Upang hindi regular na uri Ang sekswal na pagpaparami ay maaaring kabilang ang:

• parthenogenetic,
• gynogenetic,
• androgenetic

pagpaparami ng mga hayop at halaman.

Parthenogenesis ay ang pagbuo ng isang embryo mula sa isang unfertilized na itlog. Ang phenomenon ng natural parthenogenesis ay katangian ng lower crustaceans, rotifers, hymenoptera (bees, wasps), atbp. Ito ay kilala rin sa mga ibon (turkeys). Ang parthenogenesis ay maaaring pasiglahin sa artipisyal na paraan sa pamamagitan ng pagdudulot ng pag-activate ng mga hindi fertilized na itlog sa pamamagitan ng pagkakalantad sa iba't ibang mga ahente. Ang parthenogenesis ay nakikilala:

• somatic o diploid
• generative, o haploid.

Sa somatic sa parthenogenesis, ang itlog ay hindi sumasailalim sa pagbawas ng paghahati, o kung ito ay, pagkatapos ay dalawang haploid nuclei, pagsasama-sama, ibalik ang diploid na hanay ng mga chromosome (autokaryogamy); kaya, ang diploid na hanay ng mga chromosome ay napanatili sa mga selula ng tisyu ng embryo. Sa generative Sa parthenogenesis, ang embryo ay bubuo mula sa isang haploid na itlog. Halimbawa, sa honey bee (Apis mellifera), ang mga drone ay nabubuo mula sa hindi na-fertilized na mga haploid na itlog sa pamamagitan ng parthenogenesis.

Gynogenesis . Ang gynogenetic reproduction ay halos kapareho sa parthenogenesis. Sa kaibahan sa parthenogenesis, ang gynogenesis ay nagsasangkot ng spermatozoa bilang mga stimulant sa pagpapaunlad ng itlog(pseudogamy), ngunit ang pagpapabunga (karyogamy) ay hindi nangyayari sa kasong ito; ang pagbuo ng embryo ay isinasagawa ng eksklusibo dahil sa babae core. Gynogenesis ay natagpuan sa roundworms, ang viviparous isda Molliensia formosa, sa silver carp (Platypoecilus) at sa ilang mga halaman - buttercup (Ranunculus auricomus), bluegrass (genus Poa pratensis), atbp. Gynogenetic development ay maaaring sanhi artipisyal, kung, bago ang fertilization, ang sperm o pollen ay na-irradiated ng x-ray, ginagamot ng mga kemikal o nalantad sa mataas na temperatura. Sa kasong ito, ang nucleus ng male gamete ay nawasak at ang kakayahang karyogamy ay nawala, ngunit ang kakayahang i-activate ang itlog ay nananatili.

Ang kababalaghan ng gynogenetic reproduction ay may malaking kahalagahan para sa pag-aaral pagmamana, dahil sa kasong ito ang mga supling ay tumatanggap lamang ng namamana na impormasyon mula sa mga ina. Kaya, sa panahon ng asexual reproduction, parthenogenesis at gynogenesis, ang mga supling ay dapat na katulad lamang sa organismo ng ina.

Androgenesis . Ang eksaktong kabaligtaran ng gynogenesis ay androgenesis. Sa panahon ng androgenesis, ang pagbuo ng itlog ay isinasagawa lamang dahil sa male nuclei at maternal cytoplasm. Maaaring maganap ang Androgenesis sa mga kaso kung saan ang maternal nucleus sa ilang kadahilanan ay namatay bago ang sandali ng pagpapabunga. Kung ang isang tamud ay pumasok sa itlog, kung gayon ang pagbuo ng embryo na may isang haploid na hanay ng mga chromosome ay hindi mabubuhay o hindi mabubuhay. Viability Ang mga androgenic zygotes ay na-normalize kung ang diploid set ng mga chromosome ay naibalik.

Ministri ng Kalusugan ng Republika ng Belarus

EE "Gomel State Medical University"

Kagawaran ng Medikal na Biology at Genetics

Tinalakay sa pulong ng departamento

Minutes Blg. ____ na may petsang "___" _________________ 20___

LECTURE #4

sa Medical Biology at Genetics

para sa 1st year students

therapeutic, medico-prophylactic at medico-diagnostic

mga kakayahan

Paksa:"Pagpaparami at ang mga cytological na pundasyon nito".

Oras - 90 min.

Mga layuning pang-edukasyon at pang-edukasyon:

1. Upang malaman ang ebolusyon ng mga anyo ng pagpaparami ng mga organismo, ang kakanyahan ng asexual at sekswal na pagpaparami.

2. I-highlight ang mga tampok ng sekswal na pagpaparami sa mga mammal.

3. Upang kilalanin ang biyolohikal na kakanyahan ng mga hindi regular na uri ng sekswal na pagpaparami.

PANITIKAN:

1. - biology. Isang kurso ng mga lektura para sa mga mag-aaral ng pulot. mga unibersidad. - Vitebsk, 2000 p. 70-84.

2. Biology / Sa ilalim ng pag-edit ni V.N. Yarygina / 1st book - M.: Vsh, 1997. - Kasama. 202-220.

3. O.-Oo. L., L.A. Khramtsov. Workshop sa medikal na biology. - Ed. "White Wind", 2000 - p. 33-38.

4. Zayats R.G., Rachkovskaya I.V. Mga batayan ng pangkalahatan at medikal na genetika. Mn.: VSH, 1998. - p.29-31.

MATERYAL NA SUPORTA

1. Multimedia presentation.

PAGKUKULANG NG ORAS NG PAG-AARAL

pagpaparami - ang kakayahan ng mga organismo na magparami ng kanilang sarili. Ang mga katangian ng mga organismo upang makabuo ng mga supling. Ito ay isang kondisyon para sa pagkakaroon ng species, na batay sa paglipat ng genetic material.

Mayroong dalawang pangunahing uri ng pagpaparami: asexual at sekswal.

walang seks pagpaparami - isang indibidwal ang kasangkot; nabuo ang mga indibidwal na genetically identical sa orihinal na indibidwal na magulang; hindi nabuo ang mga sex cell; walang genetic diversity. Ang asexual reproduction ay pinahuhusay ang papel ng pagpapapanatag ng function ng natural selection, tinitiyak ang pagpapanatili ng fitness sa pagbabago ng mga kondisyon ng tirahan.

Mayroong dalawang uri ng asexual reproduction: vegetative at sporulation. Ang isang espesyal na kaso ay polyembryony sa vertebrates - asexual reproduction sa mga unang yugto ng pag-unlad ng embryonic. Una itong inilarawan ni I. Mechnikov sa halimbawa ng paghahati ng blastulae sa isang dikya at ang pag-unlad mula sa bawat pinagsama-samang mga selula ng buong organismo. Sa mga tao, ang isang halimbawa ng polyembryony ay ang pagbuo ng kambal ng magkaparehong kambal na magkaparehong kasarian.

Pagpaparami sa antas ng organismo

walang seks

Ang ebolusyonaryong sekswal na pagpaparami ay nauna sa prosesong sekswal - conjugation. Tinitiyak ng conjugation ang pagpapalitan ng genetic na impormasyon nang hindi nadaragdagan ang bilang ng mga indibidwal. Ito ay matatagpuan sa protozoa eukaryotes, algae at bacteria.

sekswal na pagpaparami - ang paglitaw at pag-unlad ng mga supling mula sa isang fertilized na itlog - isang zygote. Sa kurso ng makasaysayang pag-unlad, ang sekswal na pagpaparami ng mga organismo ay naging nangingibabaw sa mundo ng halaman at hayop. Ito ay may isang bilang ng mga pakinabang:

1. Mataas na rate ng pagpaparami. Ang isang malaking bilang ng mga pangunahing kaalaman ng mga bagong indibidwal.

2. Kumpletuhin ang pag-renew ng genetic material. Pinagmulan ng namamana na pagkakaiba-iba. Tagumpay sa pakikibaka para sa pagkakaroon.

3. Malaking kakayahang umangkop ng mga indibidwal na anak na babae.

Ang sekswal na pagpaparami ay nailalarawan sa pamamagitan ng mga sumusunod na tampok:

1. Dalawang indibidwal ang lumahok.

2. Ang pinagmumulan ng pagbuo ng mga bagong organismo ay mga espesyal na selula - gametes na may sekswal na pagkakaiba.

3. Para sa pagbuo ng isang bagong organismo, ang pagsasanib ng dalawang selulang mikrobyo ay kinakailangan. 1 cell ng bawat magulang ay sapat na.

4. Dibisyon - meiosis, nagbibigay ng mga pananaw sa ebolusyon.

Sa panahon ng sekswal na pagpaparami, ang pag-unlad ng mga organismo ay nangyayari mula sa mga zygotes na nagmumula sa pagsasanib ng mga selula ng mikrobyo. Ang paglabag sa normal na proseso ng sekswal o ang pagkakaroon ng mga hindi regular na uri ng sekswal na pagpaparami (parthenogenesis, androgenesis, gynogenesis) sa ikot ng buhay ay nagbabago sa likas na katangian ng mana.

Sa kauna-unahang pagkakataon, ang data sa pamana sa panahon ng parthenogenesis sa mga lawin (Hieracium) ay natanggap G. Mendel. Napansin niya iyon Hieracium ang kabaligtaran ng kung ano ang natagpuan sa mga gisantes ay sinusunod: sa unang henerasyon ay walang pagkakapareho, at sa F 2 paghahati ay hindi nangyari. Hindi maipaliwanag ni Mendel ang mga phenomena na ito, dahil hindi niya alam kung anong uri ng mga ito Hieracium Ang apogamy (parthenogenesis) ay karaniwan.

Sa kalikasan, maraming mga species ang nagpaparami ng parthenogenetically - mas mababang crustacean, bees, butiki, ilang isda; sa mga halaman - raspberry, cuffs, cinquefoils, hawks, atbp.

Sa ameiotic parthenogenesis nagpapatuloy nang walang meiosis, lahat ng mga inapo mula sa isang diploid cell - homo- o heterozygous - ay pareho, kapareho ng ina, hindi nangyayari ang paghahati sa mga supling.

Kung ang parthenogenetic development ay nangyayari pagkatapos ng meiosis ( haploid parthenogenesis), kung gayon ang isang heterozygous na maternal na organismo ay maaaring bumuo ng dalawang uri ng gametes (A at a) na may pantay na posibilidad at Ang paghahati ay depende sa ratio ng mga nabubuhay na haploid na indibidwal na may iba't ibang genotypes.

Mga species na may haplo-diploid na pagpapasiya ng kasarian(mga bubuyog, putakti, mangangabayo, langgam, atbp.) ang mga babae ay nabubuo mula sa fertilized, at karamihan sa mga lalaki ay mula sa hindi na-fertilized na mga itlog, at ang haploidy ay napanatili lamang sa mga selula ng linya ng mikrobyo, sa mga somatic na selula ang bilang ng mga kromosom ay nadoble sa pangalawang pagkakataon.

Ang ratio ng kasarian sa panahon ng parthenogenetic na pag-unlad ay kadalasang naiiba sa ratio na 1: 1 - sa mga supling, bilang panuntunan, ang mga babae ay nangingibabaw. Maliwanag na ito ay dahil sa mas malaking pagkamatay ng mga unfertilized na haploid na itlog, kung saan nabuo ang mga lalaki.

Kaya, sa isang kolonya ng pukyutan, ang bilang ng mga babae (worker bees) ay daan-daang beses na mas malaki kaysa sa mga lalaking drone. Nagdudulot ito ng paglabag sa normal na paghahati.

Halimbawa, kapag ang isang homozygous brown-eyed (dominant trait) na babae (genotype AA) ay na-crossed sa isang recessive white-eyed male (aa) * brown-eyed females (Aa) at lalaki (AA) * ay lumabas sa F 1. Sa F 2, magaganap ang paghahati: lahat ng babae ay magiging brown-eyed - AA at aA, at ang parthenogenetic na mga lalaki ay magkakaroon ng dalawang uri - brown-eyed (AA) * at white-eyed (aa) * sa ratio na 1: 1. Dahil may daan-daang beses na mas maraming babae sa mga supling kaysa sa mga lalaki, ang mga taong may kayumangging mata ay mangingibabaw sa paghahati, iyon ay, ang isang malakas na paglihis mula sa normal na paghahati (3: 1) ay sinusunod.

sekswal na pagpaparami matatagpuan higit sa lahat sa mas matataas na organismo. Nagbibigay ito ng makabuluhang pagkakaiba-iba ng genetic at, dahil dito, isang malaking pagkakaiba-iba ng phenotypic ng mga supling; ang mga organismo ay tumatanggap ng mahusay na mga pagkakataon sa ebolusyon, ang materyal para sa natural na pagpili ay lumitaw.

Bilang karagdagan sa sekswal na pagpaparami, mayroong isang sekswal na proseso. Ang kakanyahan nito ay ang pagpapalitan ng genetic na impormasyon sa pagitan ng mga indibidwal ay nangyayari, ngunit walang pagtaas sa bilang ng mga indibidwal. Ang Meiosis ay nauuna sa pagbuo ng mga gametes sa mga multicellular na organismo. Ang prosesong sekswal ay binubuo sa pagsasama-sama ng namamana na materyal mula sa dalawang magkaibang pinagmulan (mga magulang).

Sa panahon ng sekswal na pagpaparami, ang mga supling ay genetically naiiba sa kanilang mga magulang, dahil ang genetic na impormasyon ay ipinagpapalit sa pagitan ng mga magulang.

Ang Meiosis ay ang batayan ng sekswal na pagpaparami. Ang mga magulang ay dalawang indibidwal - lalaki at babae, gumagawa sila ng magkaibang mga sex cell. Nagpapakita ito ng sekswal na dimorphism, na nagpapakita ng pagkakaiba sa mga gawaing ginagawa sa panahon ng sekswal na pagpaparami ng mga organismong lalaki at babae.

Ang sekswal na pagpaparami ay isinasagawa sa pamamagitan ng mga gametes - mga selula ng mikrobyo na may haploid na hanay ng mga chromosome at ginawa sa mga magulang na organismo. Ang pagsasanib ng mga selula ng magulang ay humahantong sa pagbuo ng isang zygote, kung saan nabuo ang isang inapo na organismo. Ang mga sex cell ay nabuo sa mga gonad - ang mga gonad (sa mga ovary sa mga babae at ang mga testes sa mga lalaki).

Ang proseso ng pagbuo ng mga selula ng mikrobyo ay tinatawag na gametogenesis (ovogenesis sa mga babae at spermatogenesis sa mga lalaki).

Kung ang male at female gametes ay nabuo sa katawan ng isang indibidwal, kung gayon ito ay tinatawag na hermaphroditic. Ang hermaphroditism ay totoo (ang indibidwal ay may mga gonad ng parehong kasarian) at maling hermaphroditism (ang indibidwal ay may parehong uri ng mga glandula ng kasarian - lalaki o babae, at ang panlabas na ari at pangalawang sekswal na katangian ng parehong kasarian).

Parthenogenesis (virgin reproduction)

Mga uri ng parthenogenesis:

1.obligado (mandatory) parthenogenesis. Ito ay nangyayari sa mga populasyon na binubuo lamang ng mga babae. Kasabay nito, ang posibilidad na makilala ang mga heterosexual na indibidwal ay minimal.

2. cyclic (pana-panahong) parthenogenesis (sa aphids, daphnia, rotifers). Matatagpuan sa mga populasyon na matagal nang nawala sa maraming bilang sa ilang partikular na oras ng taon. Sa mga species na ito, ang parthenogenesis ay pinagsama sa sekswal na pagpaparami. Kasabay nito, sa tag-araw, mayroon lamang mga babae na naglalagay ng dalawang uri ng mga itlog - malaki at maliit. Ang mga babae ay lumilitaw na parthenogenetically mula sa malalaking itlog, at ang mga lalaki mula sa maliliit, na nagpapataba sa mga itlog na nakahiga sa ilalim sa taglamig. Sa mga ito, mga babae lamang ang lumilitaw;

3.facultative (opsyonal) parthenogenesis. Ito ay nangyayari sa mga sosyal na insekto (wasps, bees, ants). Sa isang populasyon ng mga bubuyog, ang mga babae (worker bees at queens) ay lumalabas mula sa mga fertilized na itlog, at ang mga lalaki (drone) mula sa hindi na-fertilized na mga itlog.

Gynogenesis (sa bony fish at ilang amphibian). Ang tamud ay pumapasok sa itlog at pinasisigla lamang ang pag-unlad nito. Sa kasong ito, ang sperm nucleus ay hindi sumanib sa egg cell nucleus at namatay, at ang DNA ng egg nucleus ay nagsisilbing mapagkukunan ng namamana na materyal para sa pagpapaunlad ng mga supling.

Androgenesis. Ang male nucleus na ipinakilala sa ovum ay nakikilahok sa pagbuo ng embryo, at ang nucleus ng ovum ay namatay. Ang egg cell ay nagbibigay lamang ng mga sustansya ng cytoplasm nito.

Polyembryony . Ang zygote (embryo) ay nahahati sa ilang bahagi nang walang seks, na ang bawat isa ay bubuo sa isang malayang organismo. Ito ay nangyayari sa mga insekto (riders), armadillos. Sa armadillos, ang cellular na materyal ng una ay isang embryo sa yugto ng blastula ay pantay na nahahati sa pagitan ng 4-8 na mga embryo, na ang bawat isa ay kasunod na nagbubunga ng isang ganap na indibidwal.

Sa mga unicellular na organismo, dalawang anyo ng sekswal na pagpaparami ay nakikilala - pagsasama at banghay .

Sa panahon ng conjugation (halimbawa, sa ciliates), ang mga espesyal na selula ng mikrobyo ay hindi nabuo. Sa prosesong ito, walang pagtaas sa bilang ng mga indibidwal, kaya pinag-uusapan nila ang proseso ng sekswal, at hindi tungkol sa sekswal na pagpaparami. Gayunpaman, mayroong isang palitan (recombination) ng namamana na impormasyon, kaya ang mga supling ay genetically naiiba mula sa kanilang mga magulang.

Sa panahon ng pagsasama (sa protozoa), ang pagbuo ng mga sekswal na elemento at ang kanilang pares na pagsasanib ay nangyayari. Sa kasong ito, ang dalawang indibidwal ay nakakakuha ng mga pagkakaiba sa sekswal at ganap na pinagsama, na bumubuo ng isang zygote. Mayroong isang kumbinasyon at recombination ng namamana na materyal, kaya ang mga indibidwal ay genetically naiiba mula sa magulang.

Sa mga hayop at halaman ay may mga tinatawag na hindi regular na uri ng sekswal na pagpaparami. Una sa lahat, ito ay apomixis (mula sa Griyego na "apo" - walang, "mixis" - paghahalo), i.e. sekswal na pagpaparami nang walang pagpapabunga. Ang apomixis ay ang kabaligtaran ng amphimixis ("amphi" - hinati), ibig sabihin, sekswal na pagpaparami na nangyayari sa pamamagitan ng pagsasanib ng mga gametes ng iba't ibang kalidad. Ang isang kasingkahulugan para sa apomixis ay parthenogenesis, iyon ay, birhen pagpaparami mula sa Griyego. "parthenos" - birhen). Ang terminong apomixis ay mas madalas na ginagamit na may kaugnayan sa mga halaman, at parthenogenesis na may kaugnayan sa mga hayop.

Kasama ng parthenogenesis, ang pag-unlad ng egg cell ay sinusunod din, na isinaaktibo ng spermatozoon, na hindi kasangkot sa pagpapabunga. Ang lalaking pronucleus ay namatay, at ang katawan ay bubuo sa kapinsalaan ng babaeng pronucleus. Ang phenomenon na ito ay tinatawag na gynogenesis, na nangyayari sa mga hermaphroditic roundworm at sa ilang isda.

Ang kabaligtaran ng gynogenesis - androgenesis - pag-unlad lamang sa gastos ng male pronucleus sa kaganapan ng pagkamatay ng babaeng pronucleus. Ang haploid androgenesis ay napakabihirang. Ang pag-unlad ng androgenic na mga indibidwal hanggang sa pagtanda ay naobserbahan lamang sa wasp Habrobracon at sa silkworm.

Sa silkworm, sa panahon ng pagpapabunga, maraming tamud ang pumapasok sa itlog, ngunit ang nucleus ng isa lamang sa kanila ay sumasama sa nucleus ng itlog, ang natitira ay namamatay. Kung ang mga hindi fertilized na itlog ay naisaaktibo sa pamamagitan ng pagkabigla sa temperatura, tulad ng inilarawan sa itaas, at na-irradiated ng X-ray, ang nucleus ng itlog ay mamamatay. Kung ang mga naturang enucleated na itlog ay inseminated, pagkatapos ay ang dalawang lalaking pronuclei na tumagos sa egg cell ay sumanib sa isa't isa. Dahil sa nabuong diploid nucleus, nabuo ang isang zygote. Gaya ng ipinakita ni B. JI. Astaurov, ang mga androgenetic zygotes ay palaging nagiging mga lalaki, dahil nagdadala sila ng dalawang magkaparehong chromosome sa sex - ZZ. Ang pagkuha ng puro lalaki na supling mula sa isang uod ay kapaki-pakinabang sa ekonomiya, dahil ang mga lalaki ay mas produktibo kaysa sa mga babae.