Биологическая основа размножения за исключением высших растений

Обновлено: 18.09.2024

Одним из основных отличительных свойств живой материи является размножение — способность живых организмов воспроизводить себе подобных. Благодаря этому свойству обеспечивается непрерывность жизни на Земле.

Размножение организмов определенного вида предоставляет возможность воспроизведения признаков не только родительских особей, но и вида в целом. А увеличение численности особей в результате размножения способствует расселению вида и расширению его ареала. Следовательно, благодаря размножению обеспечивается непрерывность и преемственность в передаче наследственной информации от родителей к потомству в ряду поколений и поддерживается длительное существование вида.

В основе размножения лежит деление клеток. Как вы уже знаете, наследственная информация в клетках хранится в хромосомах. При размножении организмов передача наследственной информации в дочерние клетки происходит с помощью хромосом, которые перед делением клеток удваиваются. В соматических клетках (клетках тела) хромосомы парные. В каждой паре одна хромосома отцовская, другая — материнская, следовательно, в соматических клетках находится двойной набор хромосом. Соматические клетки содержат наследственную информацию обоих родителей. В половых клетках (гаметах) хромосомы непарные, так как при образовании гамет парные хромосомы расходятся и попадают в разные клетки. Следовательно, гаметы содержат одинарный набор хромосом и несут наследственную информацию только одного из родителей.

Типы размножения организмов

В зависимости от типа клеток, являющихся основой для размножения, различают два типа размножения: бесполое и половое. Их сходство заключается в том, что оба типа размножения приводят к увеличению численности особей и тем самым способствуют сохранению вида. Однако между бесполым и половым размножением существуют значительные различия по целому ряду признаков (см. табл.).

Таблица. Сравнительная характеристика бесполого и полового типов размножения

Бесполое размножение

Половое размножение

Биологической основой для размножения является деление клеток с сохранением исходного двойного набора хромосом (за исключением спорообразования у растений)

Биологической основой для размножения является деление клеток с образованием гамет

Принимает участие только одна особь

Принимают участие, как правило, две особи

Не происходит образование гамет

Новая особь образуется из неспециализированных соматических клеток или из спор

Новая особь, как правило, образуется из зиготы, являющейся результатом слияния гамет

Дочерние организмы являются точными копиями материнского организма (за исключением потомства из спор у растений)

Дочерние организмы не являются точными копиями материнского организма

Позволяет сохранить признаки вида

Создает разнообразие особей

Обеспечивает быстрое увеличение численности особей, но снижает их приспособленность к изменяющимся условиям среды

Численность особей увеличивается относительно медленно, но особи лучше приспосабливаются к изменяющимся условиям среды

Если вид размножается только бесполым способом, то будет происходить быстрое увеличение численности особей с сохранением постоянства признаков вида (преимущество бесполого размножения). Однако сохранение постоянства признаков у потомков в изменяющихся условиях среды снижает приспособительные возможности особей. Они становятся менее конкурентоспособными по сравнению с особями других видов, и их численность постепенно будет сокращаться. Такой вид не сможет эволюционировать, и, в конечном итоге, он обречен на вымирание (недостаток бесполого размножения).

При размножении вида только половым путем увеличивается разнообразие особей в пределах вида. Новые признаки у потомков появляются в результате образованиях новых комбинаций хромосом в зиготе после оплодотворения. Они повышают приспособительные и конкурентные возможности особей. Увеличивается жизнеспособность потомства в изменяющихся условиях среды, что приводит к росту численности. В результате вид способен эволюционировать и длительно сохранять свое существование (преимущество полового размножения). В то же время рост численности особей ограничен физиологическими возможностями родительских особей. Кроме того, возникшие неудачные комбинации хромосом могут стать причиной стерильности или нежизнеспособности отдельных организмов (недостаток полового размножения).

Особенности размножения прокариот

Как вы знаете, главное отличие прокариот (бактерий) от эукариот — отсутствие ядра. Носителем наследственной информации у них является единственная хромосома. Они не могут образовывать гаметы, поэтому их размножение происходит только бесполым способом. Для подавляющего большинства прокариот характерно бинарное деление материнской клетки, приводящее к образованию двух идентичных дочерних клеток. Перед делением клетки единственная хромосома удваивается, и между дочерними хромосомами происходит образование поперечной перегородки, идущей от периферии к центру. При благоприятных условиях большинство бактерий способны делиться каждые 20 мин.

Деление прокариотической клетки начинается, как правило, спустя некоторое время после завершения удвоения хромосомы. Удвоение бактериальной хромосомы запускает процессы, ведущие к клеточному делению. Установлено, что воздействие различными химическими и физическими факторами, приводящими к подавлению удвоения хромосомы, останавливает и клеточное деление.

Вариантом бинарного деления у прокариот является почкование, которое можно рассматривать как неравновеликое бинарное деление. При почковании на одном из полюсов материнской клетки образуется маленький вырост (почка), в него переходит одна из хромосом. Почка разрастается, превращаясь в дочернюю клетку, после чего отделяется от материнской. Клеточная стенка почки полностью синтезируется заново. Почкование обнаружено в разных группах прокариот: среди фототрофов и хемотрофов. Вероятно, в процессе эволюции оно возникало неоднократно.

В чем различие этих двух способов деления? При бинарном делении материнская клетка, делясь, дает начало двум дочерним клеткам и сама, таким образом, исчезает. При почковании материнская клетка дает начало дочерней клетке и сама при этом сохраняется. Между ними можно в большинстве случаев обнаружить морфологические и физиологические различия. В этом случае можно наблюдать процесс старения.

У бактерий при неблагоприятных условиях происходит образование спор, не участвующих в размножении. Бактериальные споры — это покоящиеся клетки со сниженным обменом веществ, окруженные многослойной оболочкой, устойчивые к высыханию и другим неблагоприятным условиям, вызывающим гибель обычных клеток. Они служат для переживания этих условий, а также могут переноситься на большие расстояния с помощью ветра или воды. После попадания в благоприятную среду у спор разрушается прочная оболочка, и они превращаются в вегетативные (делящиеся) клетки.

Бесполое и половое размножение у эукариотических организмов благодаря наличию ядра может осуществляться разными способами, которые будут рассмотрены в последующих параграфах.

Повторим главное. Размножение организмов в природе обеспечивает преемственность поколений и сохранение видов. Выделяют два типа размножения — бесполое и половое. Бесполое размножение приводит к быстрому увеличению численности особей с сохранением признаков вида. Однако при этом снижаются приспособительные возможности потомков к изменяющимся условиям среды. Половое размножение увеличивает разнообразие особей в пределах вида и повышает жизнеспособность потомков в новых условиях среды, но ограничивает скорость роста численности. Размножение прокариот из-за отсутствия ядра происходит только бесполым путем (бинарное деление, почкование). У эукариот размножение может осуществляться как бесполым, так и половым путем.

Проверим знания

Ключевые вопросы

1. Какие типы размножения организмов известны в природе? Чем они отличаются друг от друга?
2. В чем состоят преимущество и недостаток бесполого размножения?
3. Назовите преимущество и недостаток полового размножения.
4. В чем различие бинарного деления и почкования у прокариот?

Сложные вопросы

1. Как вы думаете, какой из типов размножения организмов (бесполое или половое) возник раньше в процессе развития органического мира? Дайте аргументированный ответ с использованием дополнительной информации.
2. Объясните, почему при бесполом размножении дочерние организмы являются копиями родительских особей, а при половом — отличаются друг от друга и от родителей.
3. Почему споры у прокариот не могут выполнять функцию размножения?

Цель: Выделить существенные признаки процессов размножения. Сравнить половое и бесполое размножение и сделать выводы на основе сравнения.

Вложение	Размер
laboratornaya_rabota_sravnenie_protsessov_bespologo_i_polovogo_razmnozheniya.doc	399.5 КБ

Предварительный просмотр:

1. Сравните характеристики бесполого и полового типов размножения. Заполните таблицу.

Характеристика типа размножения

1. Количество особей для размножения.

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

4. Биологическая основа размножения. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

6. Генетические особенности потомства.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

9. Значение размножения.

10. Способы размножения.

2. Определите тип размножения у данных организмов:

3. Выполните тестовое задание.

Выберите три правильных ответа из шести.

В1. При половом размножении хордовых:

происходит оплодотворение;
потомки являются генетическими копиями родителей;
генотип потомков объединяет генетическую информацию обоих родителей;
гаметы имеют диплоидный набор хромосом;
половые клетки образуются путем мейоза;
половые клетки образуются путем митоза.

В2 Источником разнообразия потомства при половом размножении является:

удвоение хромосом в интерфазе;
обмен участками гомологичных хромосом в профазе I мейоза;
митотическое деление клеток-предшественниц гамет;
случайное слияние гамет при оплодотворении;
наличие профазы, метафазы, анафазы и телофазы в клеточном цикле;
случайное расхождение двойных хромосом при первом делении мейоза.

В3: Что характерно для бесполого размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) размножение частями вегетативных органов

6) в размножении участвуют гаметы.

В4. Охарактеризуйте яйцеклетку:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) В ядрах помимо ДНК присутствует и-РНК

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

В5: Что характерно для полового размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) существование обоеполых животных

6) размножение частями вегетативных органов

В6. Охарактеризуйте сперматозоид:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) Наличие акросомы

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

4. Сделайте вывод.

Характеристика типа размножения

1. Количество особей для размножения.

Достаточно одной особи.

Как правило , требуется две особи.

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении, их набор хромосом.

Соматические клетки, диплоидный набор хромосом.

Гаметы, гаплоидный набор хромосом.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

Новая особь образуется из специализированных (споры) или неспециализированных (клетки органов) соматических клеток.

Новая особь, как правило, образуется из диплоидной клетки зиготы, возникающей в результате слияния гаплоидных гамет.

4. Биологическая основа размножения. (за исключением высших растений)

Митоз. (за исключением высших растений)

Мейоз. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

Быстрое увеличение количества особей.

Численность особей увеличивается относительно медленно и зависит от плодовитости особей и продолжительности периода полового созревания.

6. Генетические особенности потомства.

Потомки являются генетической копией материнского организма.

Потомки генетически отличаются от родителей в следствии комбинативной изменчивости.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

Новые признаки у потомков появляются только в результате мутаций.

Новые признаки у потомков появляются как в результате мутаций, так и в результате перекомбинации генов.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

При изменяющихся условиях среды приспособительные возможности особей и жизнеспособность их потомства будут снижаться. Подвержены вымиранию с точки зрения эволюции.

При изменяющихся условиях среды приспособительные возможности особей и жизнеспособность их потомства будут повышаться. Длительно сохраняют своё существование с точки зрения эволюции.

9. Значение размножения.

1. Быстрая скорость размножения.

2. Высокая степень расселения на территории.

3. Гарантирует сохранность вида и генетическую чистоту вида в природе.

4. Приспособленность к данным условиям среды.

1. Уменьшается вероятность гибели половых клеток и зигот в окружающей среде.

1. Сравните характеристики бесполого и полового типов размножения. Заполните таблицу.

Характеристика типа размножения

1. Количество особей для размножения.

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

4. Биологическая основа размножения. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

6. Генетические особенности потомства.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

9. Значение размножения.

10. Способы размножения.

2. Определите тип размножения у данных организмов:

3. Выполните тестовое задание.

Выберите три правильных ответа из шести.

В1. При половом размножении хордовых:

потомки являются генетическими копиями родителей;

генотип потомков объединяет генетическую информацию обоих родителей;

гаметы имеют диплоидный набор хромосом;

половые клетки образуются путем мейоза;

половые клетки образуются путем митоза.

В2 Источником разнообразия потомства при половом размножении является:

удвоение хромосом в интерфазе;

обмен участками гомологичных хромосом в профазе I мейоза;

митотическое деление клеток-предшественниц гамет;

случайное слияние гамет при оплодотворении;

наличие профазы, метафазы, анафазы и телофазы в клеточном цикле;

случайное расхождение двойных хромосом при первом делении мейоза.

В3: Что характерно для бесполого размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) размножение частями вегетативных органов

6) в размножении участвуют гаметы.

В4. Охарактеризуйте яйцеклетку:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) В ядрах помимо ДНК присутствует и-РНК

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

В5: Что характерно для полового размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) существование обоеполых животных

6) размножение частями вегетативных органов

В6. Охарактеризуйте сперматозоид:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) Наличие акросомы

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

4. Сделайте вывод.

Характеристика типа размножения

1. Количество особей для размножения.

Достаточно одной особи.

Как правило, требуется две особи.

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении, их набор хромосом.

Соматические клетки, диплоидный набор хромосом.

Гаметы, гаплоидный набор хромосом.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

4. Биологическая основа размножения. (за исключением высших растений)

Митоз. (за исключением высших растений)

Мейоз. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

Быстрое увеличение количества особей.

6. Генетические особенности потомства.

Потомки являются генетической копией материнского организма.

Потомки генетически отличаются от родителей в следствии комбинативной изменчивости.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

Новые признаки у потомков появляются только в результате мутаций.

Новые признаки у потомков появляются как в результате мутаций, так и в результате перекомбинации генов.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

9. Значение размножения.

1. Быстрая скорость размножения.

2. Высокая степень расселения на территории.

3. Гарантирует сохранность вида и генетическую чистоту вида в природе.

4. Приспособленность к данным условиям среды.

1. Уменьшается вероятность гибели половых клеток и зигот в окружающей среде.

Лабораторная работа 10 класс (профильное обучение) Сравнение бесполого и полового размножения.

Формы размножения организмов

Характеристика типа размножения

Бесполое размножение

1. Количество особей для размножения.

Половое размножение

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

4. Биологическая основа размножения. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

6. Генетические особенности потомства.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

9. Значение размножения.

10. Способы размножения.

Определите, какие формы и способы размножения характерны для организмов и заполните таблицу

2. Определите тип размножения у данных организмов:

Эвглена зелёная

Благородный олень

3. Выполните тестовое задание.

Выберите три правильных ответа из шести.

В1. При половом размножении хордовых:

происходит оплодотворение;
потомки являются генетическими копиями родителей;
генотип потомков объединяет генетическую информацию обоих родителей;
гаметы имеют диплоидный набор хромосом;
половые клетки образуются путем мейоза;
половые клетки образуются путем митоза.

В2 Источником разнообразия потомства при половом размножении является:

В3: Что характерно для бесполого размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) размножение частями вегетативных органов

6) в размножении участвуют гаметы.

В4. Охарактеризуйте яйцеклетку:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) В ядрах помимо ДНК присутствует и-РНК

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

В5: Что характерно для полового размножения?

1) потомство имеет гены только одного материнского организма

2) потомство генетически отличается от родительских организмов

3) в образовании потомства обычно участвуют две особи

4) в образовании потомства участвует одна особь

5) существование обоеполых животных

6) размножение частями вегетативных органов

В6. Охарактеризуйте сперматозоид:

1) Формируется в женских половых железах – яичниках

2) Мелкие клетки состоящие из головки, шейки, хвостика

3) Крупные клетки, содержащие запас питательных веществ

4) Наличие акросомы

5) Формируются в половых железах – семенниках

6) Это клетки округлой формы

Характеристика типа размножения

1. Количество особей для размножения.

Достаточно одной особи.

2. Какой тип клеток принимает участие в размножении, их набор хромосом.

3. Из каких клеток появляется новый организм.

Соматические клетки, диплоидный набор хромосом.

Как правило , требуется две особи.

Гаметы, гаплоидный набор хромосом.

4. Биологическая основа размножения.

Митоз. (за исключением высших растений)

5. Скорость увеличения численности особей.

Мейоз. (за исключением высших растений)

Быстрое увеличение количества особей.

6. Генетические особенности потомства.

Потомки являются генетической копией материнского организма.

7. Причина появления новых признаков у потомства.

Потомки генетически отличаются от родителей в следствии комбинативной изменчивости.

Новые признаки у потомков появляются только в результате мутаций.

8. Приспособительные возможности новых организмов.

Новые признаки у потомков появляются как в результате мутаций, так и в результате перекомбинации генов.

9. Значение размножения.

1. Быстрая скорость размножения.

10. Способы размножения.

1. Уменьшается вероятность гибели половых клеток и зигот в окружающей среде.

Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.

При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.

Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.

Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.

Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.

Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.

Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.

Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.

Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).

Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.

Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.

Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.

Читайте также: