Наружное оплодотворение это в биологии кратко
Обновлено: 05.07.2024
При половом размножении два родителя передают гены своему потомству, что приводит сочетанию унаследованных черт. Эти гены передаются через процесс, называемый оплодотворением. Во время оплодотворения мужские и женские половые клетки сливаются и образовывают одну клетку, называемую зиготой. Зигота растет и развивается посредством митозом в полностью функционирующий новый организм. Существует два способа, с помощью которых может происходить оплодотворение.
Первый способ – это внешнее оплодотворение (яйцеклетка оплодотворяется вне тела), а второй – внутреннее оплодотворение (яйцеклетка оплодотворяется в репродуктивном тракте самки). В то время как оплодотворение необходимо для организмов, которые размножаются половым путем, особи, размножающиеся бесполым путем не нуждаются оплодотворении. Эти организмы производят генетически идентичные копии самих себя посредством бинарного деления, почкования, фрагментации, партеногенеза или других форм бесполого размножения.
Половые клетки
У животных половое размножение включает слияние двух разных гамет, образующих зиготу. Гаметы производятся типом деления клеток, называемым мейозом. Гаметы гаплоидны (содержат только один набор хромосом ), тогда как зигота диплоидна (содержит два набора хромосом). В большинстве случаев мужская гамета (сперматозоид) является подвижной и обычно имеет жгутик. С другой стороны, женская гамета (яйцеклетка) является не подвижной и относительно большой по сравнению с мужской.
У людей гаметы производятся в мужских и женских гонадах. Мужские гонады – это яички, а женские гонады – яичники. Гонады также вырабатывает половые гормоны, которые необходимы для развития первичных и вторичных репродуктивных органов и структур.
Внешнее оплодотворение
Внешнее оплодотворение происходит главным образом во влажных средах и требует, чтобы самец и самка выпускали или передавали свои гаметы в окружающую их среду (обычно воду). Этот процесс также называется нерестом. Преимущество внешнего оплодотворения заключается в том, что оно приводит к производству большого количества потомков. Один из недостатков заключается в том, что экологические опасности, такие как хищники, значительно уменьшают вероятность дожить до зрелого возраста.
Амфибии, рыбы и кораллы являются примерами организмов, которые воспроизводятся с помощью внешнего оплодотворения. Животные, размножающиеся таким способом, обычно не заботятся о своем потомстве после нереста. Некоторые нерестовые животные обеспечивают различную степень защиты и ухода за яйцами после оплодотворения. Одни прячут яйца в песке, а другие переносят их в мешочках или во рту. Эта дополнительная забота увеличивает шансы потомства на выживание.
Внутреннее оплодотворение
Внутреннее оплодотворение происходит при слиянии половых клеток (гамет) самца и самки внутри репродуктивного тракта самки. Животные, которые используют внутреннее оплодотворение, специализируются на защите развивающегося яйца. Например, рептилии и птицы откладывают оплодотворенные яйца, которые покрыты защитной оболочкой, устойчивой к потере воды и повреждениям.
Млекопитающие, за исключением монотремов, шагнули на ступень выше, позволяя эмбриону развиваться в утробе матери. Такая дополнительная защита увеличивает шансы на выживание, потому что мать обеспечивает эмбрион всем, что ему необходимо для нормального развития. Фактически, большинство матерей-млекопитающих продолжают заботиться о своих детенышах в течение нескольких лет после рождения.
Самец или самка
Важно отметить, что не все животные строго делятся на самцов и самок. Животные, такие как морские анемоны, могут иметь как мужские, так и женские репродуктивные структуры; Они известны как гермафродиты. Некоторые гермафродиты способны к самооплодотворению, но большинство нуждается в партере для размножения. Поскольку обе вовлеченные стороны становятся оплодотворенными, этот процесс удваивает количество потомства, которое появится на свет. Гермафродитизм – хорошее решение проблемы нехватки потенциальных половых партнеров. Другим решением является способность менять пол от самца к самке (протэндри) или от самки к самцу (протогиния). Определенные виды рыб, например, губановые могут изменяться от самки к самцу в процессе перехода во взрослую жизнь.
1. Дайте определения понятий.
Оплодотворение – это процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, в результате которого объединяется их генетический материал и образуется зигота.
Перекрестное оплодотворение – слияние половых клеток разных особей.
Самооплодотворение – слияние половых клеток одной особи.
Наружное оплодотворение – оплодотворение, происходящее вне тела материнского организма.
Внутреннее оплодотворение — оплодотворение, происходящее внутри организма самки.
Двойное оплодотворение – процесс, при котором один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй – с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки - вторичный эндосперм семени, содержащий питательные вещества.
2. Закончите схему.
3. В чем биологический смысл внутреннего оплодотворения?
Половые клетки защищены от внешних воздействий, а соответственно повышен шанс успешного оплодотворения. Если и развитие происходит внутри материнского организма, то тогда и развивающийся организм защищен от внешних воздействий, а также он постоянно снабжается всеми необходимыми веществами.
4. Почему при скрещивании организмов, принадлежащих к разным видам, оплодотворение происходит очень редко?
У разных видов разный генотип, т. е. различное содержание хромосом, не одинаковый химический состав цитоплазмы яйцеклетки и ядра сперматозоида. Поэтому у разных видов, даже принадлежащих к одному семейству, отряду, подотряду различный набор хромосом, что затрудняет или вообще ограничивает оплодотворение.
5. Почему оплодотворение, характерное для покрытосеменных растений, называют двойным?
Это половой процесс у покрытосеменных растений, при котором оплодотворяются как яйцеклетка, так и центральная клетка зародышевого мешка. В двойном оплодотворении участвуют оба спермия, привносимые в зародышевый мешок пыльцевой трубкой; ядро одного спермия сливается с ядром яйцеклетки, ядро второго – с полярными ядрами или с вторичным ядром зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки – эндосперм.
6. Вспомните, опираясь на знания, полученные при изучении других курсов биологии, каково обязательное условие успешного оплодотворения у моховидных и папоротникообразных.
Наличие воды, так как спермии у них неподвижные, не имеют жгутиков.
7. Мужские гаметы высших споровых растений и мужские гаметы животных называют сперматозоидами, а мужские гаметы семенных растений – спермиями. Попробуйте объяснить, почему для схожих объектов используют разные названия.
И те и другие – гаплоидные мужские половые клетки.
Спермии не имеют жгутиков, передвигаются по пыльцевой трубке. Характерны для голосеменных и покрытосеменных.
Сперматозоиды подвижны, имеют жгутик.
8. Где в настоящее время используют приемы искусственного оплодотворения?
В селекции и сельском хозяйстве, животноводстве и растениеводстве для выведения и улучшения новых пород и сортов. В перинатальных центрах при ЭКО.
9. Выскажите свое мнение об использовании искусственного оплодотворения в современной медицине.
Искусственное оплодотворение – огромный шаг вперед в современной медицине. Сегодня делают ЭКО – экстракорпоральное оплодотворение, когда яйцеклетку оплодотворяют вне организма, и искусственное – спермой донора. Многие семьи, в которых супруги страдали бесплодием, смогли решить свою проблему.
10. Выберите правильный ответ.
Тест 1.
В ядре яйцеклетки животного находится 18 хромосом, следовательно, в ядре сперматозоида этого животного:
2) 18 хромосом;
Тест 2.
У млекопитающих в процессе оплодотворения происходит:
2) слияние ядер сперматозоида и яйцеклетки;
Тест 3.
В результате двойного оплодотворения у покрытосеменных растений образуются:
3) одна диплоидная и одна триплоидная клетки;
11. Объясните происхождение и общее значение слова (термина), опираясь на значение корней, его составляющих.
12. Выберите термин и объясните, насколько его современное значение соответствует первоначальному значению его корней.
Выбранный термин: зигота.
Соответствие – полностью соответствует своему первоначальному значению.
13. Сформулируйте и запишите основные идеи § 3.7.
Для образования нового организма необходимо оплодотворение – процесс слияния сперматозоида и яйцеклетки, в результате которого объединяется их генетический материал и образуется зигота. Оплодотворение может быть перекрестным (участвует несколько особей) и самооплодотворением (1 особь); наружным (вне организма самки) и внутренним (внутри организма самки). Внутренне имеет преимущества – половые клетки защищены от внешних воздействий, повышен шанс успешного оплодотворения.
Двойное оплодотворение – у покрытосеменных способ, при котором один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй – с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки – эндосперм семени.
Искусственное оплодотворение – применяется в селекции, сельской хозяйстве и медицине.
Оплодотворение — это слияние половых клеток (гаплойдных) с образованием зародыша (диплойдного организма).
Вот только оплодотворение, оказывается, бывает разным.
Рассмотрим особенности
наружного (внешнего) оплодотворения
- гаметы (сперматозойды и яйцеклетки) сливаются во внешней среде ( зачастую в водной);
- количество гамет, образуемых организмами, очень велико (от сотни до млн штук)
- бОльшая часть гамет погибает из-за неблагоприятных условий — не все икринки оплодотворяются, зародыши, личинки и мальки могут погибнуть как из-за абиотических факторов, так и из-за хищников;
- гаметы имеют очень небольшой размер, запас питательных веществ в них также очень мал, поэтому зачастую зародыш развивается с метаморфозом
- у животных с наружным оплодотворением очень редко проявляется забота о потомстве
Наружное или внешнее оплодотворение наблюдается у водных беспозвоночных, рыб и у земноводных.
В яичниках самок рыб развивается икра , состоящая из отдельных икринок. В парных семенниках самцов образуется семенная жидкость ( молоки ), содержащая сперматозоиды. В период нереста самки через половое (которое находится около анального) отверстие выбрасывают (выметывают) в воду икру. Находящиеся рядом самцы рым поливают икру семенной жидкостью. Подвижные сперматозоиды достигают икринок (яйцеклеток) и происходит оплодотворение, в результате которого образуется зигота.
Нерестом называют поведение рыб в период размножения. В основе нереста лежат инстинкты.
Деление зиготы приводит к формированию личинки рыбы. Сначала она развивается в икринке, позже выходит из нее. При этом личинка продолжает питаться за счет запаса питательных веществ, находящихся в желточном мешке, которые находится на брюшной стороне личинки.
Когда личинка начинает питаться самостоятельно (обычно мелкими взвешенными в воде организмами — планктоном) и становится похожа на взрослую рыбу (но маленькую), она называется мальком .
Защита о потомстве есть у рыб с внешним оплодотворением, но у таких видов количество икринок гораздо меньше.
Родители защищают свое потомство от неблагоприятных факторов внешней среды и большинство мальков выживает
Внутреннее оплодотворение
Слияние гамет происходит внутри родительского (женского) организма. Соответственно, развитие зародыша тоже происходит внутри.
- уже не требуется такое большое количество гамет (обычно все ограничивается несколькими десятками), т.к. во-первых, вероятность оплодотворения намного выше,
- зародыш защищен и его развитие не зависит от окружающей среды,
- питание зародыша осуществляется за счет материнского организма
Такой тип оплодотворения характерен для всех хрящевых рыб, некоторых костных рыб, но, в основном, конечно, это признак наземных организмов — как беспозвоночных ( червей и членистоногих) , так и для хордовых — рептилий, птиц, млекопитающих.
Преимущество внутреннего оплодотворения очевидны — независимость от водной среды и более надежное развитие зародыша. Поэтому такой вид оплодотворения считается ароморфозом , связанным с выходом живых организмов на сушу.
Оплодотворение — это процесс соединения двух гаплоидных гамет, в результате которого образуется диплоидная зигота.
При соприкосновении головки сперматозоида с наружным покровом яйцеклетки содержащиеся в акросоме ферменты выделяются на поверхность яйцеклетки. Под их действием оболочка яйцеклетки в месте соприкосновения разрушается. Содержимое сперматозоида проникает внутрь яйцеклетки. После этого яйцеклетка восстанавливает оболочку и другие сперматозоиды проникнуть в неё уже не могут. В оплодотворённой яйцеклетке происходит слияние двух ядер и образуется диплоидная зигота.
Наружное оплодотворение происходит у животных, которые живут в воде (например, у рыб и амфибий). Яйцеклетки (икру) и сперматозоиды такие животные выделяют в воду, где и происходит их слияние.
Внутреннее оплодотворении наблюдается у животных, обитающих на суше, а также у некоторых обитателей водной среды (червей, членистоногих, пресмыкающихся, птиц, млекопитающих). У них гаметы сливаются внутри тела самки, в её половых путях.
Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм приобретает генетическую информацию и признаки обоих родителей.
Партеногенез — особый случай полового размножения, при котором происходит развитие особи из неоплодотворённой яйцеклетки.
Партеногенез наблюдается у некоторых червей, улиток, членистоногих (дафний, пчёл, тлей, муравьёв), а также у рептилий (скальных ящериц, варанов), птиц (индюшек) и других животных. Он чередуется с обычным размножением.
Развитие нового организма начинает без оплодотворения. Гаплоидная яйцеклетка делится митозом. Происходит удвоение ДНК, но во время первого деления хромосомы не расходятся, и в клетке остаётся диплоидный хромосомный набор.
у тлей в тёплое время из неоплодотворённых яиц появляется несколько поколений самок, а осенью рождаются самцы. У пчёл партеногенетическое размножение производит только трутней (самцов), а самки и рабочие пчёлы рождаются из оплодотворённых яиц.
Читайте также: