Способность размножаться, т.е. производить новое поколение особей того же вида, - одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только одного вида, но конкретных родительских особей. Для вида смысл размножения состоит в замещении тех его представителей, которые гибнут, что обеспечивает непрерывность существования вида; кроме того, при подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность вида.

1. Вступление. 1

2. Размножение в целом. 3-4

3. Размножение и развитие человека. 5

4. Мужские половые органы. 5-6

5. Женские половые органы. 6-7

6. Начало жизни (зачатие). 7-8

7. Внутриутробное развитие. 8-11

8. Рождение, рост и развитие грудного ребенка. 12-13

9. Рост и развитие груди у ребенка с года. 14-15

10. Начало созревания. 16-19

11. Использованная литература. 20

РАЗМНОЖЕНИЕ В ЦЕЛОМ

Существуют два основных типа размножения - бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуется идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации.

Генетическая изменчивость выгодна виду, так как он поставляет «сырье» для естественного отбора, а значит, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и будут иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому виду способны изменяться, т.е. возможен процесс видообразования. Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смещения генов двух разных особей – процесса, называемого генетической рекомбинацией и составляющего важную особенность полового размножения; в примитивной форме генетическая рекомендация встречается уже у некоторых бактерий.

ПОЛОВОЕ РОЗМНОЖЕНИЕ

При половом размножении потомство получается в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер. Обычно эти ядра содержаться в специализированных половых клетках – гаметах; при оплодотворении гаметы сливаются, образуя диплоидную зиготу, из которых в процессе развития получается зрелый организм. Гаметы гаплоидны – они содержат один набор хромосом, полученный в результате мейоза; они служат связующим звеном между данным поколением и следующим (при половом размножении цветковых растений сливаются не клетки, а ядра, но обычно эти ядра тоже называются гаметами).

Мейоз – важный этап жизненных циклов, включающих половое размножение, так как он ведет к уменьшению количества генетического материала вдвое. Благодаря этому в ряду поколений, размножающихся половым путем, это количество остается постоянным, хотя при оплодотворении каждый раз удваивается. Во время мейоза в результате случайного рождения хромосом (независимое распределение) и обмена генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер) возникают новые комбинации генов, попавших в одну гамету, и такая перетасовка повышает генетическое разнообразие. Слияние содержащихся в гаметах галоидных ядер называют оплодотворением или сингамией; оно приводит к образованию диплоидной зиготы, т.е. клетки, содержащей по одному хромосомному набору от каждого из родителей. Это объединение в зиготе двух наборов хромосом (генетическая рекомбинация) представляет собой генетическую основу внутривидовой изменчивости. Зигота растет и развивается в зрелый организм следующего поколения. Таким образом, при половом размножении в жизненном цикле происходит чередование диплоидной и гаплоидной фаз, причем у разных организмов эти фазы принимают различные формы.

Гаметы обычно бывают двух типов - мужские и женские, но некоторые примитивные организмы производят гаметы только одного типа. У организмов, образующих гаметы двух типов, их могут производить соответственно мужские и женские родительские особи, а может быть и так, что у одной и той же особи имеются и мужские, и женские половые органы. Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называются раздельнополыми; таковы большинство животных и человек.

Партеногинез – одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Партеногенетическое размножение встречается как в царстве животных, так и в царстве растений, и преимущество его состоит в том, что в некоторых случаях оно повышает скорость размножения.

Существует два типа партеногенеза – гаплоидный и диплоидный, в зависимости от числа хромосом в женской гамете.

РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЧЕЛОВЕКА

МУЖСКИЕ ПОЛОВЫЕ ОРГАНЫ

Мужская половая система состоит из парных семенников (яичек), семявыносящих протоков, ряда придаточных желез и полового члена (пениса). Семенник – сложная трубчатая железа яйцевидной формы; она заключена в капсулу – белочную оболочку – и состоит примерно из тысячи сильно извитых семенных канальцев, погруженных в соединительную ткань, в которой содержатся интерстициальные (лейдиговы) клетки. В семенных канальцах образуются гаметы – спермии (сперматозоиды), и интерстициальные клетки вырабатывают мужской половой гормон тестостерон. Семенники расположены вне брюшной полости, в мошонке, а поэтому спермии развиваются при температуре, которая на 2-3 гр.С ниже температуры внутренних областей тела. Более низкая температура мошонки частично определяется ее положением, а частично – сосудистым сплетением, образуемым артерией и веной семенника и действующим как противоточный теплообменник. Сокращения особых мышц перемешают семенники ближе или дальше от тела в зависимости от температуры воздуха, чтобы поддерживать температуру в мошонке на уровне, оптимальном для образования спермы. Если мужчина достиг половой зрелости, а семенники не опустились в мошонку (состояние, называемое крипторхизмом), то он навсегда остается стерильным, а у мужчин, носящих слишком тесные трусы или принимающих очень горячие ванны, образование спермиев может так сильно понизиться, что это приведет к бесплодию. Лишь у немногих млекопитающих, в том числе у китов и слонов, семенники всю жизнь находятся в брюшной полости.

Семенные канальцы достигают 50 см. в длину и 200 мкм в диаметре и расположены в участках, называемых дольками семенника. Оба конца канальцев соединяются с центральной областью семенника – сетью семенника (rete testis) – короткими прямыми семенными канальцами. Здесь сперма собирается в 10 – 20 выносящих канальцах; по ним она переносится в головку придатка (эпидидимикса), где концентрируется в результате обратного всасывания жидкости, выделяемой семенными канальцами. В головке придатка спермии созревают, после чего они приходят по извитому 5-метровому выносящему канальцу к основанию придатка; здесь они остаются в течение короткого времени, прежде чем попадают в семявыносящий проток. Семявыносящий проток – это прямая трубка длиной около 40 см., которая вместе с артерией и веной семенника образует семенной квантик и переносит сперму в уретру (мочеиспускательный канал), проходящую внутри полового члена. Взаимоотношения между этими структурами, мужскими придаточными железами и половым членом показаны на рисунке.

ЖЕНСКИЕ ПОЛОВЫЕ ОРГАНЫ

Роль женщины в процессе размножения гораздо больше, чем роль мужчины, и она сопряжена с взаимодействиями между гипофизом, яичниками, маткой и плодом. Женская половая система состоит из парных яичников и фаллопиевых труб, матки, влагалища и наружных половых органов. Яичники прикреплены к стенке брюшной полости с помощью складки брюшины и выполняют две функции: производят женские гаметы и секретируют женские половые гормоны. Яичник имеет миндалевидную форму, состоит из наружного коркового и внутреннего мозгового слоев и заключен в соединительнотканую оболочку, называемую белочной оболочкой. Наружный слой коркового вещества состоит из клеток зачяткового эпителия, из которого образуются гаметы. Корковое вещество образованно развивающимися фолликулами, а мозговое вещество – стромой, содержащей соединительную ткань, кровеносные сосуды и зрелые фолликулы.

Фаллопиева труба – это мышечная трубка длиной около 12 см. , по которой женские гаметы выходят из яичника и попадают в матку.

Отверстие фоллопиевой трубы заканчивается расширением, край которого образует бахромку, приближающуюся во время овуляции к яичнику. Просвет фоллопиевой трубы выстлан ресничным эпителием; перемещению женских гамет к матке способствует перестальтические движения мышечной стенки фоллопиевой трубы.

Матка представляет собой толстостенный мешок картошки длиной примерно 7.5 см. шириной 5 см, состоящий из трех слоев.Наружний слой называется серозной оболочкой. Под нею находится самый толстый средний слой – миометрий; его образуют пучки гладких мышечных клеток, которые во время родов чувствительны к окситоцину. Внутренний слой – эндометрий - мягкий и гладкий; он состоит из эпителиальных клеток, простых трубчатых желез и спиральных артериол, снабжающих клетки кровью. Во время беременности полость матки может увеличиваться в 500 раз – от 10 см. куб. до 5000 см. куб. Нижним входом в матку служит ее шейка, соединяющая матку с влагалищем. Влагалищем. Вход во влагалище, наружное отверстие мочеиспускательного канала и клитор прикрыты двумя кожными складками – большими и малыми половыми губами, образующими вульву. Клитор – это небольшое способное к эрекции образование, гомологичное мужскому половому члену. В стенах вульвы находятся бартолиниевы железы, выделяющиеся при половом возбуждении слизь, которая увлажняет влагалище во время полового акта.

Вопрос 1. Докажите, что размножение - одно из важнейших свойств живой природы.
Способность к размножению или самовоспроизведению является одним из обязательных и важнейших свойств живых организмов. Размножение поддерживает длительное существование вида, обеспечивает преемственность между родителями и их потомками в ряду многих поколений. Оно приводит к увеличению численности особей вида и способствует его расселению.

Вопрос 3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?
Различают два типа размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение - это тип размножения, происходящий без образования гамет. Для его осуществления необходим только один организм. В результате бесполого размножения новая особь развивается из одной или группы соматических клеток материнского организма. В основе бесполого размножения лежит митоз. При бесполом размножении дочерний организм на генетическом уровне
Бесполое – за счет митотического деления, у растений редко за счет мейотического деления.
Половое - за счет мейотического деления.

Вопрос 4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.

Бесполое размножение у одноклеточных.

Бесполое размножение у многоклеточных организмов.

1. Вегетативное – основано на способности организмов восстанавливать (регенерировать) недостающие части. У растений наблюдается разнообразие этой формы размножения: оно происходит путем образованием новых почек на стеблях, корнях, листьях, из которых вырастают новые растения. Они могут существовать самостоятельно, без связи с материнским организмом. Например, у многоклеточных водорослей, грибов, лишайников размножение осуществляется обрывками нитей, гиф, обломками слоевищ. Покрытосеменные могут размножаться: частями стебля (кактусы, элодея), листом (фиалка, бегония, лилия), корнями (малина, крыжовник, одуванчик), видоизмененными побегами: клубнями (картофель), луковицами (лук, чеснок, тюльпан, нарцисс), корневищами (пырей, хвощ, иван-чай), усами (земляника) и т.д. У животных в силу высокой специализации клеток организма вегетативное размножение встречается реже. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из них восстанавливаются недостающие органы и, таким образом возникает сразу несколько особей. У кишечнополостных – полипы начинают быстро расти, формируются поперечные перетяжки, в результате которых образуются дочерние особи, и такой способ называется стробиляция. В этот момент полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи – медузы отрываются и начинают самостоятельную жизнь. У некоторых видов млекопитающих (броненосец) и насекомых (осы-наездники) встречается вегетативное размножение зародышей, когда на ранних стадиях эмбрионального развития делящийся зародышевый диск дает начало нескольким особям (от 4 до 8). Подобное можно наблюдать у человека, когда разделяются бластомеры из которых будут развиваться монозиготные близнецы, (такое увеличение количества особей, называется полиэмбриония.)
2. Почкование характерно для кишечнополостных (гидра). В почку (выпячивание) входят клетки экто- и энтодермы. Почка увеличивается, на ней формируются щупальцы и эта почка отделяется от материнской особи.
3. Размножение фрагментами - (фрагментация ) происходит при разделении особи на две или большее число частей, каждая из которых растет и образует новую особь. С фрагментацией связана регенерация, т.е. способность восстанавливать целостный организм. Фрагментация описана для плоских червей, немертин и морских звезд.
4. Спорообразование встречается у грибов, водорослей, мхов, плаунов, хвощей и папоротников. Споры образуются путем мейоза в обычных вегетативных клетках материнского организма или специальных органах – спорангиях и представляют собой микроскопические одноклеточные образования.
При любой форме бесполого размножения – частями тела или спорами – наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия: все особи являются точной копией материнского организма. Совокупность особей, произошедших от одного предка путем бесполого размножения называют - клонами (греч. clon – ветвь, отпрыск).

Вопрос 5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении?
При бесполом размножении происходит точное копирование генетического материала материнской особи, и дочерние организмы идентичны материнскому. Появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении невозможно. Разработанным в лаборатории способом бесполого размножения является клонирование.
Клонирование дает возможность работать с отдельными клетками или небольшими зародышами. Например, при разведении крупного рогатого скота зародыш теленка на стадии недифференцированных клеток разделяют на фрагменты и помещают их в суррогатных матерей. В результате развиваются несколько идентичных телят с необходимыми признаками и свойствами.
При необходимости можно использовать и клонирование растений. В этом случае селекция про-исходит в клеточной культуре (на искусственно культивируемых изолированных клетках). И лишь затем из клеток, обладающих необходимыми свойствами, выращивают полноценные растения.
Наиболее известный пример клонирования - пересадка ядра соматической клетки в развивающуюся яйцеклетку. Эта технология в будущем позволит создать генетического двойника любого организма (или, что более актуально, его тканей и органов).

Вопрос 6. Чем половое размножение отличается от бесполого? Сформулируйте определение полового размножения.
В половом размножении участвуют специализированные половые клетки, несущие гаплоидный набор хромосом. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух гамет разных организмов. Поэтому, в отличие от бесполого размножения, при половом размножении дочерняя особь получает наследственную информацию от обоих родителей (50% от матери и 50% от отца) и обладает собственной комбинацией генетического материала. У многих видов, для которых характерно половое размножение, существуют мужские и женские особи, формирующие разные по размеру и свойствам гаметы: крупные неподвижные яйцеклетки и мелкие подвижные сперматозоиды. Такие виды называют раздельнополыми.
В целом можно сказать, что половое размножение - это процесс образования диплоидного дочернего организма, который происходит при участии половых клеток, несущих гаплоидный набор хромосом.

Вопрос 7. Подумайте, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения.
Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. В результате повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды. Половой процесс заключается в слиянии двух клеток – гамет. Формированию гамет предшествует особая форма деления – мейоз, который приводит к уменьшению количества хромосом вдвое.

Живых организмов происходит при участии только одной клетки без образования гамет . При этом новые организмы образуются у одних видов в специальных органах, а у других - из одной или нескольких клеток материнского организма. Выделяют такие виды бесполого размножения: вегетативное размножение, спорообразование, полиэмбриония, фрагментация, почкование и деление .

• Вегетативное размножение - это вид бесполого размножения, при котором воспроизведение клеток нового организма происходит из специальных структур материнского организма (клубней, корневища и т.д.) или из части вегетативного тела материнской особи. Такой вид размножения часто встречается среди растений.

Вегетативное размножение в примерах.

• Спорообразование - это размножение с помощью спор. Споры - это клетки, которые обычно образуются в спорангиях - специализированных органах. У высших организмов перед образованием пор происходит мейоз .

• Полиэмбриония (шизогония ) - это вид бесполого размножения, при котором новое поколение развивается из частей, на которые распадается зародыш (монозиготные близнецы).

• Фрагментация - это вид бесполого размножения, при котором дочерние организмы образуются из частей, на которые распадается материнский организм. Таким образом размножаются элодеи, спирогиры, морские звезды, кольчатые черви.

• Почкование - это вид бесполого размножения, при котором дочерние организмы образуются в виде отростков на материнском организме. При почковании новый организм может отделяться от материнского и жить отдельно (например, гидра), а может оставаться прикрепленным к родительскому организму. Последний вид почкования распространен в коралловых колониях.

• Деление - это простейший способ бесполого размножения, при котором материнский организм делится на два или более дочерних организма. Этот способ характерен для многих одноклеточных организмов.

Скрещивание, в котором участвуют две пары аллелей, генов, расположенных в разных, негомологичных хромосомах, называется дигибридным. При дигибридном скрещивании Г. Мендель изучал наследование двух пар признаков, за которые отвечают пары аллелей, лежащих (как выяснилось значительно позднее) в разных парах гомологичных хромосом.Если в дигибридном скрещивании разные пары аллельных генов находятся в разных парах гомологичных хромосом, то пары признаков наследуются независимо друг от друга (закон независимого наследования). Рассмотрим опыт Г. Менделя, который привел его к открытию закона независимого наследования. Для дигибридного скрещивания Мендель взял гомозиготные растения гороха, отличающиеся по двум генам - окраски семян (желтые и зеленые) и формы семян (гладкие и морщинистые). Доминантные признаки - желтая окраска (А) и гладкая форма семян (В). Каждое растение образует один сорт гамет по изучаемым аллелям. При слиянии этих гамет все потомство будет единообразным (рис. 9). При образовании гамет у гибрида (F1) из каждой пары аллельных генов в гамету попадет только один. При этом вследствие случайности расхождения отцовских и материнских хромосом в мейозе I аллель А может попасть в одну гамету с аллелем В или с аллелем b. Точно так же, как аллель а может объединиться в одной гамете с аллелем В или b (рис. 10). Поскольку в каждом организме образуется много половых клеток, в силу статистических закономерностей у гибрида равновероятно образование четырех сортов гамет: АВ, Ab, aB, ab, в равных количествах. Во время оплодотворения каждая из четырех типов гамет одного организма случайно встречается с любой из гамет другого организма. Все возможные сочетания мужских и женских гамет можно легко установить с помощью решетки Пеннета (рис. 9). Над решеткой по горизонтали выписываются гаметы одного родителя, а по левому краю решетки по вертикали - гаметы другого родителя. В квадратики вписываются генотипы зигот, образующихся при слиянии гамет. Нетрудно подсчитать, что по фенотипу потомство делится на четыре группы в следующем отношении: 9 желтых гладких; 3 желтых морщинистых; 3 зеленых гладких; 1 зеленая морщинистая (рис. 9). Если учитывать результаты расщепления по каждой паре признаков в отдельности, то получится, что отношение числа желтых семян к числу зеленых и отношение числа гладких к числу морщинистых для каждой пары равно 3:1. Таким образом, в дигибридном скрещивании каждая пара признаков при расщеплении в потомстве ведет себя так же, как в моногибридном скрещивании, т.е. независимо от другой пары признаков. Иначе можно сказать, что расщепление по каждой паре генов идет независимо от других пар генов. Однако в отличие от закона расщепления, который справедлив всегда, закон независимого наследования проявляется только в тех случаях, когда пары аллельных генов расположены в разных парах гомологичных хромосом. Законы Г. Менделя статистичны, они подтверждаются только в опытах с достаточно большим материалом (подсчеты сотен и тысяч особей).

Сегодня предлагаем вам разобрать процесс гаметогенеза. Если говорить коротко и предельно понятно, то это процесс развития половых клеток. Как уже стало понятно, статья будет посвящена размножению. Отметим, что выделяют несколько форм полового размножения. Несмотря на этот факт, все они основываются на участии двух гамет (мужских и женских половых клеток). Предлагаем вам рассмотреть этот вопрос более подробно.

Половое размножение

Мы уже упомянули, что половое размножение осуществляется благодаря участию двух разнополых особей. У них в определенных органах образуются специальные половые клетки, которые принято называть гаметами. А что же такое гаметогенез? Это процесс формирования тех самых половых клеток, которые необходимы для продолжения рода. Необходимо еще знать и то, что процесс слияния гамет принято называть оплодотворением. Мейоз гаметогенез - это основной этап развития половых клеток. Ему мы уделим внимание немного позже.

Сейчас выделим формы полового размножения:

• изогамия;
• гетерогамия;
• овогамия.

Важно отметить, что они отличаются некоторыми особенностями строения половых клеток. Так, например, при изогамии и мужские, и женские гаметы подвижны, кроме того, они имеют одинаковые размеры. Следующая форма очень похожа на предыдущую. Основное отличие второй - женская половая клетка крупнее мужской, так же она не такая подвижная. Третий вид полового размножения наиболее популярен, так как встречается у большинства животных и растений. В данном варианте женская половая клетка неподвижна и значительно крупнее мужской. При этой форме размножения мужская гамета имеет название - сперматозоид, или спермий, а женская - яйцеклетка.

Две первые формы распространены у примитивных организмов, например у водорослей. Как происходит размножение у эукариот? Путем слияния мужской и женской гамет (яйцеклетки и сперматозоида). В результате происходит оплодотворение, и образуется зигота. Очень важно понимать и то, что половые клетки содержат число хромосом, которое в два раза меньше, чем в соматической клетке. Это объяснить достаточно просто: если бы число хромосом соматической и половой клеток было одинаковым, то в каждом поколении происходило бы удвоение хромосом. Почему этого не происходит? Из-за мейоза, то есть клеточного деления.

Преимущества полового размножения

Гаметогенез - это развитие размножение без образования гамет невозможно. Важно отметить и то, что стадии гаметогенеза у мужских и женских особей имеют схожие черты. Более подробно мы это рассмотрим немного позже. Сейчас же предлагаем вам немного обсудить биологическую суть размножения и преимущества полового вида. Инстинкт воспроизведения потомства закладывается генетически. При этом при бесполом размножении дочерний организм полностью дублирует своего родителя.

Половое размножение имеет ряд преимуществ:

• сочетание материнских и отцовских генов, то есть нет вероятности абсолютного генетического копирования одного из родителей;
• изменчивость, способность популяции подстраиваться под новые условия для выживания вида;
• облегчается процесс видообразования и так далее.

Сперматогенез

Мы уже ранее говорили о том, что гаметогенез - это процесс развития половых клеток. Сейчас более подробно рассмотрим сперматогенез, то есть образование сперматозоидов. Всего выделяют четыре стадии:

• размножение;
• рост;
• созревание;
• формирование.

На стадии размножения происходит митотическое деление сперматогоний. После этого будущие сперматозоиды переходят в стадию роста, теперь они имеют название -сперматоциты. Стадия роста характеризуется значительным увеличением половых клеток, что становится возможным благодаря увеличению объема цитоплазмы. Фаза созревания - это два деления. Сперматоцит, который прошел прошлые стадии, подвергается делению, в результате образуется два сперматоцита. Затем каждый из них делится еще раз. Итого, из одного сперматоцита первого порядка мы получаем четыре сперматида. Последние вступают в четвертую стадию - формирования. Только после этих этапов сперматозоид принимает привычный для нас вид.

Овогенез

Овогенез - это развитие женских половых клеток (яйцеклеток). Ниже будут перечислены и охарактеризованы стадии данного процесса.

• Размножение. Овогонии делятся митозом, в результате количество будущих половых клеток увеличивается. Важно заметить, что стадия размножения приходится на второй месяц внутриутробного развития девочки.
• Рост. Эта стадия полностью дублирует процесс роста мужских половых клеток. Единственное отличие - размер будущей яйцеклетки превышает размер сперматоцитов, это происходит из-за накапливания первой питательных веществ.
• Последняя стадия овогенеза - созревание. Она характеризуется двумя очередными делениями путем мейоза. При сперматогенезе из одного сперматоцита образуется четыре сперматозоида. В случае овогенеза один овоцит способен образовать одну яйцеклетку и три полярных тельца.

Почему сперматозоиды превосходят в количестве, но уступают в размерах яйцеклеток? Сперматозоид не накапливает питательные вещества, так как его жизненный цикл довольно короток. Основная функция мужской половой клетки - доставка генетического материала в яйцеклетку. Кроме этого, она должна быть очень подвижной. Сперматозоиды в поисках яйцеклетки массово погибают, что и объясняет их численное преимущество.