Décrire le rôle biologique des différents types de reproduction. Signification biologique de la reproduction

CHAPITRE 2 PHYSIOLOGIE DE LA REPRODUCTION DU CHIEN La naissance d'un bébé vivant et suffisamment formé, chez lequel on peut déjà discerner les caractéristiques d'un futur animal adulte, donne l'impression qu'un nouvel organisme surgit comme de rien. La naissance elle-même signifie venir au monde

La longévité dépend de la taille, de la reproduction et de la nourriture B Dernièrement le célèbre professeur berlinois Rubner a tenté de déterminer la quantité d'énergie consommée pendant la croissance et pendant la vie, pensant y trouver une base pour résoudre la question de

4.1. Types de reproduction Au cours du processus d'évolution des organismes vivants, il y a eu également une évolution des modes de reproduction dont la diversité s'observe chez les espèces vivantes. Toutes les options de reproduction peuvent être divisées en deux types fondamentalement différents : asexuée et

la reproduction- la capacité des organismes vivants à se reproduire. Il y a deux principaux méthode de reproduction- asexué et sexuel.

La reproduction asexuée se produit avec la participation d'un seul parent et se produit sans formation de gamètes. La génération fille chez certaines espèces provient d’une ou d’un groupe de cellules du corps de la mère, chez d’autres espèces, d’organes spécialisés. On distingue : méthodes de reproduction asexuée: division, bourgeonnement, fragmentation, polyembryonie, sporulation, multiplication végétative.

Division- une méthode de reproduction asexuée caractéristique des organismes unicellulaires, dans laquelle la mère est divisée en deux ou plusieurs cellules filles. On peut distinguer : a) la fission binaire simple (procaryotes), b) la fission binaire mitotique (protozoaires, algues unicellulaires), c) la fission multiple, ou schizogonie ( Plasmodium du paludisme, trypanosomes). Lors de la division de la paramécie (1), le micronoyau est divisé par mitose, le macronoyau par amitose. Au cours de la schizogonie (2), le noyau est d'abord divisé à plusieurs reprises par mitose, puis chacun des noyaux filles est entouré de cytoplasme et plusieurs organismes indépendants se forment.

Bourgeonnant- un mode de reproduction asexuée dans lequel de nouveaux individus se forment sous forme d'excroissances sur le corps de l'individu parent (3). Les individus filles peuvent se séparer de la mère et passer à un mode de vie indépendant (hydre, levure), ou bien y rester attachés, formant dans ce cas des colonies (polypes de corail).

Fragmentation(4) - une méthode de reproduction asexuée, dans laquelle de nouveaux individus sont formés à partir de fragments (parties) dans lesquels l'individu maternel se décompose (anneli, étoile de mer, spirogyre, élodée). La fragmentation repose sur la capacité des organismes à se régénérer.

Polyembryonie- une méthode de reproduction asexuée dans laquelle de nouveaux individus sont formés à partir de fragments (parties) dans lesquels l'embryon se désagrège (jumeaux monozygotes).

Multiplication végétative- un mode de reproduction asexuée dans lequel de nouveaux individus sont formés soit à partir de parties du corps végétatif de l'individu mère, soit à partir de structures particulières (rhizome, tubercule, etc.) spécifiquement conçues pour cette forme de reproduction. La multiplication végétative est typique de nombreux groupes de plantes et est utilisée dans le jardinage, le potager et la sélection végétale (multiplication végétative artificielle).

Sporulation(6) - reproduction par spores. Controverse- des cellules spécialisées, chez la plupart des espèces elles sont formées dans des organes spéciaux - les sporanges. U plantes supérieures La formation des spores est précédée de la méiose.

Clonage- un ensemble de méthodes utilisées par l'homme pour obtenir des copies génétiquement identiques de cellules ou d'individus. Cloner- un ensemble de cellules ou d'individus descendant d'un ancêtre commun par reproduction asexuée. La base pour obtenir un clone est la mitose (chez les bactéries - simple division).

La reproduction sexuée est réalisée avec la participation de deux individus parents (mâle et femelle), dans lesquels des cellules spécialisées sont formées dans des organes spéciaux - gamètes. Le processus de formation des gamètes est appelé gamétogenèse, l'étape principale de la gamétogenèse est la méiose. La génération fille se développe à partir de zygotes- une cellule formée à la suite de la fusion de gamètes mâles et femelles. Le processus de fusion des gamètes mâles et femelles est appelé fertilisation. Une conséquence obligatoire de la reproduction sexuée est la recombinaison du matériel génétique dans la génération fille.

Selon les caractéristiques structurelles des gamètes, on peut distinguer : formes de reproduction sexuée: isogamie, hétérogamie et oogamie.

Isogamie(1) - une forme de reproduction sexuée dans laquelle les gamètes (conditionnellement femelles et conditionnellement mâles) sont mobiles et ont la même morphologie et la même taille.

Hétérogamie(2) - une forme de reproduction sexuée dans laquelle les gamètes femelles et mâles sont mobiles, mais les gamètes femelles sont plus gros que les mâles et moins mobiles.

Ovogamie(3) - une forme de reproduction sexuée dans laquelle les gamètes femelles sont immobiles et plus gros que les gamètes mâles. Dans ce cas, les gamètes femelles sont appelés œufs, gamètes mâles, s'ils ont des flagelles, - spermatozoïdes, s'ils ne l'ont pas, - sperme.

L'oogamie est caractéristique de la plupart des espèces d'animaux et de plantes. L'isogamie et l'hétérogamie se produisent dans certains organismes primitifs (algues). En plus de ce qui précède, certaines algues et champignons ont des formes de reproduction dans lesquelles les cellules sexuelles ne se forment pas : l'hologamie et la conjugaison. À hologamie les organismes haploïdes unicellulaires fusionnent les uns avec les autres, ce qui dans ce cas agissent comme des gamètes. Le zygote diploïde résultant se divise ensuite par méiose pour produire quatre organismes haploïdes. À conjugaison(4) le contenu des cellules haploïdes individuelles des thalles filamenteux fusionne. Grâce à des canaux spécialement formés, le contenu d'une cellule s'écoule dans une autre, un zygote diploïde se forme, qui, généralement, après une période de repos, se divise également par méiose.

Aller à conférences n°13« Méthodes de division des cellules eucaryotes : mitose, méiose, amitose »

Aller à conférences n°15"La reproduction sexuée chez les angiospermes"

Anaphase. Les microtubules se contractent, les centromères se séparent et s'éloignent les uns des autres. Les chromosomes se séparent et les chromatides se déplacent vers les pôles opposés du fuseau.

Télophase. De nouveaux noyaux se forment. Les chromosomes des nouveaux noyaux deviennent minces, invisibles au microscope. Le nucléole réapparaît et l'enveloppe nucléaire se forme. Ce dernière phase division du noyau cellulaire.

Simultanément à la télophase, la division du cytoplasme commence. Tout d’abord, un étranglement (septum) se forme entre les cellules filles. Après un certain temps, le contenu de la cellule se sépare. C’est ainsi que de nouvelles cellules filles apparaissent avec un cytoplasme autour de nouveaux noyaux identiques. Après cela, la préparation à la division recommence, maintenant nouvelle cellule, et tout le cycle est répété en continu, s'il y a Conditions favorables. Le processus de mitose prend environ 1 à 2 heures. Sa durée varie selon les différents types cellules et tissus. Cela dépend aussi des conditions environnementales.

La division du noyau et, par conséquent, de la cellule se poursuit continuellement tant que la cellule a les moyens d'assurer son activité vitale.

Cycle cellulaire. L'existence d'une cellule depuis son origine par division jusqu'à la division en cellules filles est appelée cycle de vie cellulaire ou cycle cellulaire. DANS cycle de vie les cellules ont deux phases (ou étapes).

Première étape du cycle cellulaire- préparer la cellule à la division. On l'appelle interphase (du latin inter - « entre » et du grec phasis - « apparition »). L'interphase du cycle cellulaire occupe la période la plus longue (jusqu'à 90 %). Durant cette période, le noyau et le nucléole sont clairement visibles dans la cellule. En allant croissance active Dans une jeune cellule, les protéines sont biosynthétisées, accumulées, les molécules d'ADN sont préparées pour la duplication et tout le matériel chromosomique est dupliqué (répliqué). Les chromosomes ne sont pas visibles, mais le processus de leur doublement est activement en cours. Un chromosome doublé est constitué de deux moitiés contenant une molécule d’ADN double brin. Caractéristiques caractéristiques les cellules en interphase sont la déspiralisation (déroulement) des chromosomes et leur répartition uniforme sous la forme d'une masse lâche dans tout le noyau. Vers la fin de l'interphase, les chromosomes s'enroulent (se tordent) et deviennent visibles, mais apparaissent toujours sous la forme de fins fils allongés (Fig. 22).

Au deuxième stade du cycle cellulaire La mitose se produit et la cellule se divise en deux cellules filles.

Après séparation, chacune des deux cellules filles entre à nouveau en interphase. À partir de ce moment, un nouveau cycle cellulaire (désormais le leur) commence dans les deux cellules eucaryotes émergentes.

Comme nous le voyons, la division cellulaire se produit différemment chez les eucaryotes et les procaryotes. Mais aussi bien la division simple chez les procaryotes que la division par mitose chez les

Les eucaryotes sont des méthodes de reproduction asexuée : les cellules filles reçoivent les informations héréditaires que possédait la cellule mère. Les cellules filles sont génétiquement identiques aux cellules parentales. Tout changement génétique

l'appareil n'existe pas ici. Par conséquent, toutes les cellules qui apparaissent au cours du processus de division cellulaire et les tissus qui en sont formés ont une homogénéité génétique.

1. Expliquer les différences dans les processus de division cellulaire chez les procaryotes et les eucaryotes. 2*. Pourquoi la progéniture est-elle identique au parent dans la reproduction asexuée ?

3. Décrire le processus de mitose et les caractéristiques de chacune de ses étapes.

4. Remplacez les mots soulignés par des termes.

Première phase de la mitose commence lorsque les chromosomes deviennent visibles

A la fin de la troisième phase de la mitose les chromosomes sont aux pôles opposés de la cellule.

Les structures cellulaires contenant des informations génétiques ne deviennent visibles que pendant la mitose.

Travail de laboratoire n°2 (voir annexe, p. 230).

§ 15 Formation des cellules germinales. Méiose

Cellules sexuelles (gamètes) se développer dans les organes génitaux (génératifs) et jouer rôle vital: assurer la transmission des informations héréditaires des parents à la descendance. Au cours de la reproduction sexuée, à la suite de la fécondation, se produit la fusion de deux cellules germinales (mâles et femelles) et la formation d'une cellule - un zygote, dont la division ultérieure conduit au développement d'un organisme fille.

Habituellement, le noyau cellulaire contient deux ensembles de chromosomes - l'un provenant de l'un et l'autre parent - 2n ( Lettre latine"p" désigne un seul ensemble de chromosomes). Une telle cellule est appelée diploïde (du grec diploos - « double » et eidos - « espèce »). On peut supposer que lorsque deux noyaux fusionnent, la cellule nouvellement formée (zygote) ne contiendra plus deux, mais quatre ensembles de chromosomes, qui doubleront à nouveau à chaque apparition ultérieure de zygotes. Imaginez combien de chromosomes s’accumuleraient alors dans une cellule ! Mais cela n’arrive pas dans la nature vivante : le nombre de chromosomes dans chaque espèce reste constant au cours de la reproduction sexuée. Cela est dû au fait que les cellules sexuelles se forment par division spéciale. Grâce à cela, non pas deux (2n), mais une seule paire de chromosomes (In), c'est-à-dire la moitié de ce qui se trouvait dans la cellule avant sa division, pénètre dans le noyau de chaque cellule germinale. Les cellules avec un seul ensemble de chromosomes, c'est-à-dire ne contenant que la moitié de chaque paire de chromosomes, sont appelées haploïdes (du grec haploos - « simple », « unique » et eidos - « espèce »).

Le processus de division des cellules germinales, à la suite duquel il y a deux fois moins de chromosomes dans le noyau, est appelé méiose (du grec méiose - « réduction »). Une réduction de moitié du nombre de chromosomes dans le noyau (ce qu'on appelle la réduction) se produit lors de la formation des cellules germinales mâles et femelles. Lors de la fécondation, un double jeu de chromosomes (2n) est à nouveau créé dans le noyau du zygote par la fusion des cellules germinales.

Il convient de noter que chez de nombreux eucaryotes (micro-organismes, plantes inférieures et mâles de certaines espèces d'arthropodes), les cellules somatiques (du grec soma - « corps ») (toutes les cellules du corps, à l'exclusion des cellules sexuelles) possèdent un ensemble haploïde de chromosomes. Chez de nombreuses plantes à fleurs, les cellules sont polyploïdes, c'est-à-dire qu'elles contiennent de nombreux ensembles de chromosomes. Mais chez la plupart des animaux, chez les humains et chez les plantes supérieures

Seules les cellules germinales sont haploïdes. Dans toutes les autres cellules du corps de ces organismes, le noyau contient un diploïde (2n) - un double jeu de chromosomes.

La méiose a grande importance dans le monde vivant. Au cours du processus de méiose (contrairement à la mitose), des cellules filles se forment et contiennent deux fois moins de chromosomes que les cellules parentales, mais grâce à l'interaction des chromosomes du père et de la mère, elles ont toujours de nouvelles combinaisons uniques de chromosomes. Ces combinaisons dans la progéniture s'expriment dans de nouvelles combinaisons de caractéristiques. L'émergence de nombreuses combinaisons de chromosomes augmente la capacité d'une espèce à développer des adaptations aux conditions environnementales changeantes, ce qui est très important pour l'évolution.

À l’aide de la méiose, les cellules germinales se forment avec un ensemble plus petit de chromosomes et avec des propriétés génétiques qualitativement différentes de celles des cellules mères.

La méiose, ou division de réduction, est une combinaison de deux étapes uniques de division cellulaire, se succédant sans interruption. On les appelle méiose I (première division) et iméiose II (deuxième division). Chaque étape comporte plusieurs phases. Les noms des phases sont les mêmes que ceux des phases de mitose. Les interphases sont observées avant les divisions. Mais la duplication de l'ADN lors de la mitose ne se produit qu'avant la première division. Progression de la méiose

illustré à la figure 23.

DANS première interphase(précédant la première division méiotique), il y a une augmentation de la taille des cellules, un doublement des organites et un doublement de l'ADN dans les chromosomes.

Première division (méiose I) commence par la prophase /, au cours de laquelle les chromosomes dupliqués (ayant deux chromatides) sont clairement visibles au microscope optique. Dans cette phase, des chromosomes identiques (homologues), mais provenant des noyaux

les gamètes paternels et maternels se rapprochent les uns des autres et se «collent» sur toute la longueur par paires. Les centromères (constrictions) des chromosomes homologues sont situés à proximité et se comportent comme une seule unité, retenant ensemble les quatre chromatides. De tels chromosomes doublés homologues interconnectés sont appelés paire ou bivalent (du latin bi - "double" et valens - "fort").

Les chromosomes homologues qui composent le bivalent sont étroitement liés les uns aux autres en certains points. Dans ce cas, un échange de sections de brins d'ADN peut se produire, entraînant la formation de nouvelles combinaisons de gènes dans les chromosomes. Ce processus est appelé croisement (anglais cmssingover - « cross »). Le croisement peut conduire à la recombinaison de grandes ou petites sections de chromosomes homologues avec plusieurs gènes ou parties d'un gène dans des molécules d'ADN (Fig. 24).

Grâce au croisement, les cellules germinales contiennent des chromosomes ayant des propriétés héréditaires différentes de celles des chromosomes des gamètes parents.

Le phénomène de croisement a une signification biologique fondamentale, car il augmente la diversité génétique de la progéniture.

La complexité des processus se produisant dans la prophase I (dans les chromosomes, le noyau) détermine la durée la plus longue de cette étape de la méiose.

En métaphase I, les bivalents sont localisés dans la partie équatoriale de la cellule. Alors,

dans l'anaphase I, les chromosomes homologues divergent vers les pôles opposés de la cellule. La télophase / achève la première division de la méiose, à la suite de laquelle deux cellules filles se forment, bien que chaque chromosome reste toujours doublé (c'est-à-dire constitué de deux chromatides sœurs) ).

La télophase I est suivie de deuxième interphase. Il en faut beaucoup

peu de temps, car la synthèse de l'ADN ne s'y produit pas.

La deuxième division (méiose II) commence par la prophase II.

Les deux cellules filles qui naissent en télophase I commencent une division semblable à la mitose : les nucléoles et les membranes nucléaires sont détruites, des fils de fuseau apparaissent, dont une extrémité est attachée au centromère. En métaphase, les chromosomes s’alignent le long de l’équateur du fuseau. Au cours de la Vanaphase II, les centromères se divisent et les chromatides des chromosomes des deux cellules filles se déplacent vers leurs pôles.

En conséquence, à partir de chaque chromosome dupliqué, deux chromosomes distincts sont obtenus, qui vont aux pôles opposés de la cellule. Aux deux pôles, un noyau est formé à partir de groupes de chromosomes rassemblés ici. Dans ce document, chaque paire de chromosomes homologues est représentée par un seul chromosome.

Dans la télophase II, la membrane nucléaire se forme à nouveau autour du noyau, qui contient désormais un seul ensemble (haploïde) de chromosomes, et le contenu cellulaire est divisé. Le processus de réduction de la formation des cellules germinales se termine par la création de quatre cellules haploïdes - les gamètes.

DANS À la suite de la méiose, une cellule produit quatre cellules avec un ensemble haploïde de chromosomes.

Le processus de formation des cellules reproductrices mâles (spermatozoïdes) est appelé spermatogenèse(du grec spermatos - « graine » et genèse - « émergence », « origine »). Le processus de développement des cellules germinales femelles (œufs) est appelé ovogenèse ou iogenèse (du grec oop - « œuf » et genèse - « émergence », « origine »),

1. Pourquoi les propriétés des organismes filles développés à partir d’un zygote ne sont-elles pas identiques à celles de leurs parents ?

2*. Qu'est-ce que signification biologique méiose?

3. Remplacez les mots surlignés par le terme.

La division cellulaire, à la suite de laquelle il y a deux fois moins de chromosomes dans le noyau, conduit à la formation de cellules germinales.

§ 16 Développement individuel des organismes - ontogenèse

Au cours de sa vie, le corps subit d'importantes transformations : il grandit et se développe.

L'ensemble des transformations intervenant dans le corps depuis sa création jusqu'à sa mort naturelle est appelé développement individuel iliontogenèse

(du grec intos - « existence » et genèse - « émergence », « origine »). Dans les organismes unicellulaires, la vie s’inscrit dans un seul cycle cellulaire et toutes les transformations se produisent entre deux divisions cellulaires. Dans les organismes multicellulaires, ce processus est beaucoup plus complexe.

Dans la reproduction asexuée, y compris la reproduction végétative, l'ontogenèse commence à partir du moment de la division de la cellule initiale (c'est-à-dire donnant naissance) de l'organisme maternel. Le corps est allumé étapes préliminaires le développement s’appelle le rudiment.

Les organismes unicellulaires, comme toutes les cellules, naissent de la division cellulaire. Dans une cellule nouvellement formée, les structures intracellulaires qui la fournissent ne sont pas toujours formées. fonctions spécifiques et les processus de la vie. Il faut un certain temps pour que tous les organites se forment et que toutes les enzymes nécessaires soient synthétisées. Ce période au début l'existence d'une cellule (et d'un organisme unicellulaire) dans le cycle cellulaire est appelée maturation. Vient ensuite une période de vie cellulaire mature, se terminant par sa division.

Dans le développement individuel d'un organisme multicellulaire, on distingue plusieurs étapes, souvent appelées périodes d'âge. Il existe quatre tranches d'âge : germinale (embryonnaire), jeunesse, maturité et la vieillesse.

Chez les animaux, on distingue souvent seulement deux périodes : embryonnaire et postembryonnaire. La période embryonnaire est le développement de l'embryon (embryon) avant sa naissance. Postembryonnaire appelée période de développement d'un organisme depuis sa naissance ou sa sortie de l'œuf ou des membranes embryonnaires jusqu'à sa mort.

Période embryonnaire de l'ontogenèse(développement embryonnaire), qui se produit in utero dans le corps de la mère et se termine à la naissance, est présent chez la plupart des mammifères, y compris l'homme. Chez les organismes ovipares et ceux qui pondent des œufs, le développement embryonnaire se produit en dehors du corps de la mère et se termine par la libération des membranes des œufs (chez les poissons, les amphibiens, les reptiles, les oiseaux, ainsi que chez de nombreux animaux invertébrés - échinodermes, mollusques, vers

et etc.).

U la grande majorité des organismes animaux traitent développement embryonnaire se produit de la même manière. Cela confirme leur origine commune.

U Chez l'homme, au cours du développement embryonnaire, les premiers à commencer à se séparer sont la tête et la partie dorsale.

cerveau. Cela se produit au cours de la troisième semaine après la conception. A ce stade, l’embryon humain ne mesure que 2 mm de long.

Dès les premiers jours du développement embryonnaire, l'embryon est très sensible aux influences néfastes, notamment chimiques (médicaments, poisons, alcool, drogues) et infectieuses. Par exemple, si une femme contracte la rubéole entre la 4e et la 1re 2e semaine de grossesse, cela peut provoquer une fausse couche ou perturber la formation du cœur, du cerveau, des organes de la vision et de l’audition du fœtus, c’est-à-dire les organes dont le développement a lieu pendant cette période.

Après la naissance ou l'éclosion de l'œuf commence développement postembryonnaire corps. Pour certains organismes, cette période de vie prend plusieurs jours, pour d'autres, plusieurs dizaines ou centaines d'années, selon les espèces.

Un lion meurt de vieillesse vers l'âge de 50 ans, un crocodile peut vivre jusqu'à 100 ans, un chêne peut vivre jusqu'à 2 000 ans, un séquoia peut vivre plus de 3 000 ans et un avoine peut vivre 4 ans. -6 mois. Certains insectes vivent plusieurs jours. Une personne meurt de vieillesse entre 75 et 100 ans, même si certaines personnes vivent plus de 100 ans.

Le développement postembryonnaire comprend trois périodes d'âge: jeunesse, maturité et la vieillesse. Chacune de ces périodes est caractérisée par certaines transformations dans la structure et les processus vitaux de l'organisme, en raison de son hérédité et de son influence. conditions extérieures. Au cours du développement post-embryonnaire, le corps subit des changements quantitatifs et qualitatifs.

L'ontogenèse est le développement d'un individu (individu), déterminé par l'hérédité et l'influence des conditions environnementales.

L'ontogenèse est certainement l'une des plus étonnantes phénomènes biologiques. Apparu sous la forme d'un minuscule embryon ou rudiment, l'organisme passe par un certain nombre d'étapes de développement complexes, au cours desquelles se forment progressivement tous les organes et mécanismes qui assurent l'activité vitale. Arrivé à la puberté, le corps réalise la fonction la plus importante vivant - donne une progéniture, qui assure la durée et la continuité de l'existence de son espèce.

L'existence de tout organisme est un processus complexe et continu de développement embryonnaire et post-embryonnaire dans certaines conditions environnementales et sur une période de temps caractéristique de chaque espèce.

1. Décrire la période de développement embryonnaire de l'organisme.

2. Remplacez les définitions suivantes par les termes : un organisme aux premiers stades de développement ; développement individuel d'un organisme multicellulaire.

3*. Expliquez pourquoi l'influence de dangereux influences extérieures(irradiation, tabagisme) s'avère plus destructeur au stade embryonnaire de l'ontogenèse qu'au stade post-embryonnaire.

La reproduction est inhérente à tous les organismes vivants. Grâce à la reproduction, l'auto-reproduction des organismes et la continuité de l'existence de l'espèce sont assurées. Il existe deux principaux types de reproduction des organismes : asexuée et sexuée. La division cellulaire indirecte (mitose) lors du passage d'un certain nombre de phases (prophase, métaphase, anaphase, télophase) assure le transfert aux cellules filles de la même information héréditaire contenue dans les chromosomes du noyau que le parent. En interphase, la cellule se prépare à la division.

Le type de reproduction le plus ancien est la reproduction asexuée. Il assure la stabilité information génétique, enregistrement des propriétés de la vue, plus augmentation rapide nombre et réinstallation vers de nouveaux territoires.

La reproduction sexuée est apparue au cours du processus d'évolution plus tard que la reproduction asexuée. Grâce à la méiose, au croisement et à la fécondation, la reproduction sexuée offre une variabilité génétique qui permet aux organismes d'acquérir de nouveaux caractères et propriétés, et donc de mieux s'adapter aux conditions environnementales changeantes.

Au cours du processus de méiose, une division par réduction des cellules germinales se produit et la formation d'un ensemble haploïde (In) de chromosomes dans le noyau des gamètes. Lorsque les cellules sont fécondées, les cellules germinales mâles et femelles avec un ensemble haploïde de chromosomes fusionnent et un zygote avec un ensemble diploïde (2n) de chromosomes dans le noyau se forme.

Le zygote donne lieu au développement d'un nouvel organisme. Le cours de la vie d'un organisme, de sa naissance à sa mort, est appelé développement individuel (ontogenèse). Dans les organismes multicellulaires, l'ontogenèse comprend les périodes embryonnaires et postembryonnaires.

Le développement individuel de tous les organismes s'effectue en fonction des propriétés héréditaires inhérentes à l'espèce et en fonction des conditions environnementales.

Testez-vous

1. Expliquer le rôle biologique des gamètes sexuels féminins et masculins.

2. Expliquer les principales différences entre la mitose et la méiose.

3. Quelle est la dépendance du développement individuel d'un organisme aux conditions environnementales dans les périodes embryonnaires et post-embryonnaires ?

4. Quelles étapes sont observées dans le cycle cellulaire des organismes unicellulaires ? Expliquer l'importance de l'interphase dans la vie d'une cellule.

1. Décrire les concepts de « croissance de l'organisme » et de « développement de l'organisme ».

Questions à discuter

1. Décrire le rôle biologique des différents types de reproduction s'ils sont observés chez des organismes d'une même espèce. Donne des exemples.

2. Révéler le mécanisme permettant d'assurer la continuité de la vie.

3. Est-il exact de dire que le développement d'un organisme se produit pendant la période embryonnaire et que pendant la période post-embryonnaire, il n'y a qu'une augmentation de la taille du corps, c'est-à-dire une croissance de l'organisme ? Justifiez vos opinions avec des exemples précis.

Concepts de base

Reproduction asexuée. Reproduction sexuée. Gamète. Zygote. Chromosome. Mitose. Méiose. Traverser. Cycle cellulaire. Cellule diploïde. Cellule haploïde. L'ontogenèse.

Chapitre 4 Fondements de la doctrine de l'hérédité et de la variabilité

Après avoir étudié le chapitre, vous serez capable de :

expliquer les concepts de base de la génétique;

décrire le mécanisme de détermination du sexe et les types d'héritage des traits ;

caractériser le rôle de l'hérédité et de la variabilité des organismes dans la nature vivante.

§ 17 De l'histoire du développement de la génétique

La génétique (du grec genesis - « origine ») est le nom de la science qui étudie l'hérédité et la variabilité des organismes, ainsi que les mécanismes de contrôle de ces processus. Cela a une longue histoire.

Même dans les temps anciens, les gens comprenaient que les plantes, les animaux et même les humains héritaient de certaines caractéristiques de leurs parents, car il était impossible de ne pas voir les similitudes entre la progéniture et les parents. De plus, certaines caractéristiques « ancestrales » se transmettaient inchangées de génération en génération. S'appuyant sur cette capacité des plantes et des animaux à hériter de certaines qualités, ils ont commencé à sélectionner des graines de plantes parmi les individus les plus productifs pour les semer et ont essayé de préserver les jeunes animaux avec nécessaire à une personne propriétés - production de plus de lait ou de laine, travail de trait plus performant, etc.

Des manuscrits chinois anciens indiquent, par exemple, qu'ils ont créé il y a 6 000 ans

différentes variétés de riz par croisement et sélection. Les découvertes archéologiques confirment que les Égyptiens cultivaient des variétés de blé à haut rendement. Parmi les monuments écrits babyloniens de Mésopotamie, une tablette de pierre datant du 6ème millénaire avant JC a été trouvée. e., qui enregistre des données sur l'héritage de la forme de la tête et de la crinière chez cinq générations de chevaux (Fig. 25).

Cependant, ce n’est qu’au XIXe et au début du XXe siècle, lorsque les connaissances sur la vie cellulaire se sont accumulées, que les scientifiques ont commencé à étudier le phénomène de l’hérédité. D'abord traité sur l'étude de l'hérédité a été réalisée par le scientifique et moine tchèque G. Mendel. En 1865, dans l'article « Expériences sur les hybrides de plantes », il formule les lois de l'hérédité des traits qui jettent les bases de la science de la génétique. Mendel a montré que les traits héréditaires (inclinations) ne sont pas « fusionnés », comme on le pensait auparavant, mais sont transmis des parents aux descendants sous la forme d'unités discrètes (isolées, séparées), qu'il appelle facteurs. Ces unités, présentées par paires chez les individus, ne fusionnent pas, mais restent discrètes et sont transmises à la descendance dans les cellules reproductrices mâles et femelles, une unité de chaque paire.

En 1909, les unités héréditaires étaient appelées gènes par le scientifique danois V. Johansen (grec genos - « genre »). Au début du 20ème siècle. L'embryologiste et généticien américain T. Morgan a établi expérimentalement que les gènes sont situés sur les chromosomes et y sont localisés de manière linéaire. Depuis lors, le concept de gène est au cœur de la génétique.

Un rôle de premier plan dans le développement de la génétique dans la première moitié du XXe siècle. joué par nos scientifiques nationaux. COMME. Serebrovsky, étudiant la génétique des animaux, a montré structure complexe gène, a introduit le terme « pool génétique » dans la science. La doctrine de l'hérédité et de la variabilité a été enrichie par les travaux de N.I. Vavilov, qui a formulé en 1920 la loi des séries homologiques d'hérédité et de variabilité, qui assurait un lien étroit entre la génétique et l'enseignement évolutionniste. Yu.A. Filipchenko a mené de nombreuses expériences sur analyse génétique plantes, développé des méthodes de recherche

variabilité et hérédité. G.D. a également apporté une contribution significative au développement de la génétique.

Karpechenko, N.K. Koltsov, S.S. Chetverikov et d'autres chercheurs.

Dans les années 40 Les bases biochimiques de la génétique étaient posées. Les scientifiques ont prouvé le rôle des molécules d'acide nucléique dans la transmission de l'information héréditaire, ce qui a conduit à la naissance de la génétique moléculaire. Le décodage de la structure de la molécule d'ADN, publié en 1953, a montré un lien étroit entre cette composé chimique avec des informations héréditaires dans les gènes.

Les progrès de la génétique moléculaire ont créé une nouvelle industrie Biologie - ingénierie génétique, qui permet, en manipulant des gènes individuels, d'obtenir in vitro de nouvelles combinaisons de gènes dans un chromosome qui n'existaient pas auparavant. Le génie génétique est devenu une pratique répandue Agriculture et la biotechnologie.

Le développement d'une génétique basée sur des principes moléculaires dans la prise en compte des qualités héréditaires est devenu possible grâce à la création de hautes technologies dans le domaine recherche scientifique, apparu seulement au milieu du 20e siècle.

La génétique est base théorique sélection (du latin selectio - « choix », « sélection ») de plantes, d'animaux et de micro-organismes, c'est-à-dire la création d'organismes dotés de propriétés nécessaires à l'homme. Sur la base de modèles génétiques, les sélectionneurs créent des variétés améliorées de plantes et de races d’animaux domestiques. De nouvelles souches sont développées à l'aide de méthodes de génie génétique ( cultures pures) des micro-organismes (bactéries, champignons) qui synthétisent des substances pour traiter les maladies.

Les recherches menées par les généticiens ont permis de comprendre que, outre maladies infectieuses il existe de nombreux héréditaires différents