто-зелёных водорослей обладают многочисленными ядрами и несколькими парами жгутиков (синзооспоры).
Псевдоаутосо́мные о́бласти (англ. pseudoautosomal region — PAR) — гомологичные участки половых хромосом различного типа; у млекопитающих они, соответственно, находятся на X-хромосоме и Y-хромосоме. Все гены, расположенные в этих областях, есть у обоих полов и наследуются так же, как и любые аутосомные гены, отсюда и название областей.
Плодовая мушка Drosophila melanogaster была введена в качестве модельного организма в генетические эксперименты Томасом Морганом в 1909 году и до настоящего времени является одним из самых любимых модельных организмов среди исследователей, изучающих эмбриональное развитие животных. Малый размер, быстрая смена поколений, высокая плодовитость, прозрачность эмбрионов — делают дрозофилу идеальным объектом для генетических исследований.
Гаметы: понятие, формирование, типы и процесс оплодотворения
Что такое гаметы?
Гаметы – это репродуктивные клетки (половые клетки), которые объединяются во время полового размножения, чтобы сформировать новую клетку, называемую зиготой. Мужские гаметы – сперма, а женские гаметы – яйцеклетки. У семенных растений, пыльца является мужской спермой, производящей гаметофит. Женские гаметы (яйцеклетки) содержатся внутри завязи растения. У животных гаметы производятся в мужских и женских гонадах. Сперматозоиды подвижны и имеют длинный хвостообразный вырост, называемый жгутиком. Однако яйцеклетки не подвижны и относительно велики по сравнению с мужской гаметой.
Образование гамет
Гаметы образуются посредством клеточного деления, называемого мейозом. Этот процесс двухэтапного деления производит четыре дочерние клетки, которые являются гаплоидными. Гаплоидные клетки содержат только один набор хромосом. Когда гаплоидные мужские и женские гаметы объединяются в процесс, называемом оплодотворением, они образуют зиготу. Зигота диплоидна и содержит два набора хромосом.
Типы гамет
Одни мужские и женские гаметы имеют одинаковый размер и форму, в то время как другие отличаются по размеру и форме. У некоторых видов водорослей и грибов мужские и женские половые клетки почти идентичны, и обычно одинаково подвижны. Объединение этих типов гамет известно как изогамия. В некоторых организмах гаметы имеют разные размеры и форму, и их слияние называют анизогамией или гетерогамией. Высшие растения, животные, а также некоторые виды водорослей и грибов проявляют особый тип анизогамии, называемой оогамия. При оогамии женская гамета не подвижна и намного больше, чем мужская гамета.
Гаметы и оплодотворения
Оплодотворение происходит, когда мужские и женские гаметы сливаются. У животных организмов объединение спермы и яйцеклетки происходит в фаллопиевых трубах женского репродуктивного тракта. Миллионы сперматозоидов высвобождаются во время полового акта, которые попадают из влагалища в фаллопиевы трубы.
Сперма специально приспособлена для оплодотворения яйцеклетки. Головная область имеет колпачковое покрытие, называемое акросом, которое содержит ферменты, помогающие клетке спермы проникать в половую железу (наружное покрытие мембраны яичных клеток). По достижении клеточной мембраны яйцеклетки сперматозоидная головка сливается с яйцеклеткой. Проникновение сквозь zona pellucida (оболочка вокруг мембраны яйцеклетки) вызывает выброс веществ, которые изменяют zona pellucida, и предотвращает оплодотворение яйцеклетки другими сперматозоидами. Этот процесс имеет решающее значение, поскольку оплодотворение несколькими клетками спермы или полиспермия вызывает зиготу с дополнительными хромосомами. Это явление смертельно для зиготы.
После оплодотворения два гаплоидных гамета становятся одной диплоидной клеткой или зиготой. У людей это означает, что зигота будет иметь 23 пары гомологичных хромосом в общей сложности 46 хромосом. Зигота продолжит деление посредством митоза и в конечном итоге созревать в полностью функционирующий организм. Пол будущего ребенка, определяется наследованием половых хромосом. Клетки спермы могут иметь один из двух типов половых хромосом – X или Y. Яйцеклетка имеет только один тип половых хромосом – Х. Если клетка спермы с Y-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет мужского пола (XY). Если клетка спермы с X-хромосомой оплодотворит яйцеклетку то, в результате индивидуум будет женского пола (XX).
Биология. 6 класс
Конспект урока
Урок 11. Половое размножение
Перечень вопросов, рассматриваемых на уроке
Яйцеклетка – женская половая клетка (женская гамета) людей и других животных, высших растений, а также многих водорослей.
Сперматозоид – мужская половая клетка (мужская гамета).
Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет, в результате которого формируется зигота (оплодотворенная яйцеклетка).
Зигота – клетка, образующаяся в результате оплодотворения.
*Гинецей – совокупность плодолистиков цветка. Другое определение гинецея – совокупность пестиков в цветке.
*Андроцей – это совокупность тычинок (микроспорофиллов) одного цветка. Тычинка является носителем мужской наследственности.
*Партеногенез – однополое размножение» или «девственное размножение» – одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения.
*Гермафродизм – одновременное или последовательное наличие у организма мужских и женских половых признаков, и репродуктивных органов.
Основная и дополнительная литература по теме
Теоретический материал для самостоятельного изучения
На уроке будут раскрыты особенности полового размножения и его преимущество перед бесполым. Так же рассмотрим процесс полового размножения у цветковых растений. Повторим строение цветка, семени.
У животных чаще встречается раздельнополость, т. е. наличие мужских и женских особей (самцов) и (самок), которые нередко различаются по размерам и внешнему виду (половой деморфизм).
Половые клетки образуются в специальных органах – половых железах.
Мелкие, снабженные жгутиком, подвижные сперматозоиды формируются в семенниках, а крупные неподвижные яйцеклетки (яйца) – в яичниках.
Процесс оплодотворения у многоклеточных животных, как и у одноклеточных, заключается в слиянии мужских и женских гамет. Как правило, затем сразу же происходит и слияние их ядер с образованием диплоидной зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля
Задание 1. Заполните таблицу «Органы выделения животных».
Наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца)
«Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца
Правильный вариант ответа:
Наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца)
Виноградные улитки, плоские черви
«Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца
Пчёлы, некоторые виды ящериц, дафнии, тля
Задание 2. Заполните пропуски в тексте. Оплодотворение у цветковых растений.
Процессу оплодотворения у растений предшествует _________. Как только ___________ попадает на ________ пестика, она начинает прорастать и образуется ___________. В каждой пылинке образуется по паре __________, которые передвигаются к семязачатку. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, они достигают _________ и проникают внутрь _________. К этому времени в завязи образуется ______________.
Процессу оплодотворения у растений предшествует опыление. Как только пыльца попадает на рыльце пестика, она начинает прорастать и образуется пыльцевая трубка. В каждой пылинке образуется по паре спермиев, которые передвигаются к семязачатку. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, они достигают завязи и проникают внутрь семязачатка. К этому времени в завязи образуется зародышевый мешок.
Биология. 10 класс
Конспект урока
Урок 9. «Бесполое и половое размножение. Жизненные циклы разных групп организмов»
3. Перечень вопросов, рассматриваемых в теме;
Данный урок открывает тайны живых организмов в воспроизводстве себе подобных. Знакомит с основными формами и способами размножения организмов разных систематических групп. Позволяет отработать с понятием жизненный цикл организма. Решение задач на хромосомный набор в клетках
4. Глоссарий по теме (перечень терминов и понятий, введенных на данном уроке);
5. Основная и дополнительная литература по теме урока (точные библиографические данные с указанием страниц);
2.Скворцов А., Никишов А., Рохлов В.Универсальное учебное пособие. Биология, 611 классы. Школьный курс. М.: «АСТ-Пресс», 2000. С. 394395.
3. Ващенко О.Л.Биология. Интерактивные дидактические материалы. 611 классы. 2017,С.203205:
6. Открытые электронные ресурсы по теме урока (при наличии);
7. Теоретический материал для самостоятельного изучения;
Формы размножения организмов
Размножение или репродукция – способность организмов воспроизводить себе подобных, в результате чего обеспечивается непрерывность и преемственность жизни.
В основе классификации форм размножения лежит тип деления клеток: митотический (бесполое) и мейотический (половое).
Особенности полового и бесполого размножения
Принимает участие одна особь
Принимают участие две особи
В основе размножения лежит митоз. Дочерние организмы являются точными копиями материнского
Дочерний организм получает комбинацию генов, принадлежащих обоим родителям, и не является точной родительской копией
Гаметы не образуются
Образуются гаметы с гаплоидным набором хромосом, ядра которых сливаются (оплодотворение) образуется зигота, которая несет хромосомы обоих родителей
Встречается у микроорганизмов, грибов, растений и некоторых беспозвоночных животных
Характерно для большинства растений и животных
Приводит к быстрому увеличению числа особей
Происходит медленнее, но особи лучше приспосабливаются к изменению условий среды
Формы и способы размножения организмов
Способы бесполого Способы полового
Половой процесс (коньюгация) –
Деление; обмен частями генетического
Шизогония; материала, количество особей
Почкование; при этом не увеличивается.
Спорообразование; Копуляция – слияние гамет.
Фрагментация; Нетипичное половое размножение:
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.
Деление – способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток.
— простое бинарное деление (прокариоты),
— митотическое деление (простейшие, одноклеточные водоросли),
— множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий).
Во время шизогонии 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. 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 – 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.
Спорообразование – размножение посредством спор. Споры – специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах – спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.
Гаметы – специализированные клетки, которые образуются в половых органах родительских особей (мужской и женской) и затем сливаются с образованием зиготы. Гаметогенез – процесс формирования гамет; основным этапом гаметогенеза является мейоз.
Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет. Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.
В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения:
— Изогамия – форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.
— Гетерогамия (анизогамия) – форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские – крупнее мужских и менее подвижны.
— Овогамия (оогамия) – 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).
Конъюгация – 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.
Гермафродитизм – примитивная форма полового размножения, при котором мужские и женские половые клетки образуются в одном организме. Гермафродитизм делает возможным самооплодотворение, что существенно, в первую очередь, для малоподвижных видов или особей, ведущих одиночное существование. С другой стороны, самооплодотворение препятствует обмену генетическим материалом между особями; многие организмы имеют приспособления, препятствующие самооплодотворению (генетическая несовместимость половых клеток от одного организма, образование мужских и женских гамет в разное время, особое строение цветка, благоприятствующее перекрёстному опылению однодомных растений).
— Гермафродиты, у которых с возрастом меняется пол (рыбы-попугаи, живущие в коралловых рифах, в начале жизни они все – самки, во 2 половине жизни – самцы)
Партеногенез (девственное размножение), форма полового размножения, развитие яйцеклетки без оплодотворения. Образование яйцеклетки происходит путем митоза без перекомбинации и репродукции хромосом. Дочерний организм – точная копия материнского. Встречается у дафний, тлей, трутней, шелкопрядов, скальные ящерицы, одуванчик, ястребинка.
Причины партеногенеза – редкие встречи особей между собой, для быстроты смены поколений.
8. примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля (не менее 2 заданий).
В чём заключается значение полового размножения для эволюции?
Тип вариантов ответов: Текстовые, Графические, Комбинированные.
1) при оплодотворении в зиготе могут возникнуть новые комбинации генов
2) дочерний организм является точной копией родительских организмов
3) благодаря процессу митоза из зиготы формируется зародыш
4) развитие нового организма начинается с деления одной клетки
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):1) приоплодотворении в зиготе могут возникнуть новые комбинации генов.
Вставьте слова в предложение:
Размножение- это способность живых существ …. (А) себе подобных. Различают … (Б) типа размножения. При половом размножении участвуют половые клетки …. (В), при слиянии которых образуется … (Г). При…(Д) размножении принимает участие одна родительская особь.
Тип вариантов ответов: (Текстовые, Графические, Комбинированные).
Правильный вариант/варианты (или правильные комбинации вариантов):
Размножение организмов
Выделяют две основные формы размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение
Бесполое размножение осуществляется только одной родительской особью без участия половых клеток. Появление дочернего организма происходит из соматических клеток.
Делением материнской клетки на дочерние размножаются все бактерии и простейшие (амеба, эвглена зеленая, инфузории, водоросли).
Часто бесполое размножение помогает быстро увеличить численность вида, оно активируется при благоприятных условиях среды. Осенью, при наступлении неблагоприятных условий становится активно половое размножение.
В случае вегетативного размножения дочерний организм представляет собой генетическую копию материнского организма, а также имеет шанс унаследовать мутации в соматических клетках.
У молочной планарии способность к регенерации развита настолько, что, если разделить ее на несколько частей, то из каждой части восстановится полноценный организм.
На настоящий момент бурно развивается направление выращивания искусственных органов, которые могут заменить «естественные» органы, утратившие вследствие болезней свои физиологические и анатомические свойства.
Половое размножение
Осуществляется с помощью особых половых клеток (гамет). Имеет огромное эволюционное значение, так как в результате него образуются особи с новыми комбинациями генов, новыми признаками. Такие особи являются материалом для естественного отбора.
В результате бесполого размножения появляются генетические копии материнских организмов, которые содержат точно такой же набор генов в ДНК. В этом случае при изменении условий среды, если погибает одна особь, рискуют погибнуть все «генетические копии», так как они не обладают разнообразием, имеют одинаковый генотип, а значит одинаково не приспособлены.
Половое размножение в схожих условиях выигрывает значительно, так как создает генетическое разнообразие.
В ходе гаметогенеза у мужских и женских особей образуются половые клетки (гаметы): сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). При оплодотворении происходит их слияние, образуется зигота (2n). Далее следует эмбриональный период развития, который переходит в постэмбриональный.
Важно заметить, что это пример полового процесса без размножения, так как увеличения числа особей не происходит. Однако две разошедшиеся клетки после конъюгации содержат новые комбинации генов, что в дальнейшем приведет к развитию новых признаков и появлению новых свойств у их потомства.
Очевидно, что особи гермафродиты вырабатывают два типа половых клеток: и сперматозоиды (мужские гаметы), и яйцеклетки (женские гаметы). Гермафродитизм чаще встречается у низших, более примитивных животных. Гермафродитами являются многие черви, моллюски, кишечнополостные.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.