Prirodna selekcija. On odlučuje koje su prilagodbe za dato stanište povoljne, a koje nisu toliko poželjne. Ako je adaptacija povoljna, onda će organizmi koji imaju , koji kodiraju tu osobinu, živjeti dovoljno dugo da se razmnožavaju i prenesu svoje gene na sljedeću generaciju.
Da bi prirodna selekcija djelovala na populaciju, mora postojati raznolikost. Da bi se postigla raznolikost kod pojedinaca, potrebna je različita genetika i ekspresija. Sve to ovisi o načinu reprodukcije određene vrste.
Aseksualna reprodukcija
Aseksualna reprodukcija je proizvodnja potomstva od jednog roditelja, koja nije praćena parenjem ili miješanjem gena. Aseksualna reprodukcija rezultira kloniranjem roditelja, što znači da potomstvo ima identičan DNK kao i njegov predak. Po pravilu nedostaje raznolikost vrsta iz generacije u generaciju.
Jedan od načina da se stekne raznolikost vrsta je mutacija na nivou DNK. Ako dođe do greške u procesu ili kopiranju DNK, tada će se ta greška prenijeti na potomstvo, eventualno mijenjajući njihove osobine. Međutim, neke mutacije ne mijenjaju fenotip, tako da sve promjene u aseksualnoj reprodukciji ne dovode do varijacija u potomstvu.
Seksualna reprodukcija
Seksualna reprodukcija se događa kada se ženska reproduktivna stanica (jaje) spoji s muškom (spermatozoidom). Potomstvo je genetska kombinacija majke i oca, pri čemu polovina njegovih hromozoma dolazi od jednog roditelja, a druga polovina od drugog. Ovo osigurava da se potomci genetski razlikuju od svojih roditelja, pa čak i braće i sestara.
Mutacije se također mogu pojaviti u spolno razmnožavajućim vrstama kako bi se dodatno povećala raznolikost potomstva. Proces koji stvara (polne ćelije) koje se koriste za reprodukciju također pomaže povećanju raznolikosti. Osigurava da su rezultirajuće gamete genetski različite. Nezavisno regrutovanje tokom mejoze i nasumične oplodnje takođe utiče na mešanje gena i omogućava potomstvu da se bolje prilagodi svom okruženju.
Reprodukcija i evolucija
Općenito se vjeruje da seksualna reprodukcija više doprinosi evoluciji nego aseksualna, budući da ima mnogo više. Evolucija aseksualne populacije obično je olakšana iznenadnom mutacijom.
Seksualna reprodukcija uključuje formiranje novih jedinki ne iz dijelova roditeljskog organizma, kao kod aseksualne reprodukcije, već iz zigota nastalog spajanjem muških i ženskih reproduktivnih stanica. Seksualno razmnožavanje u prirodi javlja se kod većine vrsta i ima prednosti u odnosu na aseksualno razmnožavanje, jer kombinuje nasljedni materijal roditeljskih organizama.
Gamete
Polne ćelije, ili gamete, razlikuju se po strukturi od drugih ćelija u telu.
Gamete imaju prepolovljenu količinu nasljednih informacija (broj kromosoma). To se postiže mejozom, posebnom vrstom diobe karakteristične za gamete u razvoju.
U biljkama se organi u kojima dolazi do razvoja zametnih stanica (gametogeneza) nazivaju gametangija. Sama biljka na kojoj se razvijaju gamete naziva se gametofit.
Ženske gamete nazivaju se jajima, a muške spolne stanice se nazivaju spermatozoida ili spermatozoida (ako imaju bičak).
Rice. 1. Polne ćelije.
Kod muških životinja gamete se razvijaju u gonadama koje se zovu testisi, a kod ženki - jajnici.
TOP 4 člankakoji čitaju uz ovo
Gamete se razlikuju po veličini i sposobnosti kretanja između vrsta. Kod sisara i ljudi jaja su velika i nepokretna, dok su spermatozoidi mali i pokretni.
Gnojidba
Zrele polne ćelije mogu se kombinovati sa gametama drugog pola. Ovaj proces se zove oplodnja i kod različitih životinja se javlja u dva oblika:
- spoljna oplodnja , koji se javljaju izvan tijela (vodozemci, ribe);
- interni kada se spolne ćelije sretnu unutar ženskog tijela.
Oplođeno jaje (zigot) ima pun set hromozoma, pola od oca, a pola od majke.
Dioecija i hermafroditizam
Kod nekih vrsta biljaka i životinja, i muške i ženske gamete se razvijaju u tijelu jedne jedinke. Takve vrste nazivaju se hermafroditima.
Primjeri hermafroditskih vrsta su:
- brancin;
- veliki ribnjački puž;
- glista;
- bikovska trakavica.
Ako vrsta ima odvojene muške i ženske organizme, što je slučaj u većini slučajeva, onda se za ove životinje kaže da su dvodomne.
Kada muški i ženski organizmi iste vrste imaju primjetne razlike u vanjskoj strukturi ili boji, kaže se da je vrsta karakterizirana seksualnim dimorfizmom.
Rice. 2. Spolni dimorfizam.
Vrste seksualne reprodukcije
Pored same seksualne reprodukcije, sa fuzijom zametnih ćelija postoje druge vrste:
- partenogeneza;
- fuzija jednoćelijskih organizama;
- konjugacija.
U partenogenezi, potomci se razvijaju iz neoplođenih jaja.
Partenogeneza se javlja u
- mravi;
- lisne uši;
- pčele;
- karasi itd.
Tokom partenogeneze nema razmjene nasljednog materijala i svo potomstvo je slično majčinom organizmu.
Konjugacija je seksualna reprodukcija bez stvaranja zametnih stanica. Karakteristično, na primjer, za alge. Ćelije različitih pojedinaca rastu zajedno neko vrijeme i razmjenjuju genetski materijal.
Kod jednoćelijskih algi dolazi do spajanja cijelih matičnih stanica, nakon čega slijedi podjela na 4 ćelije.
Rice. 3. Seksualno razmnožavanje algi.
Kod biljaka se spolno razmnožavanje obično kombinira s vegetativnom reprodukcijom. Na primjer, luk se obično razmnožava izbojcima - lukovicama, ali luk se odlikuje i spolnom reprodukcijom, cvjeta i formira sjeme nakon oprašivanja.
Prosječna ocjena: 4 . Ukupno primljenih ocjena: 225.
Pošaljite svoj dobar rad u bazu znanja je jednostavno. Koristite obrazac ispod
Studenti, postdiplomci, mladi naučnici koji koriste bazu znanja u svom studiranju i radu biće vam veoma zahvalni.
Objavljeno na http://www.allbest.ru/
KGBOU NPO
Stručna škola br. 80
Zvanje 110800.03 Električar za popravke i
Održavanje električnih instalacija
U poljoprivrednoj proizvodnji
Grupa br. 153
Tema: Seksualna reprodukcija i njen biološki značaj
Student: A.E. Petrenko
Nastavnik: M.A. Varochkin
1. Seksualna reprodukcija
U seksualnoj reprodukciji, potomci nastaju fuzijom genetskog materijala iz haploidnih jezgara. Obično su ove jezgre sadržane u specijalizovanim zametnim ćelijama - gametama; Tokom oplodnje, gamete se spajaju i formiraju diploidnu zigotu, koja tokom razvoja proizvodi zreli organizam. Gamete su haploidne - sadrže jedan skup hromozoma koji je rezultat mejoze; služe kao veza između ove i sljedeće generacije (tokom spolnog razmnožavanja cvjetnica ne spajaju se ćelije, već jezgre, ali se obično te jezgre nazivaju i gamete.)
Mejoza je važna faza u životnim ciklusima koji uključuju seksualnu reprodukciju, jer dovodi do smanjenja količine genetskog materijala za polovicu. Zahvaljujući tome, u nizu generacija koje se razmnožavaju spolno, ovaj broj ostaje konstantan, iako se tokom oplodnje svaki put udvostručuje. Tokom mejoze, kao rezultat nasumične divergencije hromozoma (nezavisna distribucija) i razmene genetskog materijala između homolognih hromozoma (crossing over), pojavljuju se nove kombinacije gena u jednoj gameti, a takvo mešanje povećava genetsku raznolikost. Fuzija haploidnih jezgara sadržanih u gametama naziva se oplodnja ili singamija; dovodi do formiranja diploidnog zigota, odnosno ćelije koja sadrži po jedan hromozomski set od svakog roditelja. Ova kombinacija dva seta hromozoma u zigoti (genetska rekombinacija) predstavlja genetsku osnovu intraspecifične varijacije. Zigota raste i razvija se u zreli organizam sljedeće generacije. Dakle, tokom polne reprodukcije u životnom ciklusu dolazi do smjene diploidne i haploidne faze, a kod različitih organizama te faze poprimaju različite oblike.
Gamete obično dolaze u dvije vrste, muške i ženske, ali neki primitivni organizmi proizvode samo jednu vrstu gameta. U organizmima koji proizvode dvije vrste gameta, mogu ih proizvoditi muški i ženski roditelji, odnosno, ili može biti da ista osoba ima i muške i ženske reproduktivne organe. Vrste u kojima postoje odvojene muške i ženske jedinke nazivaju se dvodomne; takvi su većina životinja i ljudi. Među cvjetnicama postoje i dvodomne vrste; Ako se kod jednodomnih vrsta muški i ženski cvjetovi formiraju na istoj biljci, kao na primjer kod krastavca i lijeske, onda kod dvodomnih vrsta neke biljke nose samo muške, a druge samo ženske cvjetove, kao kod božikovine ili tise.
Hermafroditizam.
Partenogeneza.
Partenogeneza je jedna od modifikacija seksualne reprodukcije u kojoj se ženska gameta razvija u novu jedinku bez oplodnje od strane muške gamete. Partenogenetska reprodukcija se javlja i u životinjskom i u biljnom carstvu i ima prednost u povećanju stope reprodukcije u nekim slučajevima.
Postoje dvije vrste partenogeneze - haploidna i diploidna, ovisno o broju hromozoma u ženskoj gameti. Kod mnogih insekata, uključujući mrave, pčele i ose, različite kaste organizama nastaju unutar date zajednice kao rezultat haploidne partenogeneze. Kod ovih vrsta dolazi do mejoze i formiraju se haploidne gamete. Neka jaja su oplođena i razvijaju se u diploidne ženke, dok se neoplođena jaja razvijaju u plodne haploidne mužjake. Na primjer, kod medonosne pčele matica polaže oplođena jajašca (2n = 32), koja se razvijaju u ženke (matice ili radilice), i neoplođena jaja (n = 16), koja proizvode mužjake (trutove) koji proizvode spermu mitozom, a ne mejoza. Šematski je prikazan razvoj jedinki ova tri tipa kod pčele. Ovaj mehanizam reprodukcije kod društvenih insekata ima adaptivni značaj, jer omogućava regulaciju broja potomaka svake vrste.
Kod lisnih uši dolazi do diploidne partenogeneze u kojoj ženske jajne ćelije prolaze kroz poseban oblik mejoze bez segregacije hromozoma – svi kromosomi prelaze u jaje, a polarna tijela ne primaju niti jedan kromosom. Jaja se razvijaju u majčinom tijelu, tako da se mlade ženke rađaju potpuno formirane, umjesto da se izlegu iz jaja. Ovaj proces se naziva živopisnost. Može se nastaviti nekoliko generacija, posebno ljeti, sve dok se u jednoj od stanica ne dogodi skoro potpuna nedijunkcija, što rezultira stanicom koja sadrži sve parove autosoma i jedan X hromozom. Iz ove ćelije mužjak se razvija partenogenetski. Ovi jesenji mužjaci i partenogenetske ženke proizvode haploidne gamete putem mejoze koje sudjeluju u seksualnoj reprodukciji. Oplođene ženke polažu diploidna jaja, koja prezimljuju, a u proljeće se izlegu u ženke koje se partenogenetski razmnožavaju i rađaju živo potomstvo. Nakon nekoliko partenogenetskih generacija slijedi generacija koja je rezultat normalne spolne reprodukcije, koja unosi genetsku raznolikost u populaciju kroz rekombinaciju. Glavna prednost koju partenogeneza daje lisnim ušima je brz rast populacije, budući da su svi njeni zreli članovi sposobni polagati jaja. Ovo je posebno važno u periodima kada su uslovi životne sredine povoljni za postojanje velike populacije, odnosno tokom letnjih meseci.
Partenogeneza je široko rasprostranjena u biljkama, gdje ima različite oblike. Jedan od njih, apomiksis, je partenogeneza, koja simulira seksualnu reprodukciju. Apomiksis se uočava kod nekih cvjetnica u kojima se diploidna stanica ovula, bilo nucelus ili megaspora, razvija u funkcionalni embrion bez sudjelovanja muške gamete. Ostatak semena formira seme, a jajnik se razvija u plod. U drugim slučajevima potrebno je prisustvo polenovog zrna, koje stimuliše partenogenezu, iako ne klija; polenovo zrno izaziva hormonalne promjene neophodne za razvoj embrija, a u praksi je takve slučajeve teško razlikovati od prave seksualne reprodukcije.
2. Seksualna reprodukcija kod ljudi
Muški reproduktivni sistem.
seksualne haploidne sperme
Muški reproduktivni sistem se sastoji od parnih testisa (testisa), sjemenovoda, niza pomoćnih žlijezda i penisa (penisa). Testis je složena cjevasta žlijezda jajolikog oblika; zatvorena je u kapsulu - tunica albuginea - i sastoji se od otprilike hiljadu visoko zavijenih sjemenih tubula, uronjenih u vezivno tkivo koje sadrži intersticijalne (Leydigove) ćelije. Seminiferni tubuli proizvode gamete - spermatozoide (spermatozoide), a intersticijske ćelije proizvode muški polni hormon testosteron. Testisi se nalaze izvan trbušne duplje, u skrotumu, pa se spermatozoidi razvijaju na temperaturi koja je 2-3°C niža od temperature unutrašnjih delova tela. Niža temperatura skrotuma je dijelom određena njegovim položajem, a dijelom horoidnim pleksusom kojeg čine arterija i vena testisa i koji djeluje kao protustrujni izmjenjivač topline. Kontrakcije posebnih mišića pomiču testise bliže ili dalje od tijela, ovisno o temperaturi zraka, kako bi se temperatura u skrotumu održala na nivou optimalnom za proizvodnju sperme. Ako je muškarac dostigao pubertet, a testisi se nisu spustili u skrotum (stanje koje se zove kriptorhizam), on ostaje zauvijek sterilan, a kod muškaraca koji nose preuske gaće ili se kupaju u vrlo vrućim kupkama, proizvodnja sperme može biti toliko smanjena da dovodi do do neplodnosti. Samo nekoliko sisara, uključujući kitove i slonove, ima testise u trbušnoj šupljini cijeli život.
Seminiferni tubuli dostižu 50 cm dužine i 200 µm u prečniku i nalaze se u područjima koja se nazivaju lobuli testisa. Oba kraja tubula su kratkim, ravnim sjemenim tubulima povezani sa središnjim dijelom testisa - rete testisom. Ovdje se sperma sakuplja u 10-20 eferentnih tubula; duž njih se prenosi do glave epididimisa, gdje se koncentriše kao rezultat reapsorpcije tekućine koju izlučuju sjemeni tubuli. U glavi epididimisa spermatozoidi sazrijevaju, nakon čega prolaze duž uvijenog 5-metarskog eferentnog tubula do baze epididimisa; ovdje ostaju kratko prije ulaska u sjemenovod. Semenovod je ravna cijev dužine oko 40 cm, koja zajedno sa arterijom i venom testisa čini spermatičnu vrpcu i prenosi spermu do uretre (uretre), koja prolazi unutar penisa. Prikazan je odnos između ovih struktura, muških pomoćnih žlijezda i penisa.
Razvoj spermatozoida (spermatogeneza).
Spermatozoidi (spermatozoidi) se formiraju kroz niz uzastopnih dioba stanica, koje se zajednički nazivaju spermatogeneza, nakon čega slijedi složen proces diferencijacije koji se naziva spermiogeneza. Proces formiranja sperme traje otprilike 70 dana; po 1 g težine testisa, dnevno se proizvodi 107 spermatozoida. Epitel sjemenog tubula sastoji se od vanjskog sloja germinalnih epitelnih stanica i otprilike šest slojeva stanica nastalih kao rezultat ponovljenih dioba stanica ovog sloja; ovi slojevi odgovaraju uzastopnim fazama razvoja spermatozoida. Prvo, podjela germinalnih epitelnih stanica dovodi do brojnih spermatogonija, koje se povećavaju i postaju spermatociti prvog reda. Ovi spermatociti, kao rezultat prve mejotičke diobe, formiraju haploidne spermatocite drugog reda, nakon čega prolaze kroz drugu mejotičku diobu i pretvaraju se u spermatide. Između „lanaca“ ćelija u razvoju nalaze se velike Sertolijeve ćelije, ili trofičke ćelije, koje se nalaze u čitavom prostoru od spoljašnjeg sloja tubula do njegovog lumena.
Spermatociti se nalaze u brojnim invaginacijama na bočnim površinama Sertolijevih ćelija; ovdje se pretvaraju u spermatide, a zatim se kreću do onog ruba Sertolijeve ćelije, koji je okrenut prema lumenu sjemenog tubula, gdje sazrijevaju, formirajući spermu. Očigledno, Sertolijeve ćelije pružaju mehaničku podršku, zaštitu i ishranu sazrevanju spermatozoida. Svi hranjivi sastojci i kisik koji se isporučuju gametama u razvoju kroz krvne žile koje okružuju sjemene tubule, i metabolički otpad koji se oslobađa u krv, prolaze kroz Sertolijeve stanice. Ove ćelije takođe luče tečnost sa kojom spermatozoidi putuju kroz tubule.
Sperma.
Spermatozoidi, ili spermatozoidi, su vrlo male, pokretne muške gamete koje proizvode muške gonade-testisi; njihov broj je u milionima. Oblik sperme varira kod različitih životinja, ali je njihova struktura ista. Svaka sperma se može podijeliti u pet dijelova. U glavi sperme nalazi se jezgro koje sadrži haploidni broj hromozoma i prekriveno je akrosomom. Akrosom, posebna struktura omeđena membranom, sadrži hidrolitičke enzime koji olakšavaju prodiranje sperme u oocitu neposredno prije oplodnje; stoga se funkcionalno može smatrati uvećanim lizozomom. Kratki vrat sperme sadrži par centriola koji leže pod pravim uglom jedan prema drugom. Mikrotubule jedne od centriola se izdužuju, formirajući aksijalni filament flageluma, koji se proteže duž ostatka sperme. Srednji dio je proširen zbog brojnih mitohondrija koje sadrži, sklopljenih u spiralu oko flageluma. Ove mitohondrije obezbeđuju energiju za kontraktilne mehanizme koji obezbeđuju kretanje flageluma. Glavni i repni dijelovi sperme imaju strukturu karakterističnu za flagele: poprečni presjek prikazuje tipičnu strukturu "9 + 2" - 9 pari perifernih mikrotubula koji okružuju par centralnih mikrotubula.
Ako glavu ljudske sperme pogledate odozgo, ona izgleda okrugla, a kada se gleda sa strane, izgleda spljoštena. Samo kretanje biča nije dovoljno da sperma pređe udaljenost od vagine do mjesta gdje se oplodnja dogodi. Glavni lokomotorni zadatak spermatozoida je da se roje oko jajne ćelije i da se orijentišu na specifičan način pre nego što prodru u membrane oocita.
Ženski reproduktivni sistem.
Uloga žene u reproduktivnom procesu je mnogo veća od uloge muškarca i uključuje interakciju između hipofize, jajnika, materice i fetusa. Ženski reproduktivni sistem se sastoji od parnih jajnika i jajovoda, materice, vagine i spoljašnjih genitalija.
Jajnici su pričvršćeni za zid trbušne šupljine naborom peritoneuma i obavljaju dvije funkcije: proizvode ženske spolne stanice i luče ženske spolne hormone. Jajnik je bademastog oblika, sastoji se od vanjskog korteksa i unutrašnje moždine, a zatvoren je u membranu vezivnog tkiva koja se naziva tunica albuginea. Vanjski sloj korteksa sastoji se od zametnih epitelnih stanica iz kojih se formiraju gamete. Korteks se formira razvijanjem folikula, a medula se sastoji od strome koja sadrži vezivno tkivo, krvne sudove i zrele folikule.
Jajovod je mišićna cijev duga oko 12 cm kroz koju ženske gamete napuštaju jajnik i ulaze u maternicu. Otvor jajovoda završava produžetkom, čiji rub čini fimbriju, približavajući se jajniku tokom ovulacije. Lumen jajovoda je obložen trepljastim epitelom; Kretanje ženskih gameta u maternicu je olakšano peristaltičkim pokretima mišićnog zida jajovoda.
Uterus je vreća sa debelim zidovima dužine oko 7,5 cm i širine 5 cm, koja se sastoji od tri sloja. Vanjski sloj se naziva seroza. Ispod njega je najdeblji srednji sloj - miometrijum; formiraju ga snopovi glatkih mišićnih ćelija koje su tokom porođaja osetljive na oksitocin. Unutrašnji sloj - endometrijum - je mekan i gladak; sastoji se od epitelnih ćelija, jednostavnih cjevastih žlijezda i spiralnih arteriola koje opskrbljuju stanice krvlju. Tokom trudnoće, šupljina maternice se može povećati 500 puta - sa 10 cm3 na 5000 cm3. Donji ulaz u matericu je cerviks, koji povezuje matericu sa vaginom. Ulaz u vaginu, vanjski otvor uretre i klitoris prekriveni su dvama naborima kože - velikim i malim usnama, formirajući vulvu. Klitoris je mala formacija sposobna za erekciju, homologna muškom penisu. U zidovima vulve nalaze se Bartholinove žlijezde koje luče sluz prilikom seksualnog uzbuđenja, koja vlaži vaginu tokom odnosa.
Menstrualnog ciklusa.
Kod muškaraca, formiranje i oslobađanje gameta je kontinuiran proces, koji počinje početkom puberteta i nastavlja se tokom života. Kod žena je to cikličan proces, koji se ponavlja otprilike svakih 28 dana i povezan s promjenama u strukturi i funkcijama cijelog reproduktivnog sistema. Ovaj proces se naziva menstrualni ciklus i može se podijeliti u četiri faze. Događaji koji se dešavaju tokom menstrualnog ciklusa uključuju jajnike (ovarijalni ciklus) i matericu (uterini ciklus) i regulišu ih hormoni jajnika, čije lučenje zauzvrat regulišu gonadotropini hipofize.
Ovarijalni ciklus.
Kod odrasle žene ciklus jajnika počinje razvojem nekoliko primarnih folikula (koji sadrže oocite prvog reda) pod utjecajem folikulostimulirajućeg hormona (FSH) koji luči prednja hipofiza. Od ovih folikula, samo jedan nastavlja da raste, dok su ostali uništeni kao rezultat degenerativnog procesa (folikularna atrezija). Ćelije granulozne membrane rastućeg folikula proliferiraju, formirajući vanjski vlaknasti sloj debljine nekoliko ćelija, nazvan theca extema, i unutrašnji sloj bogat krvnim sudovima, theca interna. Granulozne ćelije luče folikulsku tečnost, koja se akumulira u šupljini folikula. Luteinizirajući hormon (LH), koji luči hipofiza, stimulira stanice, uzrokujući da proizvode steroide, uglavnom estradiol. Povećanje nivoa estradiola tokom folikularne faze deluje na hipofizu po principu negativne povratne sprege, izazivajući smanjenje nivoa FSH u krvi (4-11. dani); Nivo LH ostaje nepromijenjen. Nivoi estrogena dostižu maksimum otprilike tri dana prije ovulacije i u to vrijeme djeluju na hipofizu prema principu pozitivne povratne informacije, stimulirajući oslobađanje i FSH i LH. Vjeruje se da je FSH neophodan za stimulaciju rasta folikula, ali dalji razvoj folikula kontrolira prvenstveno LH. Granulozne ćelije se nalaze na periferiji, jajna ćelija je pomerena na jednu stranu folikula, ali je i dalje okružena slojem granuloznih ćelija. Zreli folikul, nazvan Graafova vezikula, doseže otprilike 1 cm u prečniku i strši iznad površine jajnika u obliku tuberkula. Tačan mehanizam ovulacije nije poznat, ali se vjeruje da su uključeni LH, FSH i prostaglandini.
Tokom ovulacije, oocita drugog reda se odvaja od zida rupturiranog folikula, izlazi u trbušnu šupljinu i ulazi u jajovod.
Tipično, svakog mjeseca jedan od jajnika oslobodi samo jednu jajnu ćelije, tako da se ovulacija događa naizmjenično u jednom ili drugom jajniku. Ovulirana oocita je stanica čije je jezgro u metafazi 1 mejoze; okružena je slojem ćelija zvanim zona pellucida i slojem granuloze ćelija (corona radiata), koji štiti oocitu do oplodnje. Nakon ovulacije, nivo LH pada na nivo karakterističan za folikularnu fazu, a pod uticajem drugog gonadotropina - prolaktina - ćelije rupturiranog folikula se menjaju, formirajući žuto telo. Žuto tijelo počinje lučiti još jedan ženski hormon - progesteron - i male količine estrogena. Ova dva hormona održavaju normalnu strukturu endometrijuma koji oblaže maternicu i inhibiraju oslobađanje FSH i LH, djelujući na principu negativne povratne sprege na hipotalamus. Ako do oplodnje ne dođe, tada pod utjecajem faktora koji će biti opisani kasnije dolazi do involucije žutog tijela i ostaje samo mali ožiljak - corpus albicans; ovo je praćeno smanjenjem nivoa progesterona i estrogena, usled čega prestaje inhibicija lučenja FSH, povećava se njegov nivo i počinje novi ciklus razvoja folikula.
Uterini ciklus.
Ciklus maternice je podijeljen u tri faze povezane s određenim strukturnim i funkcionalnim promjenama u endometrijumu.
1. MENSTRUALNA FAZA. U ovoj fazi se odbacuje epitelni sloj endometrijuma. Neposredno prije menstruacije, dotok krvi u ovo područje se smanjuje kao rezultat sužavanja spiralnih arteriola u zidu maternice, uzrokovanog padom nivoa progesterona u krvi nakon involucije žutog tijela. Nedovoljna opskrba krvlju dovodi do odumiranja epitelnih stanica. Tada se suženje spiralnih arteriola zamjenjuje njihovim širenjem, a pod utjecajem pojačanog protoka krvi epitel se odbacuje i njegovi ostaci se izlučuju zajedno s krvlju u obliku menstrualnog toka.
2. PROLIFERATIVNA FAZA. Ova faza se poklapa sa folikularnom fazom ciklusa jajnika i sastoji se od brze proliferacije ćelija endometrijuma, što dovodi do njegovog zadebljanja pod kontrolom estrogena koji luči folikul u razvoju.
H. SEKRETORNA FAZA. Tokom ove faze, progesteron koji luči žuto telo stimuliše lučenje sluzi od strane tubularnih žlezda; ovo održava sluznicu materice u stanju u kojem se oplođeno jaje može implantirati u nju.
3. Šta se dešava ako ne dođe do oplodnje?
Ako do oplodnje ne dođe u roku od 24 sata nakon ovulacije, oocita drugog reda prolazi kroz autolizu u jajovodu; ista stvar se dešava sa spermom koja ostaje u ženinom genitalnom traktu. Žuto tijelo opstaje 10-14 dana nakon ovulacije (obično do 26. dana ciklusa), ali zatim prestaje lučiti progesteron i estrogen zbog nedovoljnog nivoa LH u krvi i prolazi kroz autolizu. Kao što su nedavne studije pokazale, kod nekih vrsta izgleda da zid materice, koji ne sadrži oplođeno jaje, luči faktor koji se zove luteolijaza; ovaj faktor je prostaglandin (prostaglandin F2?). Vjeruje se da luteolizin ulazi u krv u jajnik, gdje uzrokuje involuciju žutog tijela, uništavajući lizozome u granuloza stanicama potonjeg, što dovodi do njihove autolize.
Rezultati oplodnje.
Ako dođe do oplodnje, iz nastale zigote se razvija blastocista, koja 8 dana nakon ovulacije tone u zid materice. Vanjske ćelije blastociste, formirajući trofoblast, tada počinju da luče hormon - hononsku gonadotropiju, koja je po funkciji slična luteinizirajućem hormonu. Ova funkcija uključuje sprječavanje autolize žutog tijela i podsticanje da luči velike količine progesterona i estrogena, što uzrokuje povećan rast endometrija. Odbacivanje epitelne obloge endometrijuma je potisnuto, a naredna menstruacija ne dolazi, što je najraniji znak trudnoće. (Horionski gonadotropin također stimulira intersticijske stanice testisa u muškom embriju i uzrokuje da proizvode testosteron, koji inducira rast muških genitalnih organa.) Uloga placente se povećava oko 10. tjedna trudnoće, kada počinje luče većinu progesterona i estrogena neophodnih za normalan tok trudnoće. Prijevremeni prestanak aktivnosti žutog tijela (prije nego što posteljica u potpunosti pokaže svoju sekretornu sposobnost) je čest uzrok pobačaja u 10.-12. sedmici trudnoće.
Tokom trudnoće, ljudski korionski gonadotropin se može otkriti u urinu, a testovi na trudnoću se temelje na tome. Trenutno se koristi test baziran na supresiji aglutinacije: čestice lateksa obložene humanim korionskim gonadotropinom dodaju se u mješavinu urina s antiserumom koji aglutinira ovaj hormon. Ako je prisutan u urinu, on će reagovati sa aglutinirajućim antiserumom, a ne sa česticama lateksa. Odsustvo lateks aglutinacije pokazatelj je trudnoće; ovaj test se može koristiti već 14 dana nakon izostanka menstruacije.
Kopulacija.
Unutarnja oplodnja je važan dio reproduktivnog ciklusa kod kopnenih organizama, a kod mnogih od njih, uključujući ljude, olakšava je kopulacijski organ, muški penis, koji je umetnut u vaginu i nosi gamete što je dublje moguće u ženski genitalni trakt. Do erekcije penisa dolazi zbog lokalnog povećanja krvnog tlaka u njegovom erektilnom tkivu kao rezultat sužavanja vena i proširenja arterija. Ova reakcija nastaje usled aktivacije parasimpatičkog nervnog sistema tokom seksualnog uzbuđenja.U tom stanju penis se može ubaciti u vaginu, gde trenje koje stvaraju ritmični pokreti tokom seksualnog odnosa proizvodi taktilnu stimulaciju senzornih ćelija u glavicu. penis. Ovo aktivira simpatičke neurone koji uzrokuju kontrakciju unutrašnjeg sfinktera mokraćnog mjehura, glatkih mišića epididima, sjemenovoda i pomoćnih žlijezda (sjemenih mjehurića, prostate i bulboretralnih žlijezda). Kao rezultat svega toga, buduće komponente sjemene tekućine potiskuju se u proksimalni dio uretre, gdje se miješaju. Povećan pritisak u proksimalnoj uretri uzrokuje refleksnu aktivnost motornih neurona koji inerviraju mišiće u bazi penisa. Ritmičke talasaste kontrakcije ovih mišića potiskuju sjemenu tekućinu kroz distalni dio uretre i dolazi do ejakulacije (oslobađanja sperme) - vrhunca spolnog odnosa. Osjeti povezani s ovim trenutkom i kod muškaraca i kod žena zajednički se nazivaju orgazam. Podmazivanje tokom seksualnog odnosa uglavnom se obezbjeđuje sekretom žlijezda vagine i vulve, a dijelom i bistrom sluzi koju luče muške bulbouretralne žlijezde nakon erekcije. Sekreti pomoćnih muških žlijezda su alkalni i sadrže sluz, fruktozu, vitamin C, limunsku kiselinu, prostaglandine i razne enzime; povećavaju pH sredine u vagini, koja je obično kisela, na 6-6,5, što je optimalno za pokretljivost spermatozoida nakon ejakulacije. Količina sjemene tekućine koja se ejakulira tokom ejakulacije je oko 3 ml, od čega je samo 10% spermatozoida. Uprkos ovom niskom procentu, sperma sadrži približno 108 spermatozoida u 1 ml.
Gnojidba.
Sperma se oslobađa duboko u vaginu, blizu grlića materice. Istraživanja su pokazala da spermatozoidi prolaze iz vagine u maternicu i stižu do gornjeg kraja jajovoda za pet minuta zbog kontrakcija materice i jajovoda. Vjeruje se da ove kontrakcije iniciraju oksitocin koji se oslobađa tokom seksualnog odnosa i lokalno djelovanje prostaglandina sadržanih u sjemenoj tekućini na matericu i jajovode. Sperma ostaje održiva u ženskom genitalnom traktu 24-72 sata, ali ostaje visoko plodna samo 12-24 sata. Spermatozoid je u stanju da oplodi oocitu tek nakon što provede nekoliko sati u genitalnom traktu, prolazeći kroz proces koji se naziva kapacitacija; u ovom slučaju se menjaju svojstva membrane koja pokriva akrosom, što omogućava oplodnju, koja se obično dešava u gornjem delu jajovoda.
Kada se spermatozoid približi oocitu, njegova vanjska membrana koja pokriva područje akrosoma i membrane samog akrozoma se pokidaju, a enzimi smješteni u akrozomu - hijaluronidaza i proteaza - "probavljaju" slojeve stanica koje okružuju oocitu. Ove promjene u glavi spermatozoida nazivaju se akrosomalna reakcija. Kao rezultat daljnjih promjena u glavi spermatozoida, unutrašnja membrana akrozoma je okrenuta naopačke, što omogućava spermiju da prodre kroz plazma membranu u oocitu; Kod ljudi, sperma u potpunosti ulazi u oocit. Nakon što jedan spermatozoid uđe u jajnu stanicu, kortikalne granule koje se nalaze ispod njegove plazma membrane pucaju, počevši od mjesta ulaska spermatozoida, i oslobađaju supstancu pod čijim se utjecajem zona pellucida zgušnjava i odvaja od plazma membrane sperme. jaje. Ova takozvana kortikalna reakcija širi se po ćeliji, zbog čega zona pellucida formira neprobojnu oplodnu membransku barijeru, koja sprječava prodiranje drugih spermatozoida u oocit, odnosno fenomen polispermije.
Penetracija sperme služi kao stimulans za završetak druge mejotičke diobe, a oocita drugog reda postaje zrelo jaje. U tom slučaju nastaje i drugo polarno tijelo koje se odmah degenerira, a rep sperme se resorbira u citoplazmi jajne stanice. Jezgra obje gamete pretvaraju se u pronukleuse i približavaju se jedno drugom. Membrane pronukleusa su uništene, a očinski i majčinski hromozomi su pričvršćeni za nastale niti vretena. Do tog vremena, oba haploidna skupa, koji sadrže 23 hromozoma kod ljudi, već su se replicirala, a rezultirajućih 46 parova hromatida su poređani duž ekvatora vretena, kao u metafazi mitoze. Fuzija pronukleusa naziva se kariogamija. U ovoj fazi se obnavlja diploidni broj hromozoma, a oplođeno jaje se naziva zigota.
Zigota prolazi kroz faze anafaze i telofaze i završava svoju prvu mitotičku diobu. Citokineza koja je uslijedila rezultira stvaranjem dvije diploidne ćelije kćeri.
Zaključak
Genetska varijabilnost je korisna za vrstu, budući da daje „sirovine“ za prirodnu selekciju, a time i za evoluciju. Potomstvo koje je najprilagođenije svom okruženju imat će prednost u konkurenciji s drugim pripadnicima iste vrste i imat će veće šanse da prežive i prenesu svoje gene na sljedeću generaciju. Zahvaljujući ovoj vrsti oni su u stanju da se menjaju, tj. moguć je proces specijacije. Povećane varijacije mogu se postići miješanjem gena dvije različite individue, procesom koji se naziva genetska rekombinacija, što je važna karakteristika seksualne reprodukcije; U primitivnom obliku, genetski savjet se već nalazi u nekim bakterijama.
Književnost
1. Slyusarev A.A. - Biologija sa opštom genetikom. 1978.
2. Bogen G. -Moderna biologija. - M.: Mir, 1970.
3. Willie K. - Biologija (biološki zakoni i procesi). 1974.
Objavljeno na Allbest.ru
Slični dokumenti
Spolni proces i evolucija reprodukcije. Aseksualna reprodukcija. Razmnožavanje diobom, sporama, vegetativnim razmnožavanjem. Seksualna reprodukcija. Gamete i gonade. Inseminacija. Komplikacije reproduktivnog sistema. Uparivanje. Metode reprodukcije.
sažetak, dodan 31.10.2008
Reprodukcija je sposobnost živih organizama da sačuvaju genetski fond populacije. Citološka osnova i oblici aseksualne reprodukcije: dioba, šizogonija, pupljenje, sporulacija, fragmentacija. Seksualna reprodukcija: hermafroditizam, partenogeneza, apomiksis.
prezentacija, dodano 24.02.2013
Aseksualno, vegetativno, spolno razmnožavanje organizama. Partenogeneza i poliembrionija. Metode vegetativnog razmnožavanja: pupanje, uređena ili nesređena podjela tijela. Proces razvoja nekoliko embriona iz jednog oplođenog jajeta.
prezentacija, dodano 20.03.2012
Sposobnost reprodukcije kao jedna od glavnih sposobnosti živih organizama, njena uloga u životnoj aktivnosti i opstanku organizama. Vrste reprodukcije, njihove karakteristike, karakteristike. Prednosti seksualne reprodukcije u odnosu na aseksualnu reprodukciju. Faze razvoja organizama.
sažetak, dodan 02.09.2009
Uloga nasljedne predispozicije i nepovoljnih faktora u seksualnom razvoju djevojčica. Anomalije reproduktivnog sistema. Prevremeni seksualni razvoj. Zakašnjeli seksualni razvoj. Uzroci funkcionalnih poremećaja. Dinamika seksualnog razvoja.
prezentacija, dodano 10.11.2015
Neophodni uslovi za reprodukciju. Vrijeme puberteta kod raznih životinjskih vrsta. Elementi i funkcije muškog reproduktivnog sistema, periodi spermatogeneze. Dijagram jajnika kod žene i ovularnog ciklusa. Osobine procesa oplodnje, trudnoće i porođaja.
prezentacija, dodano 12.05.2013
Muško rivalstvo kao glavni faktor u određivanju ishoda intraseksualne selekcije. Objašnjenje interseksualne selekcije i učenja Darwina, Fishera i Zahavija. Razlike među polovima rezultat su seksualne selekcije. Znak polnog razmnožavanja i polnog dimorfizma.
kurs, dodan 08.08.2009
Proučavanje strukturnih karakteristika i glavnih faza razvoja muškog reproduktivnog sistema, koji obavlja dvije funkcije: generativnu, povezanu s proizvodnjom zametnih stanica, i endokrinu, koja se sastoji od proizvodnje spolnih hormona. Proces spermatogeneze.
sažetak, dodan 12.04.2011
Glavne metode reprodukcije organizama ovisno o njihovim anatomskim i fiziološkim svojstvima. Aseksualno, spolno razmnožavanje, oplodnja. Smjena generacija, spolni dimorfizam, hermafroditizam. Ontogeneza organizma, njegovi tipovi i periodizacija.
sažetak, dodan 27.01.2010
Vrste reprodukcije, njihove karakteristične osobine i karakteristične osobine, posebnosti za određene vrste i klase algi. Šema aseksualne reprodukcije, mehanizmi oslobađanja ćelija. Seksualna reprodukcija i faktori okoline koji je izazivaju.
Reprodukcija je reprodukcija sličnih organizama u organizmu. Zahvaljujući njemu osiguran je kontinuitet života. Postoje dva načina za formiranje novih organizama: aseksualno i spolno razmnožavanje. Aseksualnost, u kojoj sudjeluje samo jedan organizam, nastaje diobom stanica na pola, sporulacijom, pupoljkom ili vegetativno. Karakteristična je uglavnom za primitivne organizme. U aseksualnoj reprodukciji, novi organizmi su kopija roditelja. Seksualna reprodukcija se događa uz pomoć spolnih stanica koje se nazivaju gamete. Uglavnom uključuje dva organizma, što doprinosi nastanku novih jedinki koje se razlikuju od roditeljskih. Mnoge životinje karakterizira naizmjenična aseksualna i seksualna reprodukcija.
Vrste seksualne reprodukcije
Postoje sljedeće vrste seksualne reprodukcije:
- biseksualac;
- hermafrodit;
- partenogeneza ili djevičanska reprodukcija.
Dvodomna reprodukcija
Dvodomno razmnožavanje karakterizira spajanje haploidnih gameta, što se naziva oplodnja. Oplodnja rezultira diploidnom zigotom koja sadrži genetske informacije oba roditelja. Dvodomno razmnožavanje karakteriše prisustvo polnog procesa.
Vrste seksualnog procesa
Postoje tri vrste seksualnog procesa:
- Izogamija. Karakterizira ga činjenica da su sve gamete mobilne i iste veličine.
- Anisogamija ili heterogamija. Gamete imaju različite veličine; postoje makrogamete i mikrogamete. Ali obje gamete su sposobne za kretanje.
- Oogamy. Karakterizira ga prisustvo velikog nepokretnog jajašca i malog spermatozoida sposobnog za kretanje.
Hermafroditizam
Partenogeneza
Neki organizmi se mogu razviti iz neoplođene ćelije. Ova spolna reprodukcija naziva se partenogeneza. Uz njegovu pomoć razmnožavaju se mravi, pčele, ose, lisne uši i neke biljke. Vrsta partenogeneze je pedogeneza. Karakterizira ga djevičansko razmnožavanje ličinki. Neki dvokrilci i bube razmnožavaju se pomoću pedogeneze. Partenogeneza osigurava brzo povećanje veličine populacije.
Razmnožavanje biljaka
Biljke se, kao i životinje, mogu razmnožavati aseksualno i seksualno. Razlika je u tome što se seksualna reprodukcija kod kritosjemenjača odvija dvostrukom oplodnjom. Šta je? U dvostrukoj oplodnji, koju je otkrio S.G. Navashin, dva spermatozoida učestvuju u oplodnji jajne ćelije. Jedan od njih se sjedinjuje sa jajetom. Ovo proizvodi diploidnu zigotu. Drugi spermatozoid se spaja sa diploidnom centralnom ćelijom i formira triploidni endosperm koji sadrži zalihe hranljivih materija.
Biološko značenje polne reprodukcije
Seksualno razmnožavanje čini organizme otpornim na promjenjive i nepovoljne uvjete okoline i povećava njihovu održivost. Tome olakšava raznolikost potomstva rođenog kao rezultat kombinacije nasljednosti dvaju organizama.
Reprodukcija- najvažnije svojstvo svih živih bića. Vrsta koja se razmnožava samo aseksualno može napredovati prilično dugo ako živi u relativno stalnim uslovima. Ukoliko se u njegovom staništu dogode promjene koje uzrokuju smrt pojedinih jedinki, vrlo je vjerovatno da će sve jedinke umrijeti, jer su genetski vrlo slične.
At seksualno majčinski i očinski organizmi proizvode specijalizirane zametne stanice -. Ženske nepomične gamete nazivaju se jajima, muške nepokretne spolne stanice nazivaju se spermatozoidi, a pokretne spolne stanice spermatozoida. Ove zametne ćelije se spajaju u zigotu, tj. dolazi do oplodnje. Polne ćelije, u pravilu, imaju polovičan set hromozoma (), tako da se kada se spoje obnavljaju dvostruki (diploidni) set, a iz zigote se razvija nova jedinka. U seksualnoj reprodukciji, potomci nastaju spajanjem haploidnih jezgara. Haploidna jezgra nastaju kao rezultat mejotičke podjele.
Mejoza dovodi do smanjenja genetskog materijala za polovicu, zbog čega količina genetskog materijala kod jedinki date vrste ostaje konstantna tokom niza generacija. Tokom mejoze dešava se nekoliko važnih procesa: nasumična segregacija hromozoma (nezavisna segregacija), razmena materijala između homolognih hromozoma (crossing over). Kao rezultat ovih procesa, nastaju nove kombinacije gena. Budući da jezgro zigote nakon oplodnje sadrži genetski materijal dva roditelja, to povećava genetsku raznolikost unutar vrste. Ako je suština i biološki značaj polnog procesa isti za sve organizme, onda su njegovi oblici veoma raznoliki i zavise od nivoa razvoja, staništa, načina života i nekih drugih karakteristika.
Seksualna reprodukcija Imaju ga sve grupe biljaka. Mahovine rastu u busenima. Muške i ženske biljke su jedna pored druge. Kišnica pomaže spermi da dođe do vrhova ženskih biljaka, gdje se spajaju s jajima, formirajući zigotu, iz koje se razvija kutija spora koja se nalazi na dugoj stabljici. U zametnim stanicama, zametne stanice se razvijaju na klici koja nastaje kao rezultat klijanja spora. Na donjoj strani protalusa, ženski organi su arhegonije, a muški organi su anteridije. U vlažnom okruženju, spolne ćelije se spajaju, iz zigote nastaje embrion iz kojeg izrasta mladunče. Kod cvjetnica najsloženije polno razmnožavanje je dvostruka oplodnja. Polen (muške reproduktivne ćelije) pada na stigmu (ženski reproduktivni organ) i klija. Spermatozoidi se kreću duž polenove cijevi prema. Spermatozoidi prodiru u embrionsku vrećicu. Jedan se spaja sa jajetom i daje embrion, drugi spermatozoid se spaja sa centralnom ćelijom i stvara endosperm - zalihe hranljivih materija.
Seksualna reprodukcija ima veoma velike prednosti u odnosu na aseksualnu. Suština seksualne reprodukcije je kombinacija u nasljednom materijalu potomka genetskih informacija iz dva različita izvora – roditelja. Oplodnja kod životinja može biti vanjska i unutrašnja. Fuzija proizvodi zigotu sa dvostrukim setom hromozoma.
U jezgru zigota svi hromozomi postaju upareni: u svakom paru, jedan od hromozoma je očinski, drugi je majčinski. Ćerki organizam koji se razvija iz takvog zigota podjednako je opremljen nasljednim informacijama oba roditelja.
Biološko značenje polne reprodukcije je da organizmi u nastajanju mogu kombinovati korisne karakteristike oca i majke. Takvi organizmi su održiviji. Seksualna reprodukcija igra važnu ulogu u evoluciji organizama.