Основні положення еволюційної гіпотези Ч. Дарвіна
а) Всі види живих організмів, які населяють Землю ніколи не були кимось створені.
б) Виникнувши природним шляхом, органічні форми повільно і поступово перетворювались і удосконалювались у відповідності з навколишніми умовами.
в) В основі перетворення видів у природі лежать такі властивості організмів, як мінливість і спадковість, а також природний добір, який постійно проходить у природі. Природний добір здійснюється через складні взаємовідносини організмів один з другим і з факторами неживої природи. Ці взаємовідносини Ч. Дарвін назвав боротьбою за існування.
г) Результатами еволюції органічного світу є пристосування організмів до умов їх існування та різноманітність видів у природі.
7. Характеристика синтетичної гіпотези еволюції в курсі загальної біології.
1. Створення синтетичної гіпотези еволюції
Криза дарвінізму на початку XX сторіччя
а) Еволюційні погляди Ч. Дарвіна були різко розкритиковані деякими вченими ще за його життя. Якщо еволюційне вчення поширювалось все ширше і ширше, то теорія природного добору - центральна ланка еволюційної гіпотези - почала піддаватися все більш жорсткій критиці. Основна причина - нез'ясована природа спадкової мінливості. Вважалося, що риси гібридів мають проміжний характер між батьківськими і материнськими ознаками,
б) Невдовзі, після виходу першої праці Ч. Дарвіна, англійський математик Ф. Дженкін висунув серйозне заперечення проти припущення Дарвіна щодо дії природного добору як еволюційного фактора в природі. За Дженкіним, прояв будь-якої виниклої корисної ознаки в потомстві буде зменшуватись (ймовірність зустрічі двох особин з однаковими спадковими змінами і залишення ними потомства надзвичайно низька), доки безслідно не зникне через ряд поколінь і тому природний добір неможливий. Дарвін не зміг заперечити це твердження і назвав його "жахом Дженкіна". Щоб заперечити спростування Дженкіна, необхідне було знання генетики, а вона як наука виникла лише в 1900 році.
в) І Дарвіну, і більшості вчених того часу спадковість уявлялась як би нескінченно подільною рідиною. В 1868 р. Дарвін для пояснення головним чином явищ спадковості висунув гіпотезу пангенезису, за якою кожна тканина чи орган виділяють своєрідні часточки (пангени, або гемули), які надходять до яйцеклітини чи сперматозоїда і таким чином переходять в організм нащадка, визначаючи напрям його розвитку. Але ніяких даних, які б стверджували пангенезис одержано не було, і пізніше Дарвін сам відмовився від цієї гіпотези.
г) Невдоволеність теорією "пангенезиса" змусила голландського генетика Г. Де Фріза (1838-1935) висунути протилежну дарвінівській гіпотезі еволюції мутаційну теорію еволюції без участі природного добору. Він припускав, що лише одних мутації самих по собі достатньо для виникнення нових форм без добору.
д)Інший голландський генетик Дж. Лотсі зводив еволюцію до перетасовування уже наявних генів і добору відводилась роль браковщика невдалих комбінацій. Навіть пропонувалось змінити термін "добір" словом "елімінація".
е) Роботами датського генетика В. Йогансена (1857-1927) бyла доведена неефективність добору в чистих лініях – потомстві однієї самозапильної рослини.
є) Попередні відкриття і припущення, а також хромосомна т рія спадковості Т. Моргана (1861-1945) були використані для розвитку антиеволюційних поглядів, для припущень про можливість утворення видів без добору.
ж) Ці напрями еволюційної думки прийнято називати генетичним антидарвінізмом. Тому непростім був шлях до синтез генетики і дарвінізму.
2. Основоположники синтетичної гіпотези еволюції
В результаті праці багатьох видатних вчених всього світу в 20-50 роках XX ст. було створено синтетичну гіпотезу еволюції. Серед вчених необхідно відмітити, перш за все, С.С. Четверикова, О.М. Сєверцова; М. І. Вавилова, М.Ф. Тимофєєва-Ресовського, М.П. Дубініна, Д.Д. Ромашова, 1.1. Шмальгаузена (Росія, Україна), Дж. Холдейна, Дж. Хакслі, P.A. Фішера (Великобританія), Ф.Г. Добржанського, Дж. Сімпсона, С. Райта, Е. Майра (США).
1) С.С. Четвериков (1880-1959), ентомолог та генетик, розроби» вчення про популяцію як елементарну одиницю еволюції (1926), ввів терміни "хвилі життя", "генотипне середовище". Він показав, що в результаті постійного мутаційного процесу у всіх популяціях повинна створюватись і постійно існувати спадкова гетерогенність. Ці мутації служать основою еволюційного процесу, який проходить під спрямовуючою дією природного добору. Тому 1926 рік ознаменувався початком сучасного синтезу генетики і класичного дарвінізму.
2) О.М. Сєверцов (1865-1936), зоолог, доповнив біогенетичний закон Ф. Мюллера і Е. Геккеля положенням, що в онтогенезі повторюється філогенез не дорослих форм, а їхніх відповідних зародкових форм; розробив вчення про біологічний прогрес та його основні шляхи (ароморфози, ідіоадаптації, дегенерації).
3) М.І. Вавилов (1887-1943), ботанік і генетик, розробив теоретичні основи вчення про вихідний матеріал в селекції рослин і про походження культурних рослин.
4) М.П. Дубінін і Д.Д. Ромашов незалежно від англійського генетика Р. Фішера і американського С. Райта (1930-1931) дійшли висновку, що дрейф генів може бути важливим механізмом еволюційних змін у невеликих або ізольованих популяціях.
5) М.В. Тимофєєв-Ресовський разом з Ф.Г. Добржанським і Дж. Хакслі та ін. вченими є автором вчення про мікроеволюцію (1937-1942).
6) І.І. Шмальгаузен (1884-1963), український і російський зоолог, розробив вчення про форми добору (рушійний, стабілізуючий, дизруптивний); встановлену С.С. Четвериковим насиченість популяції рецесивними алелями назвав резервом спадкової мінливості; є одним із авторів вчення про рушійні сили еволюції.
7) Дж. Холдейн (1892-1964) - англійський біохімік і генетик, висунув гіпотезу про походження життя на Землі, один із перших почав розробляти генетико-математичні методи оцінки стану популяцій.
8) С. Райт (1889-1982) - американський генетик, розробив вчення про дрейф генів як фактор еволюції.
9) Ф.Г. Добржанський (1900-1981) - український генетик - працював в США; зробив великий внесок у вивчення генетики популяцій і теорії гетерозису, мутацій та мутагенезу; ввів термін "мікроеволюція".
10) Д. Сімпсон (1902-1984) - американський палеонтолог - вивчав темпи еволюції і паралельно з 1.1. Шмальгаузеном розробляв вчення про різні форми добору.
11) Е. Майр - американський зоолог, розвивав біологічну концепцію виду; запропонував сучасну класифікацію способів видоутворення, заклав основу гіпотези еволюційного компромісу.
3. Синтетична гіпотеза еволюції
Синтетична гіпотеза еволюції - результат розвитку дарвінізму, генетики, екології та інших біологічних наук. Вперше основні положення синтетичної гіпотези еволюції викладені в праці відомого англійського еволюціоніста Дж. Хакслі «Еволюція і сучасний синтез»(1942).
Постулати синтетичної еволюції:
1) Матеріалом для еволюції є, як правило, дрібні, проте дискретні зміни - мутації.
2) Елементарні фактори еволюції - мутаційний процес, хвилі життя, ізоляція, дрейф генів мають випадковий і неспрямовуючий характер,
3) Усі еволюційні перетворення відбуваються в популяціях, які є елементарною (найменшою) одиницею еволюції.
4) Єдиний спрямовуючий фактор еволюції - природний добір, зберігає і нагромаджує випадкові дрібні мутації.
5) Природний добір буває стабілізуючим, рушійним та розриваючим (дизруптивним).
6) Існує три види еволюційного процесу: мікроеволюція, видоутворення та макроеволюція.
7) Еволюція має дивергентний характер - один таксон може стати попередником дочірніх таксонів.
8) Еволюція має поступовий і тривалий характер. Видоутворення є поступовою зміною однієї тимчасової популяції низкою наступних тимчасових популяцій.
9) Будь-яка систематична група організмів може або процвітати (біологічний прогрес) або вимирати (біологічний регрес).
10) Шляхи досягнення біологічного прогресу: ароморфози, ідіоадаптація чи загальна дегенерація.
11) Макроеволюція іде лише шляхом мікроеволюції.
8. Характеристика нестатевого та вегетативного розмноження в курсі загальної біології.
І. Нестатеве розмноження
Нестатеве розмноження у одноклітинних організмів відбувається шляхом поділу їх надвоє (бінарний поділ), множинного поділу (шизогонія), брунькування і спороутворення.
а) Шляхом бінарного поділу розмножуються прокаріоти, одноклітинні гриби й водорості, найпростіші. Діленню клітин передує реплікація ДНК, а у еукаріот - також поділ ядра. Кожна особина ділиться на дві ідентичні, вдвічі менші за материнську, дочірні клітини. Материнська клітина може ділитися у будь-якій площині (в амеби-протея) або лише в певній (в евглени зеленої поздовжнім поділом, інфузорії-туфельки - поперечним). За сприятливих умов дочірні клітини живляться, ростуть і, досягнувши розмірів материнської, починають розмножуватися. Це призводить до швидкого росту популяції.
б) Множинний поділ, або шизогонія, притаманна малярійному плазмодію. Наступає безпосередньо після зараження хазяїна, коли паразит проникає у печінку. Спочатку багаторазово ділиться клітинне ядро і материнська клітина стає багатоядерною, а вже потім ділиться цитоплазма й утворює багато одноядерних дочірніх клітин. При цьому утворюється біля 1000 дочірніх клітин, кожна з яких здатна заразити новий еритроцит і утворити шляхом шизогонії ще 24 дочірніх клітини.
в) Брунькування - материнська клітина ділиться на велику і малу дочірні клітини (у дріжджів).
г) Спороутворення характеризується тим, що в ньому бере участь одна батьківська особина, яка утворює велику кількість спор або зооспор (з джгутиками). Спори являють собою мікроскопічні одноклітинні утвори, що складаються із невеликої кількості цитоплазми і ядра (рідше дво- або багатоклітинні).
Утворення спор спостерігається у бактерій, найпростіших, у всіх груп грибів і у всіх груп рослин. Спори бактерій і деяких найпростіших служать не для розмноження, а для того, щоб вижити за несприятливих умов та для зараження хазяїна. Гриби і рослини за допомогою спор розмножуються і поширюються в природі.
Спори утворюються шляхом мітозу (у деяких водоростей - хлорела, хламідомонада, і грибів) або мейозу (у вищих спорових рослин). Шляхом мітозу спори утворюються в звичайних вегетативних клітинах або в спеціальних органах - спорангіях та зооспорангіях. Спороутворенню у грибів і рослин часто передує статевий процес: із заплідненої яйцеклітини (зиготи), яка ділиться за допомогою мейозу, формується спорангій, який і продукує спори.
В мохоподібних спори утворюються в спорангіях, розміщених в спорогонах, в хвощів і плаунів спорангії розміщені на споролистках, в папоротеподібних - в сорусах.
Рослини можуть бути рівноспоровими та різноспоровими. У різноспорових папоротеподібних, голонасінних і покритонасінних розрізняють мікроспорогенез (утворення дрібних спор, з яких розвивається чоловічий гаметофіт) і мегаспорогенез (утворення великих спор, що дають початок жіночому гаметофіту).
У голонасінних мікроспори утворюються на мікроспорангіях чоловічих шишок, а мегаспори - мегаспорангіях жіночих шишок. В покритонасінних мікроспори формуються в гніздах пиляків тичинок, а мегаспори — в насінному зачатку зав'язі. У вищих рослин спори утворюються на нестатевому поколінні (спорофіті), а із спор виростає статеве покоління (гаметофіт}
Спори утворюються у великій кількості, мають незначну масу, що полегшує їх поширення вітром, водою і комахами.
- Переваги розмноження спорами - можливість швидкого розмноження і розселення видів, особливо грибів.
- Недоліки - спори дуже дрібні, містять мінімальний запас поживних речовин, більшість із них попадають в несприятливі для проростання умови і гинуть.
2. Вегетативне розмноження
Вегетативне розмноження - це нестатеве розмноження, при якому новий організм утворюється з частини материнського. В основі вегетативного розмноження лежить здатність організмів відновлювати органи при мітотичному поділі клітини.
До вегетативного розмноження відносяться: брунькування, фрагментація тіла, розмноження вегетативними органами або їхніми частинами рослин, поліембріонія.
а) Брунькування - нова особина утворюється у вигляді виросту (бруньки) на тілі материнської особини, а потім відокремлюється від неї, перетворюючись в самостійний організм, повністю ідентичний материнському (у гідри).
При неповному відокремленні дочірніх організмів від материнських виникають колонії (морські гідроїдні і коралові поліпи).
б) Фрагментація - розділення особини на дві або декілька частин, кожна із яких росте і утворює нову особину. Фрагментація спостерігається у нитчастих водоростей (спірогіра, улотрикс), цвілевих грибів (пеніцил), а з тварин - у кишковопорожнинних, медуз, поліпів, деяких кільчастих багатощетинкових морських червів, морських зірок.
Тіло їх може легко розриватися на кілька або багато частин, кожна із яких може дати в результаті регенерації нову особину. Нижчі тварини, на відміну від більш високоорганізованих форм, зберігають значну здатність до регенерації із відносно слабо диференційованих клітин,
в) Вегетативне розмноження рослин
При вегетативному розмноженні рослин особини, що виникають від одного материнського організму, мають однаковий генотип, а їх сукупність називається клоном.
Вегетативне розмноження рослин поділяється на природне і штучне. Природне розмноження у водоростей здійснюється частинами талому, у мохоподібних - виводковими бруньками, в папоротеподібних - кореневищами. В голонасінних вегетативне розмноження відсутнє, а покритонасінним притаманні найрізноманітніші способи вегетативного розмноження за допомогою своїх надземних і підземних органів.
Способи природного вегетативного розмноження покритонасінних рослин: кореневими паростками (вишня, малина); відсадками (аґрус, смородина); кореневищами (м'ята, пирій, конвалія); бульбами (топінамбур); цибулинами (цибуля, тюльпан); живцями (верба); вусами (суниця, жовтець); виводковими бруньками на листках (бріофіліум).
Штучне вегетативне розмноження проводиться людиною різними методами: шляхом поділу кущів (смородина, аґрус); бульб (картопля); кореневих бульб (жоржина); кореневищ (м'ята, ірис); живцювання - кореневими живцями (вишня, малина); стебловими живцями (смородина, троянда); листковими живцями (фіалка); щеплення - копулірування (плодові культури); окулірування (плодові, троянда); аблактування (виноград); культури ізольованих тканин (картопля, суниця, декоративні рослини).
Вегетативне розмноження є пристосуванням до утворення потомства там, де відсутні сприятливі умови для статевого розмноження.
г) Поліембріонія (багатозародковість) - процес розвитку кількох зародків із однієї заплідненої яйцеклітини (у тварин і людини) або розвиток кількох зародків у одній насінині (у рослин).
Поліембріонія характерна для кишковопорожнинних, війчастих та кільчастих червів, деяких комах (наїздників), ссавців (броненосців). Іноді поліембріонія, як випадкове явище, зустрічається і в інших видів ссавців, у т. ч. і в людини. У людини завдяки поліембріонії народжуються однояйцбві близнюки (особини однієї статі). У квіткових рослин поліембріонія зустрічається у тюльпана, лілії, суниці тощо.
Біологічне значення нестатевого і вегетативного розмноження
а)Сприяє пристосованню організмів до незмінних умов існування.
б)У деяких груп організмів нестатеве і вегетативне розмноження є єдиними способами розмноження.
в)Вегетативне розмноження при відсутності умов для статевого розмноження забезпечує одержання великої кількості нащадків.
г)Види здатні до перехресного запліднення, при просторовій; ізоляції їх особин одна від одної, розмножуються завдяки нестатевому або вегетативному способу розмноження.
9. Характеристика статевого в курсі загальної біології.
І. Загальна характеристика
а)Статеве розмноження характеризується наявністю статевого процесу - поєднання в одній клітині генетичного матеріалу; двох різних особин. Одним з найважливіших етапів статевого процесу є злиття статевих клітин або гамет - спеціалізованих гаплоїдних клітин.
Спочатку проходить процес запліднення - злиття гамет, в результаті якого утворюється зигота, а в подальшому від зиготи утворюється зародок нового організму.
б)Статеве розмноження виникло в процесі еволюції як вища форма відтворення потомства, яка забезпечує обмін спадковою інформацією між особинами всередині виду, завдяки чому підвивається життєздатність нащадків.
Генотип нащадків формується в результаті перекомбінації генів обох батьків; виникає генетична різноманітність особин виду, що забезпечує швидке пристосування виду до змінних умов існування та освоєння нових екологічних ніш.
Цим статеве розмноження істотно відрізняється від нестатевого і в цьому його переваги над нестатевим.
Статеве розмноження властиве деяким грибам, представникам усіх відділів рослинного і типів тваринного світу.
2. Форми і способи статевого розмноження
В основі статевого розмноження лежить статевий процес, який здійснюється у формі кон'югації та копуляції.
а) Кон'югація - форма статевого процесу, полягає у злитті вмісту двох вегетативних клітин, які на цей час функціонують як гамети (у водоростей), або протопластів двох гілок міцелію (у зигоміцетів), тимчасовому сполученні клітин більшості інфузорій, при якому вони обмінюються частинами ядерного апарата і цитоплазми.
У бактерій під час кон'югації дві клітини обмінюються через цитоплазматичний місток фрагментами своїх молекул ДНК.
При кон'югації у зеленої водорості спірогіри дві нитки зближаються утворюють вирости, при стиканні яких перегородки зникають, і через цитоплазматичний канал вміст "чоловічої" (-клітини) переливається в "жіночу" (+ клітину). В результаті утворюється зигота, яка після певного періоду спокою ділиться мейозом, утворюючи 4 гаплоїдних клітини. Три із них (дрібні) відмирають, а четверта (крупна) утворює проросток нової особини, яка дає початок новій нитці спірогири.
В інфузорій дві особини тимчасово сполучаються між собою і з'єднуються в певних ділянках цитоплазми. Велике ядро зникає, а із малих ядер в результаті мейозу формуються мігруюче (чоловіче) і стаціонарне (жіноче). Мігруюче ядро по цитоплазматичному містку переходить в іншу клітину, де зливається з стаціонарним, тобто відбувається процес запліднення. У кожної особини утворюється одне складне ядро (з диплоїдним набором хромосом), а після розходження інфузорій у результаті кількох поділів знову відновлюється нормальний ядерний апарат (вегетативне і генеративне ядро),
б) Копуляція - в широкому значенні слова - з'єднання двох особин при статевому акті, у вузькому значенні - злиття двох статевих клітин (гамет). Зустрічаються три основних способи копуляції: ізогамія, анізогамія та оогамія.
• Ізогамія - статеві клітини, що зливаються, однакові за будовою і відрізняються лише фізіологічними властивостями (у найпростіших, деяких водоростей, грибів).
• Анізогамія - чоловіча та жіноча гамети відрізняються за формою, розмірами, особливостями будови або поведінкою при злитті.
• Оогамія - жіноча статева клітина (яйцеклітина) велика, нерухома, а чоловіча (спермій, сперматозоїд) значно дрібніша (у деяких грибів, вищих рослин, багатоклітинних тварин). Копуляція є більш поширеною формою статевого процесу, ніж кон'югація.
3. Будова статевих клітин
а) Статеві клітини (гамети) - клітини рослинних і тваринних організмів, які виконують функцію передачі спадкової інформації від батьків нащадкам. Гамети порівняно з соматичними клітинами мають половинний (як правило гаплоїдний) набір хромосом. Дві гамети особин різної статі зливаючись утворюють зиготу і в заплідненій яйцеклітині відновлюється типовий для організму набір хромосом. Гамети більшості організмів відрізняються за будовою та фізіологічними властивостями і поділяються на жіночі (яйцеклітини) і чоловічі (рухливі - сперматозоїди, нерухливі - спермії). На відміну від спор, одна гамета не може дати початок новій особині.
Яйцеклітини рослин, тварин і людини округлої або овальної форми, після запліднення або внаслідок партеногенезу дають початок новому організму. Від сперматозоїдів яйцеклітини відрізняються більшими розмірами, здебільшого містять запас поживних речовин (в цитоплазмі яйцеклітини міститься жовток) і можуть бути вкриті різними оболонками. Дрібні яйцеклітини в рослин, більшості безхребетних, ссавців і людини, великі - в риб, земноводних, плазунів і птахів.
Сперматозоїди відрізняються від яйцеклітин меншими розмірами й рухливістю. Утворюються сперматозоїди в багатьох водоростей, мохів, папоротеподібних, у більшості тварин. У деяких водоростей (червоні), грибів, голонасінних і покритонасінних рослин, деяких груп тварин (аскариди, річковий рак) утворюються спермії (сперматозоїди без джгутиків).
Сперматозоїд ссавців має форму довгої нитки, в якій розрізняють головку, шийку і хвостик.В головці є ядро, в якому міститься ДНК. На передньому кінці головки є особлива органела - акросома, яка забезпечує проникнення сперматозоїда в яйцеклітину та її активацію. За шийкою розташовується перехідний відділ, у якому міститься центріоля і мітохондрії.Сперматозоїд рухається за допомогою хвостика (у людини 3-4 мм за 1 хвилину).
4. Роздільностатеві та гермафродитні організми
Статеві клітини - чоловічі й жіночі гамети, можуть утворюватися різними особинами, або в одному організмі.
а) Види, у яких існують окремі чоловічі й жіночі особини, називаються роздільностатевими. До роздільностатевих організмів відносяться більшість тварин (в т.ч. і людина) і окремі види рослин. Роздільностатеві тварини мають тільки один вид статевих залоз (сім'яники або яєчники) і утворюють лише один вид статевих клітин - сперматозоїди або яйцеклітини.
У роздільностатевих тварин особини різних статей можуть бути схожі між собою (медузи, багатощетинкові черви, двостулкові молюски), однак у більшості видів вони відрізняються одна від одної. Пояснюється це статевим диморфізмом - різною будовою статевих органів і вторинними статевими ознаками, розвиток яких зумовлений впливом статевих гормонів (різні розміри і будова тіла, забарвлення у самців і самок).
Вторинні статеві ознаки стимулюють шлюбну поведінку тварин, допомагають особинам різних статей впізнавати одне одного.
Серед рослин теж є роздільностатеві види. У однодомних видів чоловічі й жіночі генеративні органи утворюються на одній і тій же рослин (тичинкові й маточкові квітки у квіткових рослин, архегонії й антеридії - у спорових рослин, оогонії й антеридії - у водоростей). Прикладом однодомних, квіткових рослин є кукурудза, більшість видів гарбузових - огірок, диня, кавун, гарбуз; з дерев'янистих рослин - ліщина, береза, дуб. У дводомних рослин одні рослини несуть тільки чоловічі генеративні органи, інші - тільки жіночі (конопля, тополя, верба, маршанція).
б) Гермафродитизм. Організми здатні утворювати одночасно чоловічі й жіночі статеві клітини (гамети), називають гермафродитними, або двостатевими. До гермафродитних організмів відносяться деякі кишковопорожнинні, більшість червів, п'явки, багато молюсків, деякі ракоподібні, риби, ящірки і більшість квіткових рослин. Гермафродитизм, як аномальне явище, спостерігається і в окремих особин роздільностатевих видів (у тому числі й у людини).
Гермафродитизм є пристосуванням до сидячого, малорухливого або паразитичного способу життя. Однією із переваг його є можливість самозапліднення, що досить важливо для деяких ендопаразитів (ціп'яків). Але у більшості гермафродитних організмів існують механізми, які запобігають самозаплідненню (особливості у будові статевої системи, неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин, генетична несумісність). 5.Партеногенез
а)Партеногенез (дівоче розмноження) - одна з модифікацій статевого розмноження тварин і рослин, при якій яйцеклітина розвивається в нову особину без запліднення чоловічою гаметою. Перевага партеногенетичного розмноження в тому, що в деяких випадках воно підвищує швидкість розмноження.
б)Природній партеногенез спостерігається у рослин (кульбаба, ожина) і тварин (оси, бджоли, мурашки, попелиці, деякі види ящірок, індики). У деяких тварин (шовковичний шовкопряд) і рослин можна викликати штучний партеногенез.
в)Партеногенез є єдиним способом розмноження в деяких комах (паличників), в інших- існують партеногенетичні та статеві популяції (в ящірок), в третіх - закономірно змінюються статеві та партеногетичні покоління (попелиці, дафнії).
г)У медоносної бджоли матка відкладає запліднені яйця, які розвиваючись, дають самок (маток або робочих особин) і незапліднені яйця, з яких розвиваються самці (трутні). Трутні утворюють спермії шляхом мітозу, а не мейозу.
д) Партеногенез у рослин називається апоміксисом. Крім утворення зародка з незаплідненої яйцеклітини (партеногенез), у покритонасінних рослин зародок може також утворюватися з клітин жіночого гаметофіта та з клітин насінного зачатка.
6. Порівняння нестатевого і статевого розмноження
а)Нестатеве розмноження:
при нестатевому розмноженні бере участь одна батьківська особина (одна клітина або сукупність соматичних клітин);
•гамети не утворюються;
•мейоз відсутній;
•нащадки ідентичні батьківським особинам;
•характерне для мікроорганізмів, рослин і деяких нижчих тварин; у вищих тварин не зустрічається;
•часто призводить до швидкого створення великої кількості нащадків.
б)Статеве розмноження (крім бактерій):
•беруть участь дві батьківські особини, які попередньо до розмноження продукують статеві клітини (гамети);
•утворюються гаплоїдні гамети, ядра яких зливаються (запліднення) і в результаті утворюється диплоїдна зигота;
•на якійсь стадії життєвого циклу проходить мейоз, що перешкоджає подвоєнню числа хромосом в кожному поколінні;
•нащадки не ідентичні батьківським особинам - у них спостерігається генетична мінливість, яка виникає в результаті генетичної рекомбінації;
•характерне для більшості рослин і тварин;
•менш швидко збільшує кількість нащадків, ніж нестатеве розмноження.
10. Характеристика загально біологічного поняття «клітина — елементарна біологічна система»
1. Клітина - елементарна жива система
а) Клітина - елементарна біологічна система, що лежить в основі будови, відтворення, розвитку й життєдіяльності всіх рослинних і тваринних організмів. Вона є найелементарнішою одиницею, що забезпечує здійснення явищ життя й перетворення енергії у всіх живих організмів на Землі.
б) Такі фундаментальні властивості живого як самооновлення, самовідтворення і саморегуляція, що зумовлюють основні ознаки життя: обмін речовин і енергії, подразливість і рух, ріст і розвиток, гомеостаз, дискретність, упорядкованість тощо - притаманні клітинному рівню організації живої матерії.
в) В кожній клітині (як одноклітинних, так і багатоклітинних організмів) відбуваються процеси обміну речовин і перетворення енергії, забезпечуються процеси розмноження і передачі нащадкам інформації. Отже, клітина є елементарною структурно-функціональною одиницею живого.
г) Клітина як елементарна жива система лежить в основі будови і розвитку живих організмів. Це найдрібніша одиниця організму, межа його подільності, наділена життям і основними ознаками цілого організму.
2. Клітина як цілісна система
а) У всіх процесах життєдіяльності клітина виступає як єдине ціле, тому що всі її структурні компоненти функціонально взаємопов'язані. Клітину можна розділити на частини і виділ її окремі фракції. При цьому виявляється, що окремі фрагменти клітини лише протягом деякого часу здатні виконувати різноманітні функції. Але ці функції самі по собі не складають основу життя. Зруйнована, розбита на частини клітина, вже не здатна існувати невизначено довго і лише цілісна клітина здатна підтримувати життя. ;;
б) Клітина має чіткі межі, всередині яких існує безперервна хімічна активність, безперервний потік енергії та інформації. Вона реагує на впливи зовнішнього середовища як єдине ціле. Хімічно інертна клітина є мертвою.
в) Однією з особливостей клітини як цілісної системи є зворотність деяких процесів, що в ній відбуваються. Наприклад, як: клітина відреагувала на зовнішні впливи, вона повертається вихідне положення.
г) Клітина є не тільки цілісною системою, а й складовою частино тканин, органів і систем органів багатоклітинних рослин і тварин • Вона виконує функцію зв'язку між індивідумом і видом, оскільки в ній зосереджена спадкова інформація, що забезпечуй існування виду та різноманітність його особин.
11. Розкриття спеціалізації клітин багатоклітинного організму в курсі загальної біології.
а) Клітини, з яких складається живий організм, побудовані за єдиним принципом і мають багато спільних ознак, але вони не абсолютно тотожні. Подібність будови та інших ознак клітин свідчить про спільність походження живих організмів на Землі, про єдність всього органічного світу.
б) Поділ клітин вищих організмів на соматичні і генеративні, спеціалізація частини багатоклітинного організму до статевого розмноження, забезпечують йому великі можливості пристосування для розмноження і збереження виду.
в) В залежності від виконуваних ними функцій, клітини багатоклітинних організмів організовані по-різному - відрізняються розмірами, формою, набором і відносною кількістю органел. Наприклад, в секреторних клітинах людини добре представлені ендоплазматична сітка з рибосомами, апарат Гольджі, у м'язових клітинах - мітохондрії і міофібрили.
г) Інформація про роботу усіх частин організму міститься в ядерній ДНК, однак у кожній окремій клітині використовується тільки частина цієї інформації, часто дуже незначна. Це пояснюється роботою регуляторних генів, які регулюють активність структурних генів і всього генетичного апарату як єдиного цілого.
д) У багатоклітинних організмах, виконуючи певні функції, клітина користується результатами роботи інших клітин. Так клітини кишечнику забезпечують клітини усього організму будівельним матеріалом, але самі потребують Оксигену, який їм транспортують еритроцити.
12. Характеристика механізмів взаємодії клітин в курсі загальної біології.
1. Взаємозв'язок частин і органел клітини
Для клітин живих організмів характерна наявність двох найважливіших систем, що забезпечують їх життєдіяльність:
а) системи, зв'язаної з розмноженням, ростом і розвитком клітини, яка містить структури, що забезпечують реплікацію ДНК, синтез РНК і білка;
б) системи енергозабезпечення процесів синтезу речовин та інших видів фізіологічної роботи клітини.
• Обидві системи знаходяться в тісній взаємодії і працюють погоджено. Обмін речовин та перетворення енергії в клітині - основна ознака життя, є джерелом росту, розвитку і функціонування клітин.
Подібність між хімічним складом і будовою клітин навіть різного походження спостерігається на різних рівнях - атомарному (С, Н, О, N тощо), молекулярному (білки, нуклеїнові кислоти, вуглеводи, ліпіди тощо), надмолекулярному (мембранні структури).
• Всі хімічні реакції у клітині суворо упорядковані і узгоджені, вони нерозривно пов'язані з молекулярними структурами клітини.
2. Координація роботи клітин багатоклітинного організму
У багатоклітинних організмах координація роботи клітин досягається складною системою їх взаємодії, зв'язком між клітинами: за допомогою каналів і за допомогою сигналів.
а) За допомогою каналів
Рослинні клітини зв'язані одна з одною плазмодесмами, а тваринні - щілинними контактами. ♦
• Плазмодесми - тонкі трубчасті канали, що з'єднують через мембрани ендоплазматичної сітки цитоплазму сусідніх клітин. По них здійснюється циркуляція потрібної для збереження осмотичного тиску рідини.
б) За допомогою сигналів (хімічної та електричної природи) Молекули гормонів, що синтезуються в організмі, зв'язуються з відповідними рецепторами клітини і така взаємодія є сигналом для початку синтезу нових або зміни швидкості синтезу вже існуючих білкових молекул.
• Синтез самих гормонів регулюється сигналами про стан організму, що надходять від усіх його рецепторів у проміжний мозок (гіпоталамус) і далі - в гіпофіз. Нервові клітини передають один одному сигнали як за допомогою прямої електричної взаємодії, так і через хімічні речовини - медіатори.
13. Функції викладача ВНЗ.
За багатовікову історію людина нагромадила величезний досвід. Суспільство зацікавлене в тому, щоб відібрати з нього найцінніше, необхідне для засвоєння молодим поколінням, щоб через засоби масової інформації, а головним чином вчителя, викладача, педагога трансформувати його у свідомості молоді. Нові покоління мають включитися у різні сфери життя (розвивати науку, мистецтво, виробляти продукцію, поширювати досвід). Саме в освіті у згорнутому вигляді молодь проходить попередній шлях людства і засвоює ті результати, яких воно досягло впродовж тисячоліть. Призначення педагога – бути ланкою у передаванні суспільного досвіду, сприяти соціальному прогресові.
Позиція педагога завжди специфічна. З одного боку, він готує своїх вихованців до потреб певного моменту, до конкретних запитів суспільства (нині актуальною є орієнтація на ринкові відносини, виховання дисциплінованості тощо). З іншого боку, педагог, викладач, об’єктивно залишаючись носієм і провідником культури, несе в собі позачасовий чинник, беручи участь у формуванні особистості як синтезу всіх багатств людської культури. Викладач – людина, скерована в майбутнє, він формує у молодих людей активне і відповідальне прагнення оновлення світу, в якому вони живуть.
Хоча діяльність педагога суспільно зумовлена і спрямована на завдання соціалізації людини, кінцеву мету своєї праці йому слід бачити в пріоритетах самої людини, в ім’я якої й існує суспільство. Це принципова позиція в роботі педагога, якою він керується повсякчас, і особливо у складних ситуаціях, коли постає питання вибору конкретного розв’язку.
Традиційно на перше місце висувалася навчальна (дидактична) функція педагога. Уважалося, що він як носій знань передає їх учням і чим більше володіє ними сам педагог, тим краще засвоїть науку молодь. З часом, коли обсяг знань зріс до неможливості осягнути їх однією людиною, дидактична функція педагога почала формулюватися так: не передавати знання, а вчити, як здобувати їх. Діяльність учителя, викладача не стільки в тому, що він несе інформацію майбутнім поколінням, скільки в умінні бути організатором її засвоєння, проводирем у лабіринті знань.
Велику роль у діяльності викладача відіграє розвивальна функція. Сутність її – у створенні сприятливих умов для розвитку творчого потенціалу молодої лю дини, для її саморозкриття, самоутвердження. Найскладнішою є ви ховна функція. Бути вихователем – означає вміти трансформувати цілі, що їх поставило суспільство перед вищою школою, у конкретні педагогічні завдання – формування необхідних якостей особистості у кожного студента . Визначальним при цьому є, за словами відомого педагога І.Беха, «соціокультурний діалог у системі «педагог – молода людина» на основі її розуміння, прийняття і визнання». Виховна функція полягає в організації діяльності, «спрямованої на усвідомлення вихованцем себе як особистості, на його вільне і відповідальне самовираження».
Зрештою, метою виховання є самовиховання студента, тобто спону кання його до керування своїм розвитком.