3. ROZMNOŽOVÁNÍ BUNĚK A ORGANISMŮ A. Rozmnožování buněk prokaryotických a eukaryotických B. Struktura a počet chromozomů C. Buněčný cyklus D. Nepohlavní a pohlavní rozmnožování organismů E. Pohlavní buňky F. Gonochorismus, hermafroditismus, partenogeneze, sexuální dimorfismus A. Rozmnožování buněk prokaryotických a eukaryotických - zajištěno rozmnožování jedince, vývoj, růst, náhrada poškozených buněk - dělení buňky = cytokineze - mateřská buňka → 2 dceřinné buňky - způsoby dělení - zaškrcování - dostředivě - živočišné buňky - pučení - kvasinky - přehrádečné dělení - odstředivě - rostlinné buňky - volné novotvoření - ve vřeckách hub - kolem jádra se vytvoří cytoplazma → 8 výtrusů - dělení jádra = karyokineze - předchází cytokinezi - amitóza - přímé, jednoduché, nezaručuje stejné rozdělení buněčné hmoty - probíhá vzácně - u poškozených (nádorových) buněk - mitóza
- složitější, zaručuje stejné rozdělení buněčné hmoty (a tedy dědičné informace) - mateřské jádro (4n) → 2 dceřinná jádra (2n) - mitotický aparát - tvořen centriolami a vlákny dělícího vřeténka - zajišťuje průběh mitózy 1) profáze - spiralizace DNA, zvýraznění chromozomů, mizí jadérko a jaderná membrána, rozvoj mitotického aparátu 2) metafáze - seskupení chromozomů ve střední (ekvatoriální) rovině 3) anafáze - podélné rozštěpení chromozomů na chromatidy a jejich rozchod k opačným pólům buňky (centriolám) 4) telofáze - opak profáze - tvoří se jadérko a jaderná membrána
- meióza - redukční dělení buněčného jádra - vznik pohlavních buněk - mateřské jádro (2n) → 4 dceřinná jádra (n) - spermatogeneze / oogeneze - první zrací dělení (heterotypické) 1) profáze - spiralizace DNA, rozpouští se jaderná membrána - přikládají se k sobě homologní chromozomy → tetrády - crossing-over - překřížení chromatidů a výměna části chromatidu → nové genové informace 2, 3, 4) - stejné jako u mitózy
→ 2 haplodní buňky (n) - druhé zrací dělení (homeotypické) - mitóza haploidních buněk 5) profáze - vznik dělícího vřeténka 6, 7) - stejná jako u mitózy 8) telofáze - rozdělení dceřinných buněk - replikace DNA a duplikace chromatid - diferenciace na pohl. buňky - dělení prokaryot - dělení eukaryot
- jednodušší, proběhne replikace DNA, pak se přehrádkou rozdělí - složitější, probíhá ve 4 fázích mitózy
B. Struktura a počet chromozomů - chromozomy jsou pentlicovité útvary v jádře pozorovatelné při karyokinezi - prokaryoty - jednoduchý chromozom - kruhová molekula DNA - eukaryoty - několikrát stočená makromolekula DNA spojená histony - stavba
chromatida telomery
chromatida
sekundární konstrikce
centromera (primární konstrikce)
satelit - typy chromozomů podle polohy centromery
metacentrický
submetacentrický
akrocentrický
telocentrický
- složení - DNA + histony - tvoří nukleohistonové vlákno - despiralizované - v klidu - spiralizované - při dělení - soubor chromozomů - diploidní počet (2n) - somatické buňky - haploidní počet (n) - pohlavní buňky - heterochromatin - euchromatin - počet = karyotyp
- v centromeře - trvale centralizované - v chromatidech - spiralizované (při karyokinezi) / despiralizované (v klidu) - druhově specifický - člověk - 46
C. Buněčný cyklus = děje od dělení buňky (vzniku dceřinné buňky) do opětovného rozdělení - různě dlouhý, ovlivněno genetickými faktory a vnějšími podmínkami 1) G1-fáze
- růst buňky, syntéza látek, příprava na replikaci DNA
2) S-fáze 3) G2-fáze 4) M-fáze
- hlavní kontrolní uzel - dá se ovlivnit další vývoj buňky (zrychlit, zpomalit, zastavit) - zdvojení DNA (chromatid) - dokončení růstu buňky - mitóza a cytokineze
D. Nepohlavní a pohlavní rozmnožování organismů - pohlavní - splynutí dvou gamet → zygota (splynutí cytoplazmy a jader obou pohlavních buněk) = oplození - konjugace = spájení (nálevníci) - kopulace = pohl. styk, páření - gamety - izogamety - tvarově stejné -+/– - anizogamety - ♀ - větší - vaječná buňka - rostliny - vajíčko - živočichové -♂ - menší - spermatozoid / sperm. buňka - rostliny - spermie - živočichové - nepohlavní - nový jedinec má stejné genetické vlastnosti jako rodič (= klon) 1) ze zvláštní nepohlavní rozmnožovací buňky - výtrus (= spora) 2) mnohobuněčnými částmi tělních buněk (100% geneticky totožní) - vegetativní - rostliny - přirozené - rozpad stélek, hlízy, cibule, oddenky, šlahouny - umělé - řízkování, hřížení, rostlinné explantáty, (očkování, roubování) → šlechtitelství - živočichové - pučení, strobilace, nepohlavní dělení E. Pohlavní buňky - gametogeneze - vývoj pohl. buněk (gamet) - v pohl. orgánech = gonádách - základ - prapohlavní buňky - fáze - rozmnožovací - růstová - zrací -♂ - spermatogeneze - spermiogeneze - prapohlavní buňky → varle spermatogonie - části spermie - hlavička - obsahuje jádro (DNA) - váček s hydrolytickými enzymy (proniknutí spermie do vajíčka) - krček - zesílená část bičíku - obsahuje mitochondrie (dodávají E pro pohyb bičíku) - bičík - pohyb
spermatogonie 2n 2n
2n
mitóza 2n
2n 2n
rozmnožovací fáze 2n růstová fáze
spermatocyt I. řádu spermatocyt II. řádu n
meióza
spermatidy
n
2n n zrací fáze
n
n
n
spermatelióza spermie (živočichové, pohyblivé) / spermatické buňky (vyšší rostliny, nepohyblivé) / spermatozoidy (nižší rostliny, pohyblivé) -♀
- oogeneze - prapohlavní buňky → vaječníky oogonie - části vajíčka - rezervní látky - žloutek (není u savců) - obaly - při průchodu vaječníky - uloženo ve folikulu oogonie 2n 2n
2n
mitóza 2n
2n 2n
n
meióza
2n růstová fáze (přibírá žloutek)
oocyt I. řádu 2n oocyt II. řádu
rozmnožovací fáze
n
pólocyt zrací fáze
ootida
n n
n
n zanikají
n
pólocyty
vajíčko (živočichové, nepohyblivé) / vaječná buňka = oosféra (rostliny, nepohyblivé)
F. Gonochorismus, hermafroditismus, partenogeneze, sexuální dimorfismus - gonochorismus = jednopohlavnost - ♂ a ♀ jedinci - u dokonalejších živočichů a u dvoudomých rostlin (vrba, chmel) - pohlavní znaky - primární - rozdílnost v anatomii rozmnožovacích soustav - sekundární - odlišení barvy, velikosti, … - pohl. dvoubarevnost - pohl. dvoutvárnost - hermafroditismus
= oboupohlavnost - jedinec tvoří oba typy gamet (často ne současně) - zřídka dochází k samooplození
- živočichové - paraziti (tasemnice), málo pohybliví (hlemýžď, žížala) - rostliny - s oboupohlavnými květy - s jednopohlavnými květy - jednodomé (líska, kukuřice) - s jedno- i oboupohlavnými květy = mnohomanželné (akát) - partenogeneze
- vývoj z neoplozeného vajíčka (mšice, buchanka)
- sexuální dimorfismus - gonochoristé se morfologicky liší (lev x lvice) - metageneze = rodozměna
- střídání pohl. a nepohl. rozmnožování
