Індивідуальний розвиток багатоклітинних організмів.

Зигота, що виникла після запліднення, представляє собою одну клітину. З неї починається життя нового організму при статевому розмноженні багатоклітинних організмів.

Індивідуальний розвиток організму від зиготи до смерті називається онтогенезом і складається з двох періодів: ембріонального і постембріонального.

У першому періоді як у високоорганізованих рослин, так і у тварин формується ембріон (зародок), тому він і називається ембріональним. Зародок насінних рослин розвивається у насінному зачатку, у яйцекладних тварин - у яйці, у живородних - в організмі матері. В ембріональному періоді закінчуються формоутворюючі процеси. У рослин цей період починається з появи самостійного мінерального живлення (насінних - після проростання насіння). У тварин з переходом до живлення за допомогою власної травної системи ( після виходу з яйця або після народження).

Індивідуальний розвиток рослин

Ембріональний період починається з поділу зиготи. Перший і останній поділ відбувається шляхом мітозу, тому всі клітини нового організму мають генетичну інформацію зиготи. Унаслідок ряду поділів утворюється компактна група клітин, які перетворюються на зародковий корінець, зачаток стебла і брунечки з листочками. Більша частина його клітин зберігає здатність до розмноження ( твірна тканина).

У постембріональний період проростає насіння, росте зародок і формуються органи рослини. Швидко розвивається корінь, який закріплює проросток у грунті, забезпечує його водою і мінеральними речовинами. Далі настає етап інтенсивного вегетативного росту - формується коренева система і пагін з листками. З появою квітки, насіння та плоду настає етап розмноження. Індивідуальний розвиток рослин завершується старінням і смертю.

У однодольних рослин онтогенез закінчується за один вегетаційний період, дволітніх - за два, багатолітніх - більше року. Дворічні цвітуть у другий рік життя і відмирають, більша частина багаторічних цвіте багаторазово.

Послідовність і довжина етапів росту і розвитку рослин чітко закономірна і обумовлена взаємодією спадковості організму з абіотичними умовами зовнішнього середовища.

Для сільського господарства дуже важливим є процеси росту та розвитку рослин. Активізація і зупинка росту забезпечується регуляторами росту - гормонами: ауксинами, цитокинінами, гіббереллінами. Вони регулюють ріст і диференціацію клітин, бруньок і інших органів, цвітіння і плодоношення. Активність гормонів дуже велика. Дія зовнішніх факторів на розвиток рослин пояснюється їх впливом на утворення і розподіл регуляторів росту.

У наш час у практиці широко використовують не тільки природні, але й штучні гормони. Їх використовують для вегетативного розмноження рослин, для боротьби з опаданням квітів і плодів у овочевих і плодових культур, для підвищення врожайності і довготривалого збереження плодів і овочів.

Індивідуальний розвиток тварин

В ембріональному періоді розвитку тварин виділяють три етапи: дроблення, гаструляція, онтогенез.

Дроблення. Етап, у ході якого одноклітинна зигота перетворюється у багатоклітинне тіло - зародок. Характер дроблення залежить від кількості і розподілу запасних поживних речовин (жовтка). Якщо жовтка мало і він розподілений рівномірно (ссавці), дроблення захвачує всю зиготу. Швидко йде один за одним мітотичний поділ зиготи і утворення з них клітин - бластомерів. Бластомери не ростуть і з кожним наступним поділом вони стають все менші (звідси і назва етапу - дроблення). Коли утворюється приблизно 64 бластомера, вони розташовуються в один шар, обмежуючи центральну порожнину, заповнену рідиною. Зародок майбутнього організму стає схожим на мікроскопічно порожнинний шар. Ця стадія зародка називається бластулою.

Гаструляція. Після дроблення розвиток зародка продовжується. На одній з ділянок клітини поділ відбувається швидше і поступово, ця частина стінки бластули вгинається у внутрішню порожнину. Процес продовжується до тих пір, поки одношарова замкнена бластула не перетвориться у двошарове утворення з новою порожниною, яка взаємодіє з зовнішнім середовищем.

Органогенез. Утворення зародкових листків представляє собою первинну диференціацію клітин. З кожного зародкового листка у подальшому формуються певні органи і частини майбутнього організму. У хребетних тварин з ектодерми утворюється покривний епітелій, нервова система і органи чуття; з ентодерми - епітелій кишечника і легені, підшлункова залоза і печінка; з мезодерми - кістковий скелет, м’язи, кровоносна система, нирки. Цей етап називається органогенезом. (рис.27.4).

Рис 27.4. Ранні стадії ембріонального розвитку.

На ранніх стадіях розвитку зародка впливають зовнішні фактори середовища. Змінюючи ці умови, можна прискорити або сповільнити його розвиток.

У постембріональному періоді розвиток може бути прямим і непрямим (з метаморфозом). У одних тварин формування органів майже повністю закінчується до кінця ембріонального періоду. Їх постембріональний розвиток полягає головним чином у рості нового організму, розвитку тканин і органів (наприклад, риби, плазуни, птахи, ссавці). Вилуплене з яйця пташеня і народжене кошеня схожі на дорослих тварин відповідних видів. Цей тип постембріонального розвитку називається прямим розвитком.

У інших тварин (наприклад, земноводні, більшість комах) постембріональний розвиток протікає з різними фізіологічними змінами і супроводжується утворенням личинкових стадій. Наприклад, з яєць метеликів виходить гусінь, з яєць жаби - пуголовки, які відрізняються від дорослих форм.

Старіння і смерть - останні етапи індивідуального розвитку. Старіння характеризується багатьма морфологічними і фізіологічними змінами, які призводять до зниження життєвих процесів. Смерть завершує індивідуальне існування. Вона може бути фізіологічною, якщо наступає внаслідок старіння, і паталогічною, якщо викликана зовнішніми факторами (рання хвороба).

Питання для самоконтролю

1. Які існують типи поділу клітин ?

2.Чим відрізняється амітоз від інших типів поділу клітин і для яких організмів він властивий ?

3. Що таке мітоз? У чому його біологічне значення?

4. Які процеси відбуваються у ядрі у інтерфазі?

5.Чому до початку мітозу хромосоми складаються з двох хроматид ? 6.Які зміни відбуваються у профазі мітозу у ядрі?

7. До якої ділянки хромосоми приєднується нитка веретена поділу?

8. Що властиво для метафази мітозу?

9. Які хромосоми розходяться до полюсів клітини в анафазі ?

10.Чому телофазу називають профаза навпаки ?

11. Що представляють собою хромосоми до початку інтерфази?

12. Скільки клітин утворюється у результаті мітозу і з яким набором хромосом?

13.

14. Які хромосоми називають гомологічними?

15. Як називають перший і другий етапи мейозу?

16. На які фази ділиться мейоз ?

17. Скільки клітин утворюється у результаті мейозу і з яким набором хромосом у кожній ?

18. Чи відбувається синтез ДНК і подвоєння хроматид після мейозу І ?

19. Що таке кон’югація хромосом, коли вона відбувається і яке її значення?

20 Скільки хроматид приймає участь у перехресті ?

21. Які хромосоми розходяться до полюсів в анафазі ІІ ?

22. Скільки клітин утворюється при мейозі ?

23. Яким стає набір хромосом у кожній клітині, які утворюються при мейозі, і скільки хроматид у кожній хромосомі ?

24.Чим відрізняється мітоз від мейозу ?

25. Що таке клітинний цикл?

26. Що таке каріотип ?

27. Який набір мають соматичні клітини і який статеві ?

28. Які види розмноження у природі вам відомі?

29. Суть статевого розмноження?

30. Суть і види вегетативного розмноження?

31. Що таке спора?

32. Які статеві клітини вам відомі?

33. Що таке гаметогенез?

34. Які є види запліднення у живих організмів?

35. Які існують форми розмноження?

36.Чим відрізняється вегетативне, безстатеве і статеве розмноження?

37. Який спосіб поділу клітин спостерігається під час росту організмів?

38. Який спосіб поділу клітин передує утворенню статевих клітин?

39. Які зони виділяють у процесі проходження сперматогенезу і овогенезу?

40. Яка будова сперматозоїда?

41. Чому гамети є носіями спадкової інформації?

42. Які є види гамет?

43.Чим відрізняються чоловічі гамети від жіночих?

Тестові завдання

1.Який тип поділу клітин не супроводжується зменшенням набору хромосом?

а. амітоз

б. мітоз

в. мейоз

2. Який поділ властивий соматичним клітинам?

а. амітоз

б. мітоз

в. мейоз

3. Який набір хромосом при мітотичному поділу диплоїдного ядра

а. гаплоїдний

б. диплоїдний

в. тетраплоїдний

4. Скільки хроматид у хромосомі до початку профази мітозу

а.

б. дві

в. три

5. Скільки клітин утворюється унаслідок мітозу

а. 1

б. 2

в. 3

г. 4

6. Який поділ супроводжується редукцією (зменшенням) числа хромосом у клітині у два рази

а. мітоз

б. амітоз

в. мейоз

7. У якій фазі мейозу відбувається кон’югація хромосом

б. профаза І

в. метафаза ІІ

г. профаза ІІІ

8. Унаслідок якого типу поділу клітини отримуємо чотири галоїдної клітини

а. мітоз

б. мейоз

в. амітоз

9. Яка кількість хромосом буде у клітинах після поділу, якщо у материнській було 6 хромосом?

а. при мітозі

б. при мейозі

в. при амітозі

10. Для якого способу розмноження властиво утворення гамет

а. вегетативне

б. безстатеве

в. статеве

11. Який набір хромосом мають сперматозоїди

а. 1n

б.2n

в. 3n

12. Який набір хромосом мають яйцеклітини

а. 1n

б. 2n

в. 3n

13. Який набір хромосом має зигота

а. 1n

б. 2n

в. 3n

14. Що утворюється унаслідок овогенезу

а. сперматозоїд

б. яйцеклітини

в. зиготи

15. У якій зоні клітини при гаметогенезі відбувається мейотичний поділ

а. зона росту

б. зона розмноження

в. зона дозрівання

г. хромосоми

16. Який спосіб розмноження організмів виник останнім у процесі еволюції

а. вегетативне

б. безстатеве

в. статеве

17. Яка частина сперматозоїда і яйцеклітини є носієм генетичної інформації

а. оболонка

б. цитоплазма

в. рибосоми

г. ядро