Процесс размножения

Способность к размножению является одним из свойств живых систем. Благодаря размножению происходит передача генетического материала родителей следующему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но и конкретных родительских особей.

Для популяции и биологического вида смысл размножения состоит в замещении особей, которые гибнут. Это обеспечивает непрерывное существование вида. При подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность особей данного вида.

Клональное микроразмножение

Достижения в области биотехнологии растений привели к возникновению нового метода вегетативного размножения, а именно клонального микроразмножения.

Клональное микроразмножение – получение неполовым путем (in vitro) растений, генетически идентичных материнскому экземпляру.

Слово in vitro («в стекле») означает выращивание в чашках Петри, колбах, пробирках растительных клеток, микробных клеток, а также животных клеток, то есть культивирование в искусственно созданных человеком условиях.


В основе этого метода лежит уникальная способность растительных клеток к тотипотентности. Тотипотентность – способность клетки путем деления дать начало любому клеточному типу организма.

Если вы возьмете любую часть растений, будь-то стебель или корень, и поместите эту часть в условия in vitro на определенную питательную среду, то из этого листочка может вырасти новое растение. Однако если вы возьмете кожу человека либо часть тела человека и поместите их в специальные условия, то не получите человечка. Клонирование животных и человека – процесс много более сложный.

Следовательно, у растений из дифференцируемых клеток можно получить маленькие растения, а из человеческих клеток нового человека получить невозможно. Исключением является рассмотренная выше полиэмбриония.

Основным преимуществом клонального микроразмножения является очень высокий коэффициент размножения. При вегетативном размножении от одного растения можно получить от 10 до 100 растений в год, а с помощью клонального микроразмножения от одного исходного растения можно получить от пяти тысяч до одного миллиона растений в год. При этом эти растения будут выращиваться на территории лаборатории (Рис. 13).

Микроклональное размножение. Клетки растения помещают в пробирку, а затем выращивают в специальных условиях


Рис. 1. Микроклональное размножение. Клетки растения помещают в пробирку, а затем выращивают в специальных условиях.

Клональное микроразмножение особенно выгодно при размножении элитных сортов, которые насчитывают всего несколько экземпляров в мире. Сегодня в таких странах, как Дания, Бельгия, Голландия, а также в Америке и Польше есть фирмы, специализирующиеся на микроклональном размножении.

Актиномицеты

Актиномицетами называют ветвящиеся бактерии, лучистые грибки, сочетающие признаки бактерий и грибов. Как бактерии они прокариоты, а как грибы имеют ветвящиеся нити, напоминающие мицелий (рис. 14).

Нити актиномицетов

Рис. 2. Нити актиномицетов

Эти нити могут достигать в длину несколько миллиметров, в диаметре они тоже довольно тонкие (0,5–1,5 мкм). Такое ветвление характерно для представителей царства грибов. Но актиномицеты размножаются спорами, которые характерны для грибов (рис. 15). Но клетку они имеют прокариотическую, поэтому к грибам их никак нельзя отнести.

Споры актиномицетов

Рис. 3. Споры актиномицетов


Актиномицеты широко распространены в почве, где они разлагают органические вещества, в том числе и трудноразлагаемые (хитин, лигнин, целлюлоза). Кроме этого, большинство из актиномицетов продуцируют антибиотики, которые широко используются в медицине.

Некоторые способы вегетативного размножения

Способы вегетативного размножения многочисленны и разнообразны. Некоторые растения размножаются с помощью усов или столонов (тонких стелящихся по земле побегов).

Ус несет пленчатые листья с пазушными почками, которые дают начало придаточным корням и новым растениям. После укоренения новых растений прежние усы разрушаются (рис 16).

Земляника размножается при помощи видоизмененных стеблей – усов

Рис. 4. Земляника размножается при помощи видоизмененных стеблей – усов

В роли уса может выступать главный стебель, ус также может расти из нижних, пазушных почек на главном стебле. У земляники, например, пленчатые листья и пазушные почки есть у каждого узла.

Бесполое размножение

Существуют два основных типа размножения: бесполое и половое. Бесполое размножение происходит без формирования половых клеток – гамет. В нем участвует один организм. При бесполом размножении образуются идентичные потомки, при этом единственным источником генетической изменчивости могут быть случайные мутации.

С другой стороны, бесполое размножение позволяет быстро увеличить численность вида. Идентичные потомства, происходящие от одной потомственной клетки, называют клонами. Члены клона могут быть генетически различными только в случае возникновения случайных мутаций. Различают несколько типов бесполого размножения. Во-первых, это размножение простым делением (рис. 1).

iv>
Прямое деление клетки прокариот

Рис. 5. Прямое деление клетки прокариот: І – клетка, готова к делению; ІІ – репликация ДНК; ІІІ – образование дочерних клеток.  1 – клеточная стенка, 2 – плазматическая мембрана, 3 – нуклеоид (кольцевая молекула ДНК, в которой хранится наследственная информация прокариот), 4 – цитоплазма

У прокариот единственная кольцевая хромосома перед делением удваивается. Между дочерними клетками образуется либо перегородка, либо перетяжка, и клетка делится на две части.

Многие одноклеточные водоросли, такие как хламидомонада или же эвглена зеленая, размножаются с помощью митоза. С помощью митоза могут размножаться и простейшие. При этом образуются две дочерние клетки.

Множественное деление

Множественное деление, во время которого за повторными делениями ядра происходит и деление самой клетки на множество дочерних клеток, наблюдается у простейших, у споровиков.

Рассмотрим шизогонию на примере кокцидии (рис. 2).


Рост шизонта и шизогония кокцидий

Рис. 6. Рост шизонта и шизогония кокцидий: 1 – молодой шизонт, ядро еще не приступило к делению; 2–4 – увеличение числа ядер путем деления и рост шизонта; 5 – распад шизонта на мерозоиты

У малярийного плазмодия также стадия, на которой происходит множественное деление, называется шизонтом, а сам процесс – шизогонией (рис. 3).

Жизненный цикл малярийного плазмодия

Рис. 7. Жизненный цикл малярийного плазмодия. Шизогония происходит на стадии 3 (бесполое размножение в клетках печени)

У плазмодия шизогония непосредственно следует за заражением хозяина, когда паразит поражает печень. При этом сразу образуется около тысячи дочерних клеток, каждая из которых способна проникнуть в эритроциты.

Такая высокая плодовитость компенсирует большие потери и трудности, связанные со сложным жизненным циклом.

Размножение спорами

Следующий тип бесполого размножения – размножение спорами. Споры – специализированные гаплоидные клетки у грибов и растений, служащие для размножения и расселения. Нельзя путать споры бактерий и споры грибов и растений, поскольку у бактерий они служат для защиты при неблагоприятных условиях.

У грибов и низших растений споры образуются в результате митоза, у высших растений – в процессе мейоза. У семенных растений споры потеряли свою функцию расселения и являются одним из этапов цикла воспроизведения.

Почкование

>

Следующий тип бесполого размножения – почкование. В этом случае новая особь образуется в результате выроста или почки на теле родительской особе, затем она отделяется и начинает самостоятельную жизнь. Почкование наблюдается в разных группах живых организмов.

Фрагментация биология  Фрагментация биология  Фрагментация биология

Рис. 8. Примеры размножения почкованием. Слева направо: у животных (гидра пресноводная), грибов (дрожжи) и растений (каланхоэ).

Почкование встречается у животных, например у кишечнополостных (гидра), у одноклеточных грибов, у дрожжей, бактерий (рис. 4). Необычная форма почкования встречается у каланхоэ (бриофиллюма), которое часто выращивают в качестве комнатного растения. По краям его листьев из почек образуются миниатюрные растения с корешками, которые затем отпадают и превращаются в маленькие самостоятельные растения.

Фрагментация


Следующий тип бесполого размножения – это фрагментация. Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых дает начало новому организму. Этот процесс основан на регенерации.

Что такое регенерация? Это способность организма восстанавливать утраченные части. Так, например, фрагмент тела дождевого червя дает начало новой особе (рис. 5).

Фрагментация у кольчатых червей 

Рис. 9. Фрагментация у кольчатых червей

Однако следует учитывать, что в природных условиях фрагментация встречается редко. В частности, у многощетинковых червей, плесневых грибов и некоторых водорослей, например у спирогиры.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение широко представлено у растений. Это способ размножения специализированными органами или отдельными частями тела (рис. 6).

Вегетативное размножение растений  Фрагментация биология


Вегетативное размножение растений

Рис. 10. Вегетативное размножение растений

Суть его состоит в том, что от материнского экземпляра, отделяется большая хорошо сформированная часть, которая впоследствии дает начало новому организму, или же образуются структуры, специально предназначенные для вегетативного размножения: луковицы, клубнелуковицы, корневища (рис. 7).

Органы вегетативного размножения растений

Рис. 11. Органы вегетативного размножения растений

Принципиально вегетативное размножение ничем не отличается от фрагментации или почкования, но этот термин традиционно применим именно к растениям и лишь иногда к животным, в отличие от фрагментации или почкования.

Вегетативные органы растений

Рис. 12. Вегетативные органы растений

Давайте приведем конкретные примеры вегетативного размножения. Во-первых, это размножение растений частями вегетативных органов: часть слоевища, черенок стебля, черенок корня, или специальными видоизменениями побегов (Рис. 9).


Видоизменения побегов растений, участвующие в вегетативном размножении

Рис. 13. Видоизменения побегов растений, участвующие в вегетативном размножении

Источник: interneturok.ru

Фрагментацией называют разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых растет и образует новую особь. Фрагментация происходит, например, у нитчатых водорослей, таких как спирогира.

Нить спирогиры может разорваться на две части в любом месте. Фрагментация наблюдается также у некоторых низших животных, которые в отличие от более высокоорганизованных форм сохраняют значительную способность к регенерации из относительно слабо дифференцированных клеток. Например, тело немертин (группа примитивных червей, главным образом морских) особенно легко разрывается на много частей, каждая из которых может дать в результате регенерации новую особь. В этом случае регенерация — процесс нормальный и регулируемый; однако, у некоторых животных (например, у морских звезд) восстановление из отдельных частей происходит только после случайной фрагментации.

Животные, способные к регенерации, служат объектами для экспериментального изучения этого процесса; часто при этом используют свободноживущего червя планарию. Такие эксперименты помогают понять процесс дифференцировки.


Статьи и публикации:

Сырье, содержащее алкалоиды — производные изохинолина
К этой группе относится сырье, заготовляемое как от дикорастущих, так и от культивируемых растений: трава мачка желтого, клубень стефании гладкой, лист унгернии Виктора. В настоящее время из всех видов мака возделывается только мак снотво …

Приложения
Приложение 1 Приложение 2 Приложение 3 Приложение 4 Приложение 5 Приложение 6 Клоп Вредная черепашка Пшеничный трипс Хлебный пилильщик Шведская муха Хлебный жук Злаковые тли Хлебная жужелица Пьявица …

Клонирование.
Как уже говорилось, получение идентичных потомков при помощи бесполого размножения называют клонированием. В естественных условиях клоны появляются редко. Общеизвестный пример естественного клонирования, существующего в природе и имеющего …

Источник: www.bioinside.ru

Бесполое размножение это древний способ воспроизведения себе подобных, свойственный организмам всех царств живой природы, особенно прокариотам. Такой способ размножения, осуществляющийся без участия половых клеток, широко распространен у одноклеточных организмов, у грибов и бактерий.

У одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение осуществляется делением и почкованием. Деление у прокариот идет путем перетяжки клетки на две части. У эукариот деление происходит сложнее и обеспечивается процессами, протекающими в ядре.

Примером бесполого размножения служит вегетативное размножение у растений. У некоторых животных также встречается вегетативное размножение. Его называют размножением путем фрагментации, т. е. частями (фрагментами) тела, из которых развивается новая особь. Размножение фрагментами характерно для губок, кишечнополостных (гидра), плоских червей (планария), иглокожих (морские звезды) и некоторых других видов.

Примечательно, что при бесполом размножении отделившиеся дочерние особи полностью воспроизводят свойства материнского организма. Попав в другие условия среды, они могут проявить свои свойства иначе главным образом лишь в размерах (величине) новых организмов. Наследственные свойства остаются неизменными.

Способность повторять в дочерних организмах неизменные наследственные качества родителя, т. е. воспроизводить однородное потомство, – уникальное свойство бесполого размножения.

Бесполое размножение позволяет сохранить неизменными свойства вида. В этом заключается важное биологическое значение этого типа размножения. Организмы, появившиеся бесполым путем, обычно развиваются значительно быстрее, чем появившиеся путем полового размножения. Они быстрее увеличивают свою численность и значительно быстрее осуществляют расселение на большие территории.

У большинства одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение может чередоваться с половым.

Бесполое размножение является древнейшим способом размножения и широко распространено у низкоорганизованных организмов. Отсутствует у моллюсков, членистоногих, позвоночных. Бесполое размножение характерно для высших растений.

Cпорообразование — развитие специаль­ных клеток — спор, с помощью которых происходит размножение организмов.

Данная форма размножения встречается у водорослей, гри­бов, мхов и папоротникообразных (хвощевидных, плауновидных и папоротниковидных). У семенных растений формируются мегаспоры (макроспоры) и микроспоры, которые не покидают материнский организм, а прорастают в половое поколение (женские и мужские гаметофиты), которое обеспечивает половое размножение.

У водорослей из некоторых клеток формируются зооспоры, которые способны свободно передвигаться в воде.

У более высоко организованных растений споры образуются в специальных ор­ганах — спорангиях.

Споры наземных растений очень мелкие. Они содер­жат ядро, цитоплазму и покрыты плотной оболочкой, хорошо защищаю­щей от неблагоприятных условий.

Каждая такая клетка даёт начало новому организму. Число образуемых растениями спор огромно. Споры очень маленькие и лёгкие, поэтому ветром и водой распространяются на большое расстояние от материнского организма.

У многих растений (мхов, папоротникообразных) размножение споро­образованием чередуется с половым размножением. Споры могут образовываться в результате митоза (водоросли, грибы) и в результате мейоза (грибы и все высшие растения).

Вегетативное размножение — один из способов бесполого размножения, свойственный растениям и грибам, который заключается в образовании новой особи из части родительского организма. Вегетативное размножение приводит к образованию генетически однородных особей и основано на способности организма к регенерации (восстановлению).

У растений и грибов вегетативное размножение происходит путём отделения участков тела (у водорослей — талломов и высших грибов — мицелия) или образования специализированных участков — выводковых почек или клубеньков у водорослей, соредий и изидий у лишайников и т. д.

Специализированное вегетативное размножение — это отделение от материнской особи развитых дочерних особей или их зачатков (опадающие пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных), возникающих из специализированных побегов размножения (клубни, луковицы, клубнелуковицы, столоны, корневища).

У некоторых видов цветковых растений вегетативное размножение приводит к разрастанию и освоению дочерними особями новых территорий.

Фрагментация биологияПочкование — тип бесполого размножения, при котором дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (почек).

Почкование характерно для многих грибов, печёночных мхов и животных (простейшие, губки, кишечнополостные, некоторые черви, мшанки, крыложаберные, оболочники).

В ряде случаев почкование приводит к образованию колоний.

Фрагментация биологияПочкование, при котором новый организм вырастает на теле родителя, характерно для кишечнополостных. Например, гидры (мелкие пресноводные полипы) часто размножаются почкованием в весенне-летний период. На родительской особи образуется небольшой вырост, который увеличивается до размеров взрослой особи и затем отделяется.

Многие одноклеточные, например клетки дрожжей, также размножаются почкованием.

Фрагментация биологияФрагментация — один из способов бесполого размножения, который происходит при делении материнской особи на две или несколько частей (фрагментов), каждая из которых растёт и развивается в новый организм.

Ряд плоских и кольчатых червей, иглокожие (морские звёзды) могут размножаться посредством расчленения тела на несколько фрагментов, которые затем достраиваются до целостного организма. В основе фрагментации лежит регенерация, способность некоторых организмов восстанавливать утраченные органы или даже части тела. К примеру, если от морской звезды отделить луч, то из него может вырасти новая морская звезда.

Гидра способна восстановиться из 1/200 части своего организма. Обычно размножение фрагментацией происходит при повреждениях. Самопроизвольную фрагментацию осуществляют только плесневые грибы и некоторые морские черви.

< Предыдущая страница "Размножение организмов"

Следующая страница "Половое размножение" >

Источник: biolicey2vrn.ru

Бесполое размножение

Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах. Различают следующие способы бесполого размножения: деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, споро­образование, вегетативное размножение.

Бесполое размножение

Деление — способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты), б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли), в) множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время деления парамеции (1) микронуклеус делится митозом, макронуклеус — амитозом. Во время шизогонии (2) сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.

Тесты по биологии 11 класс

Почкование — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи (3). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).

Фрагментация (4) — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.

Полиэмбриония — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).

Вегетативное размножение — способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).

 

Вегетативный орган Способ вегетативного размножения Примеры
Корень Корневые черенки Шиповник, малина, осина, ива, одуванчик
Корневые отпрыски Вишня, слива, осот, бодяк, сирень
Надземные части побегов Деление кустов Флокс, маргаритка, примула, ревень
Стеблевые черенки Виноград, смородина, крыжовник
Отводки Крыжовник, виноград, черемуха
Подземные части побегов Корневище Спаржа, бамбук, ирис, ландыш
Клубень Картофель, седмичник, топинамбур
Луковица Лук, чеснок, тюльпан, гиацинт
Клубнелуковица Гладиолус, крокус
Лист Листовые черенки Бегония, глоксиния, колеус

 

Спорообразование (6) — размножение посредством спор. Споры — специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах — спорангиях. У высших растений образованию спор предшествует мейоз.

Клонирование — комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особей. Клон — совокупность клеток или особей, произошедших от общего предка путем бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление).

Половое размножение

Половое размножение

Половое размножение осуществляется при участии двух родительских особей (мужской и женской), у которых в особых органах образуются специализированные клетки — гаметы. Процесс формирования гамет называется гаметогенезом, основным этапом гаметогенеза является мейоз. Дочернее поколение развивается из зиготы — клетки, образовавшейся в результате слияния мужской и женской гамет. Процесс слияния мужской и женской гамет называется оплодотворением. Обязательным следствием полового размножения является перекомбинация генетического материала у дочернего поколения.

В зависимости от особенностей строения гамет, можно выделить следующие формы полового размножения: изогамию, гетерогамию и овогамию.

Изогамия (1) — форма полового размножения, при которой гаметы (условно женские и условно мужские) являются подвижными и имеют одинаковые морфологию и размеры.

Гетерогамия (2) — форма полового размножения, при которой женские и мужские гаметы являются подвижными, но женские — крупнее мужских и менее подвижны.

Овогамия (3) — форма полового размножения, при которой женские гаметы неподвижные и более крупные, чем мужские гаметы. В этом случае женские гаметы называются яйцеклетками, мужские гаметы, если имеют жгутики, — сперматозоидами, если не имеют, — спермиями.

Овогамия характерна для большинства видов животных и растений. Изогамия и гетерогамия встречаются у некоторых примитивных организмов (водоросли). Кроме вышеперечисленных, у некоторых водорослей и грибов имеются формы размножения, при которых половые клетки не образуются: хологамия и конъюгация. При хологамии происходит слияние друг с другом одноклеточных гаплоидных организмов, которые в данном случае выступают в роли гамет. Образовавшаяся диплоидная зигота затем делится мейозом с образованием четырех гаплоидных организмов. При конъюгации (4) происходит слияние содержимого отдельных гаплоидных клеток нитевидных талломов. По специально образующимся каналам содержимое одной клетки перетекает в другую, образуется диплоидная зигота, которая обычно после периода покоя также делится мейозом.

 

Источник: licey.net