Параграф 21 ГДЗ Каменский 10 класс (Биология)

Ниже вариант решения задания из учебника Пасечник, Касперская, Сивоглазов 10 класс, Просвещение:

§ 21. Развитие гамет. Оплодотворение

В чём биологический смысл мейоза?

Биологическое значение мейоза:

1) уменьшение числа хромосом в процессе мейоза обеспечивает постоянство числа хромосом в клетках каждого вида из поколения в поколение после слияния гамет;

2) кроссинговер, происходящий в профазу I мейоза, обеспечивает генотипическую комбинативную изменчивость, в результате чего все хромосомы, присутствующие в гаметах, содержат участки как отцовской, так и материнской хромосомы. Это одна из причин изменчивости, дающей материал для естественного отбора

В чём принципиальное различие в процессах созревания яйцеклеток и сперматозоидов?

В случае формирования сперматозоидов каждая из этих дочерних клеток превращается в полноценный сперматозоид, который способен участвовать в оплодотворении. При созревании яйцеклетки мейоз протекает иначе. Только одна из образовавшихся клеток становится полноценной яйцеклеткой, а 3 остальные превращаются в направительные тельца. В результате мейоза яйцеклетке достаётся большая часть питательных веществ, а количество клеток, способных к оплодотворению, уменьшается.

1. Как называется процесс развития половых клеток?

Процесс развития половых клеток (гамет) называется гаметогенезом. У разных организмов гаметогенез происходит в различных органах.

2. В каких органах происходит формирование спермиев и яйцеклеток у голосеменных и покрытосеменных растений?

У голосеменных и покрытосеменных растений спермии формируются в пыльцевых зёрнах, а яйцеклетка — в зародышевом мешке.

3. Из каких стадий складывается гаметогенез у млеко-питающих?

• Фаза размножение

• Фаза роста

• Фаза созревания

• Фаза формирования

4. Каков смысл образования направительного тельца?

Только одна из образовавшихся клеток становится полноценной яйцеклеткой, а 3 остальные превращаются в направительные тельца. В результате мейоза яйцеклетке достаётся большая часть питательных веществ, а количество клеток, способных к оплодотворению, уменьшается.

5. Какие типы оплодотворения вы знаете?

• Внешнее

• Внутреннее

• Двойное

1. Перечислите фазы гаметогенеза и охарактеризуйте их.

Фаза размножения — первая фаза гаметогенеза млекопитающих, в частности человека. Предшественники половых клеток многократно делятся митозом, сохраняя диплоидный набор хромосом в ядрах. Таким образом, увеличивается количество будущих гамет. У самцов млекопитающих этот процесс идёт с момента наступления половой зрелости до глубокой старости. У самок млекопитающих первичные половые клетки делятся только в период их эмбрионального развития и до наступления полового созревания сохраняются в покое.

Фаза роста — вторая фаза формирования гамет. На этой фазе будущие гаметы растут, в их ядрах происходит репликация ДНК. Особенно сильно увеличиваются в размерах будущие яйцеклетки.

Фаза созревания — третья фаза гаметогенеза. Во время этой фазы будущие гаметы делятся мейозом, в результате которого из каждой диплоидной клетки получается 4 гаплоидные. В случае формирования сперматозоидов каждая из этих дочерних клеток превращается в полноценный сперматозоид, который способен участвовать в оплодотворении. При созревании яйцеклетки мейоз протекает иначе. Только одна из образовавшихся клеток становится полноценной яйцеклеткой, а 3 остальные превращаются в направительные тельца. В результате мейоза яйцеклетке достаётся большая часть питательных веществ, а количество клеток, способных к оплодотворению, уменьшается.

Фаза формирования (сперматогенез) — заключительная фаза, сущность которой заключается в том, что у сперматозоидов достраиваются специфические приспособления, в частности жгутик, и они приобретают подвижность.

2. Назовите плюсы и минусы бесполого и полового размножения.

Сравнивая бесполое и половое размножение, необходимо заметить, что бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность популяции вида. Обычно это выгодно в благоприятных условиях, когда кормов и прочих ресурсов хватает. Но зато половой процесс, сопровождающийся обязательно перекомбинацией генов (перекрёст в мейозе при гаметогенезе, оплодотворение), усиливает разнообразие потомства, что особенно важно в меняющихся условиях.

Бесполое размножение требует меньших затрат энергии, чем половое, поскольку вся энергия, затрачиваемая материнским организмом, уходит на рост новой особи — так происходит, например, при почковании гидры. А при половом размножении на производство огромного количества зёрен пыльцы или сперматозоидов уходит много вещества и энергии, но использоваться по назначению будут лишь немногие из них. Кроме того, неизбежны дополнительные потери энергии: у покрытосеменных — на создание цветов, синтез нектара, а у животных — на поиск партнёра, ухаживание, строительство гнезда или норы, выкармливание и воспитание потомства. Итак, бесполое размножение менее затратно. Но без полового размножения эволюция была бы невозможной. Или, по крайней мере, очень замедленной.

3. Опишите процесс оплодотворения у млекопитающих.

Оплодотворение — это процесс слияния мужской и женской гамет. В результате оплодотворения восстанавливается диплоидный набор хромосом, присущий клеткам данного вида.

Двигающаяся по яйцеводу к матке созревшая яйцеклетка встречается со сперматозоидами, которые опознают её по особым выделяемым ею веществам. При контакте с яйцеклеткой акросома сперматозоида разрушается, при этом находившийся в ней фермент начинает растворять оболочку яйцеклетки. Однако количества фермента, выделяемого одним сперматозоидом, для этого недостаточно; необходимо, чтобы фермент выделился из многих сперматозоидов. Только в этом случае ядро одного из них сможет проникнуть в яйцеклетку. Как только проникновение произошло, вокруг яйцеклетки формируется особая оболочка, не дающая проникать в эту яйцеклетку другим сперматозоидам.

Ядро сперматозоида в цитоплазме яйцеклетки увеличивается примерно до размера ядра яйцеклетки. Оба ядра двигаются навстречу друг другу и сливаются. Таким образом, в образовавшейся клетке (зиготе) восстанавливается диплоидный набор хромосом, и начинается её дробление — многократное деление митозом.

4. Подготовьте сообщение об экстракорпоральном оплодотворении.

Экстракорпоральное оплодотворение, или сокращённо ЭКО, представляет собой один из самых значимых методов вспомогательных репродуктивных технологий, который позволяет парам, страдающим бесплодием, обрести возможность стать родителями. Этот метод заключается в том, что процесс оплодотворения происходит вне тела женщины — в лабораторных условиях.

Суть метода заключается в следующем: яйцеклетки извлекаются из яичников женщины и помещаются в специальную питательную среду. К ним добавляют сперматозоиды партнёра или донора, где происходит их слияние. После успешного оплодотворения образуется зигота, которая начинает делиться и формирует эмбрион. Через несколько дней (обычно 3–5) эмбрион переносится в матку женщины, где он может имплантироваться в стенку матки и продолжить своё развитие как при естественной беременности.

ЭКО рекомендуется в случаях, когда другие методы лечения бесплодия не дают результатов. Основные показания к применению этого метода включают трубное бесплодие, вызванное закупоркой или отсутствием маточных труб; мужской фактор бесплодия, связанный с низким качеством спермы; эндометриоз; нарушения овуляции; а также генетические заболевания, требующие предимплантационной диагностики эмбрионов.

Как и любая медицинская процедура, ЭКО имеет свои преимущества и риски. Главное преимущество метода заключается в том, что он даёт шанс стать родителями парам, которые ранее считали это невозможным. Однако процедура сопряжена с высокой стоимостью, эмоциональной нагрузкой и рядом медицинских рисков. Например, существует вероятность многоплодной беременности, гормональных осложнений у женщины, а также риск того, что процедура окажется неудачной. В среднем эффективность ЭКО составляет около 30–40%, что зависит от возраста женщины, состояния здоровья и других факторов.

Значение ЭКО для общества трудно переоценить. Этот метод стал настоящим прорывом в медицине и помог миллионам людей по всему миру реализовать мечту о детях. Кроме того, развитие технологии ЭКО способствовало прогрессу в области генетики и эмбриологии, позволяя выявлять наследственные заболевания на ранних этапах развития эмбриона.

1. Как происходит двойное оплодотворение и в чём его смысл?

В пыльниках тычинок из материнских диплоидных клеток в результате мейоза образуются гаплоидные микроспоры. Каждая микроспора делится митозом, образуя также две гаплоидные клетки — вегетативную и генеративную, которые формируют пыльцевое зерно.

Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками и представляет собой мужской гаметофит. При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика вегетативная клетка прорастает, образуя пыльцевую трубку, которая в своём росте стремится к завязи с находящейся в ней яйцеклеткой. Генеративная клетка перемещается в пыльцевую трубку и делится митозом, образуя два спермия.

В завязи пестика из материнской клетки в результате мейоза образуются 4 гаплоидные мегаспоры. Три из них отмирают, а оставшаяся делится митозом, формируя 8-ми клеточный зародышевый мешок, одна из клеток которого является яйцеклеткой. Две гаплоидные клетки сливаются, образуя центральную диплоидную клетку. Зародышевый мешок является женским гаметофитом, поскольку в нём созревает женская гамета — яйцеклетка.

После того как пыльцевая трубка прорастает в семязачаток, один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, и образуется диплоидная зигота. Другой спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, у покрытосеменных растений при оплодотворении происходит два слияния, т. е. двойное оплодотворение.

В результате первого слияния возникает зигота, из которой развивается диплоидный зародыш семени, а в результате второго — триплоидная центральная клетка, из которой затем формируется триплоидный эндосперм (запасающая питательная ткань), за счёт которого питается развивающийся зародыш нового растения.

2. Почему у млекопитающих яйцеклетки значительно меньше, чем у других позвоночных?

У млекопитающих яйцеклетки значительно меньше, чем у других позвоночных, из-за особенностей их размножения и развития зародыша. У млекопитающих эмбрион развивается внутри тела матери в защищенной среде — матке, где он получает питание через плаценту, а не из запасов желтка, как у других позвоночных (например, рыб, земноводных или пресмыкающихся). Поэтому яйцеклеткам млекопитающих не требуется большой запас питательных веществ, что делает их более мелкими по размеру.

Бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность популяции вида.

Сравнивая бесполое и половое размножение, необходимо заметить, что бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность популяции вида. Обычно это выгодно в благоприятных условиях, когда кормов и прочих ресурсов хватает.

Предложите структуру таблицы, сравнивающей процессы созревания мужских и женских половых клеток, и заполните её.