Половое размножение

Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, при котором происходит слияние гаплоидных половых клеток (гамет), образовавшихся в результате мейоза. Следствием этого является неповторимость каждой особи в любой популяции, размножающейся половым путем.

ПОЛОВОЙ ПРОЦЕСС У ОДНОКЛЕТОЧНЫХ

Разнообразны формы полового процесса у одноклеточных. Он может осуществляться по типу конъюгации, при которой не образуются специальные половые клетки, и по типу копуляции, когда особи приобретают половые различия, т.е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу.

Конъюгация происходит у инфузорий при неблагоприятных условиях. Копуляция - половой процесс у одноклеточных организмов, при котором полностью сливаются копулирующие особи, выполняющие функции половых клеток САМООПЛОДОТВОРЕНИЕ И ПАРТЕНОГЕНЕЗ

Самооплодотворение – это оплодотворение с истинным слиянием половых клеток, но лишь одного организма, и партеногенез - развитие из неоплодотворенных яиц, позволяющее особи производить потомков без настоящего оплодотворения. Самооплодотворение характерно, например, для некоторых растений (фиалки) и для плоских червей (бычий и свиной цепни).

Особую форму полового размножения представляет партеногенез. Известен естественный и искусственный партеногенез. Естественный партеногенез существует у ряда растений, червей, насекомых, ракообразных. У пчел, муравьев встречается факультативный партеногенез. Из неоплодотворенных яиц развиваются самцы, а из оплодотворенных -самки. Таким образом, регулируется численное соотношение полов. Искусственный партеногенез обнаружен в 1886 г. А.А. Тихомировым. Благодаря опытам с искусственным партеногенезом выяснили, что для развития яйца необходима активация. В естественных условиях эту функцию выполняют сперматозоиды после проникновения в яйцеклетку. В эксперименте активация может быть вызвана различными воздействиями: химическим, механическим, электрическим, термическим и др. Эти факторы изменяют метаболизм яйцеклетки и активируют е

Биология – наука, изучающая свойства живых систем. Однако определить, что такое живая система, достаточно сложно. Именно поэтому ученые установили несколько критериев, по которым организм можно отнести к живым. Главными из этих критериев являются обмен веществ или метаболизм, самовоспроизведение и саморегуляция. Каждая наука, в том числе и биология, пользуется определенными методами исследования. Биология тесно связана с другими науками – химией, физикой, экологией, географией. Собственно биология делится на множество частных наук, изучающих различные биологические объекты: биология растений и животных, физиология растений, морфология, генетика, систематика, селекция, микология, гельминтология и множество других наук. Метод – это путь исследования, который проходит ученый, решая какую-либо научную задачу, проблему.К основным методам науки относятся следующие: Моделирование – метод, при котором создается некий образ объекта, модель, с помощью которой ученые получают необходимые сведения об объекте. Так, например, при установлении структуры молекулы ДНК Джеймс Уотсон и Френсис Крик создали из пластмассовых элементов модель – двойную спираль ДНК, отвечающую данным рентгенологических и биохимических исследований. Эта модель вполне удовлетворяла требованиям, предъявляемым к ДНК. Наблюдение – метод, с помощью которого исследователь собирает информацию об объекте. Наблюдать можно визуально, например за поведением животных. Можно наблюдать с помощью приборов за изменениями, происходящими в живых объектах: например, при снятии кардиограммы в течение суток, при замерах веса теленка в течение месяца. Наблюдать можно за сезонными изменениями в природе, за линькой животных и т. д. Выводы, сделанные наблюдателем, проверяются либо повторными наблюдениями, либо экспериментально. Эксперимент (опыт) – метод, с помощью которого проверяют результаты наблюдений, выдвинутые предположения – гипотезы. Примерами экспериментов являются скрещивания животных или растений с целью получения нового сорта или породы, проверка нового лекарства, выявление роли какого-либо органоида клетки и т. д. Эксперимент – это всегда получение новых знаний с помощью поставленного опыта. Проблема – вопрос, задача, требующие решения. Решение проблемы ведет к получению нового знания. Решение проблемы требует от ученого сбора фактов, их анализа, систематизации. Гипотеза – предположение, предварительное решение поставленной проблемы. Выдвигая гипотезы, исследователь ищет взаимосвязи между фактами, явлениями, процессами. Теория – это обобщение основных идей в какой-либо научной области знания.Частными научными методами в биологии являются: Генеалогический метод – применяется при составлении родословных людей, выявлении характера наследования некоторых признаков. Исторический метод – установление взаимосвязей между фактами, процессами, явлениями, происходившими на протяжении исторически длительного времени (несколько миллиардов лет). Эволюционное учение развивалось в значительной мере благодаря этому методу. Палеонтологический метод – метод, позволяющий выяснить родство между древними организмами, останки которых находятся в земной коре, в разных геологических слоях. Центрифугирование – разделение смесей на составные части под действием центробежной силы. Применяется при разделении органоидов клетки, легких и тяжелых фракций (составляющих) органических веществ и т. д. Цитологический, или цитогенетический, – исследование строения клетки, ее структур с помощью различных микроскопов. Биохимический – исследование химических процессов, происходящих в организме.Каждая частная биологическая наука (ботаника, зоология, анатомия и физиология, цитология, эмбриология, генетика, селекция, экология и другие) пользуется своими более частными методами исследования.У каждой науки есть свой объект, и свой предмет исследования. У биологии объектом исследования является ЖИЗНЬ. Носители жизни – живые тела. Все, что связано с их существованием, изучает биология. Предмет изучения науки всегда несколько уже, ограниченнее, чем объект. Так, например, кого-то из ученых интересует обмен веществ организмов. Тогда объектом изучения будет жизнь, а предметом изучения – обмен веществ.

Уровни организации жизни. Живая природа — это целостная, но неоднородная система, которой свойственна иерархическая организация. Иерархиче­ской называется такая система, в которой части (или элементы це­лого) расположены в порядке от высшего к низшему. Иерархиче­ский принцип организации позволяет выделить в живой природе отдельные уровни, что весьма удобно при изучении жизни как сложного природного явления. Можно выделить три основные ступени живого: микросистемы, мезосистемы и макросистемы.
Микросистемы (доорганизменная ступень) включают в себя мо­лекулярный (молекулярно-генетический) и субклеточный уровни. Мезосистемы (организменная ступень) включают в себя кле­точный, тканевый, органный, системный, организменный (орга­низм как единое целое), или онтогенетический, уровни. Макросистемы (надорганизменная ступень) включают в себя популяционно-видовой, биоценотический и глобальный уровни (биосферу в целом)..Иерархические уровни:
1) молекулярно-генетический уровень. ЭЕ представлена ге­ном. Ген — это участок молекулы ДНК (а у некоторых вирусов - молекулы РНК), который ответствен за формирование ка­кого — либо одного признака. Информация, заложенная в нуклеиновых кислотах, реализуется посредством матричного синтеза белков;
3) клеточный уровень. ЭЕ — это клетка, которая является самостоятельно функционирующей элементарной биологиче­ской системой. Только на этом уровне возможны реализация генетической информации и процессы биосинтеза. Для одно­клеточных организмов этот уровень совпадает с организменным. ЭЯ — это реакции клеточного метаболизма, составляю­щие основу потоков энергии, информации и вещества;
4) тканевый уровень. Совокупность клеток с одинаковым типом организации составляет ткань (ЭЕ). Уровень возник с появлением многоклеточных организмов с более или менее дифференцированными тканями. Ткань функционирует как единое целое и обладает свойствами живого;
5) органный уровень. Образован совместно с функциони­рующими клетками, относящимися к разным тканям (ЭЕ). Всего четыре основные ткани входят в состав органов много­клеточных организмов, шесть основных тканей образуют ор­ганы растений;
6) организменный (онтогенетический) уровень. ЭЕ — это особь в ее развитии от момента рождения до прекращения ее существования в качестве живой системы. ЭЯ — это законо­мерные изменения организма в процессе индивидуального раз­вития (онтогенеза). В процессе онтогенеза в определенных условиях среды происходит воплощение наследственной ин­формации в биологические структуры, т. е. на основе гено­типа особи формируется ее фенотип;
7) популяционно-видовой уровень. ЭЕ — это популяция, т. е. совокупность особей (организмов) одного вида, населяю­щих одну территорию и свободно скрещивающихся между со­бой. Популяция обладает генофондом, т. е. совокупностью генотипов всех особей. Воздействие на генофонд элементар­ных эволюционных факторов (мутаций, числен­ности особей, естественного отбора) приводит к эволюционно значимым изменениям (ЭЯ);8) биоценотический (экосистемный) уровень. ЭЕ — био­ценоз, т. е. исторически сложившееся устойчивое сообщество популяций разных видов, связанных между собой и с окружаю­щей неживой природой обменом веществ, энергии и информа­ции (круговоротами), которые и представляют собой ЭЯ;
9) биосферный (глобальный) уровень. ЭЕ — биосфера (область распространения жизни на Земле), т. е. единый плане­тарный комплекс биогеоценозов, различных по видовому соста­ву и характеристике абиотической (неживой) части. Биогео­ценозы обусловливают все процессы, протекающие в биосфере;
10) ноосферный уровень. Это новое понятие было сформулирова­но академиком В. И. Вернадским. Он основал учение о ноо­сфере как сфере разума. Это составная часть биосферы, кото­рая изменена благодаря деятельности человека.