Размножение. Рост и развитие

Разбор темы

Бесполое размножение

Участвует одна особь, потомство генетически одинаково (клон); основа — митоз. Позволяет быстро увеличить численность в стабильных условиях.

Деление надвое (бактерии, амёба, инфузория), множественное деление (малярийный плазмодий), почкование (дрожжи, гидра), спорообразование (грибы, мхи, папоротники, водоросли), фрагментация (планария, нитчатые водоросли).

Вегетативное размножение растений: черенками (смородина, тополь), усами (земляника), клубнями (картофель), луковицами (тюльпан), корневищами (пырей), отводками, прививкой; клональное микроразмножение в пробирке.

Половое размножение и гаметогенез

Участвуют две особи (или одна, гермафродит); образуются гаметы путём мейоза; потомство генетически разнообразно.

Сперматогенез: размножение → рост → созревание (мейоз) → формирование. Из одной клетки — 4 сперматозоида.

Оогенез: из одной клетки — 1 крупная яйцеклетка с запасом питательных веществ и 3 мелких направительных тельца, которые погибают.

Оплодотворение: наружное (у большинства рыб и земноводных — в воде) и внутреннее (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

Размножение цветковых растений

Цветок — орган полового размножения: чашечка, венчик, тычинки (пыльники с пыльцой) и пестик (рыльце, столбик, завязь с семязачатками).

Опыление — перенос пыльцы на рыльце: самоопыление и перекрёстное (насекомые, ветер, вода, птицы).

Пыльцевое зерно прорастает в пыльцевую трубку, в которой два спермия. Один сливается с яйцеклеткой → зигота (2n) → зародыш семени. Второй — с центральной клеткой (2n) → эндосперм (3n), запас питания. Это двойное оплодотворение (С. Г. Навашин, 1898).

Из семязачатка развивается семя, из завязи — плод, из стенки завязи — околоплодник.

Размножение человека

Мужская половая система: семенники (образуют сперматозоиды и тестостерон), семявыносящие протоки, предстательная железа. Женская: яичники (яйцеклетки, эстрогены, прогестерон), маточные трубы, матка.

Яйцеклетка созревает и выходит из яичника примерно раз в 28 дней (овуляция). Оплодотворение обычно происходит в маточной трубе.

Зародыш закрепляется в стенке матки; формируется плацента — орган связи с матерью (питание, газообмен, выведение продуктов обмена). Кровь матери и плода не смешивается.

Беременность длится около 40 недель (280 дней). Курение, алкоголь, наркотики и многие лекарства проникают через плаценту и вредят развитию плода.

Эмбриональное развитие

Дробление: зигота быстро делится митозом без роста клеток (бластомеры) → морула → бластула (однослойный пузырёк с полостью).

Гаструляция: образуется двух-, а затем трёхслойный зародыш — гаструла с зародышевыми листками.

Эктодерма → кожный эпидермис, нервная система, органы чувств. Энтодерма → эпителий кишечника, печень, поджелудочная железа, лёгкие. Мезодерма → мышцы, скелет, кровеносная система, почки, половые железы.

Нейруляция и органогенез: закладывается нервная трубка, затем все органы. Влияние одних частей зародыша на развитие других — эмбриональная индукция.

Постэмбриональное развитие

Прямое развитие: из яйца или тела матери выходит особь, похожая на взрослую (пресмыкающиеся, птицы, млекопитающие).

Непрямое (с метаморфозом): неполное превращение — яйцо → личинка → взрослое насекомое (кузнечик, саранча, клопы, тараканы); полное — яйцо → личинка → куколка → взрослое (бабочки, жуки, мухи, пчёлы). Земноводные: икра → головастик (жабры, хвост, двухкамерное сердце, как у рыб) → лягушка.

Этапы жизни человека: младенчество, детство, подростковый возраст (половое созревание), зрелость, старость. Рост регулируют гормон роста, тироксин и половые гормоны.

Рост растений

Растения растут всю жизнь благодаря образовательным тканям — меристемам. Верхушечные (апикальные) меристемы на концах побегов и корней обеспечивают рост в длину, боковая (камбий) — рост в толщину; вставочные (у злаков) — рост междоузлий.

Годичные кольца древесины образуются из-за неравномерной работы камбия весной и летом.

Прорастание семени требует воды, кислорода и подходящей температуры; свет для большинства семян не нужен.

Жизненные циклы растений 8 класс

Мхи: спора → протонема → гаметофит с половыми органами → (нужна вода) зигота → коробочка-спорофит на гаметофите. Папоротник: спорофит (вайи со спорангиями) → спора → заросток-гаметофит → (вода) → зигота → новый спорофит.

Голосеменные: пыльца переносится ветром, вода для оплодотворения не нужна, семя без плода. Покрытосеменные: двойное оплодотворение, семя внутри плода.

Опыление и вегетативное размножение 7 класс

Самоопыление (горох, пшеница) и перекрёстное: насекомыми (яркие цветки, нектар), ветром (лёгкая пыльца, невзрачные цветки — берёза, кукуруза), водой. Искусственное опыление применяют в селекции.

Вегетативное: черенками (смородина, тополь), отводками, усами (земляника), луковицами, клубнями (картофель), корневищами, прививкой (окулировка, копулировка) — сохраняет сорт.

Половое созревание и менструальный цикл 9 класс

Вторичные половые признаки развиваются под действием тестостерона у юношей и эстрогенов у девушек.

Менструальный цикл (~28 дней): рост фолликула под действием ФСГ → овуляция (пик ЛГ) → жёлтое тело выделяет прогестерон, готовящий слизистую матки → если оплодотворения нет, уровень гормонов падает и слизистая отторгается.

Сперматогенез и оогенез 11 класс

Этапы: размножение (митоз) → рост → созревание (мейоз) → формирование. Из одного сперматоцита I порядка образуются 4 сперматозоида; из одного ооцита I порядка — одна яйцеклетка и 3 полярных тельца (сохраняется запас питательных веществ).

Стволовые клетки, старение и опухоли 10–11 класс

Стволовые клетки не специализированы и могут превращаться в разные типы клеток: эмбриональные — в любые, взрослые (костный мозг) — в ограниченный набор.

Старение связано с укорочением теломер, накоплением повреждений ДНК. Опухоль возникает, когда клетки выходят из-под контроля клеточного цикла (мутации в генах-онкогенах и генах-супрессорах); злокачественная опухоль даёт метастазы.

Спорогенез и гаметогенез у цветковых 10 класс

У цветковых гаметы образуются не прямо мейозом, как у животных: сначала мейозом образуются споры, а из них митозом — крошечные гаметофиты. В пыльнике материнская клетка (2n) делится мейозом → 4 микроспоры (n). Каждая микроспора делится митозом → пыльцевое зерно из двух клеток: вегетативной (образует пыльцевую трубку) и генеративной. Генеративная клетка ещё раз делится митозом → 2 спермия (n). Пыльцевое зерно — мужской гаметофит.

В семязачатке материнская клетка (2n) делится мейозом → 4 мегаспоры (n), три из них погибают. Оставшаяся мегаспора трижды делится митозом → 8 гаплоидных ядер → зародышевый мешок (женский гаметофит) из 7 клеток: яйцеклетка и 2 синергиды у входа, 3 антиподы на противоположном полюсе и крупная центральная клетка с двумя полярными ядрами (вместе 2n).

Отсюда наборы хромосом: спермии, яйцеклетка, клетки пыльцевой трубки — n; зигота и зародыш — 2n; эндосперм (спермий n + центральная клетка 2n) — 3n; семенная кожура и околоплодник — ткани материнского растения, 2n. Главное отличие: у животных мейоз сразу даёт гаметы, у растений — споры.

Провизорные органы и развитие плода 9 класс

Провизорные (временные) органы есть у зародышей пресмыкающихся, птиц и млекопитающих — благодаря им развитие идёт на суше. Амнион — водная оболочка с околоплодной жидкостью, защищает от высыхания и ударов. Хорион — наружная оболочка; у млекопитающих его ворсинки врастают в стенку матки и вместе с ней образуют плаценту. Желточный мешок — питание (у человека маленький, в нём появляются первые клетки крови). Аллантоис — дыхание и накопление отходов (у человека — основа сосудов пуповины).

У человека до 8 недель развивающийся организм называют эмбрионом — в это время закладываются все органы, и он особенно чувствителен к вредным воздействиям. С 9-й недели до родов — плод: органы растут и созревают. Сердце начинает биться примерно на 4-й неделе.

Через плаценту к плоду поступают кислород, глюкоза, аминокислоты, антитела матери, а обратно уходят CO₂ и мочевина. Но через неё же проходят алкоголь, никотин, наркотики, многие лекарства и некоторые вирусы (краснуха, ВИЧ): у ребёнка возможны пороки развития, низкая масса тела, задержка развития.

Контрацепция и инфекции, передающиеся половым путём 9 класс

Контрацепция — способы предупредить нежелательную беременность. Барьерные средства (презерватив) не дают сперматозоидам попасть в матку и единственные одновременно защищают от инфекций. Гормональные таблетки подавляют овуляцию. Внутриматочные средства мешают прикреплению зародыша. Метод подбирает врач; ни один, кроме воздержания, не даёт 100 % гарантии.

ИППП бывают бактериальными — сифилис (бледная трепонема), гонорея (гонококк), хламидиоз — их лечат антибиотиками; и вирусными — ВИЧ-инфекция, генитальный герпес, вирус папилломы человека (может вызывать рак шейки матки, от него есть вакцина), гепатит B — на них антибиотики не действуют. Многие ИППП долго протекают без симптомов и приводят к бесплодию.

Профилактика: верность одному партнёру, презерватив, вакцинация (ВПЧ, гепатит B), своевременное обследование. ВИЧ не передаётся через рукопожатие, общую посуду, бассейн и укусы комаров.

Как изучают рост растений 7 класс

Опыт с корнем: на корешок проростка фасоли тушью наносят метки через 1 мм. Через сутки увеличились только расстояния между метками в нескольких миллиметрах от кончика. Значит, корень растёт в зоне растяжения, рядом с верхушечной меристемой под корневым чехликом. Зоны корня: корневой чехлик → зона деления → зона растяжения → зона всасывания (корневые волоски) → зона проведения.

Пикировка — прищипывание кончика главного корня рассады: рост в длину прекращается, развиваются боковые корни, растение лучше питается. Прищипка (пасынкование) верхушки побега останавливает рост вверх и пробуждает боковые почки — куст ветвится, плодов больше (томаты, огурцы). Это объясняется апикальным доминированием: верхушечная почка выделяет ауксин и тормозит боковые.

Рост в толщину оценивают по годичным кольцам: число колец = возраст дерева, широкие кольца — благоприятные годы. Рост животных бывает неограниченным (рыбы, пресмыкающиеся растут всю жизнь) и ограниченным (птицы, млекопитающие); у членистоногих он идёт скачками, при линьках.