Все живые существа должны размножаться, чтобы передавать гены потомству и обеспечивать выживание вида. Естественный отбор, процесс эволюции, который выбирает, какие черты организмов являются благоприятными для данной среды, и какие из них неблагоприятные. Те особи, которые имеют нежелательные черты, в конечном итоге исчезнут, а организмы с «хорошими» чертами будут жить достаточно долго, чтобы размножаться и передавать эти гены следующему поколению.

Существует два типа размножения: половое и бесполое. Половое размножение предусматривает слияние мужских и женских половых клеток во время оплодотворения, которые в итоге создадут потомство частично похожее на родителей. Бесполое размножение требует только одного родителя, который передаст все свои гены потомству. Это означает, что нет смешивания генов, и потомство на самом деле является клоном родителя (запрещающим какие-либо мутации).

Бесполое размножение обычно распространено в менее сложных видах и является довольно эффективным. Не нужно искать партнера для размножения, и один родитель способен передать все свои черты следующему поколению. Однако без разнообразия естественный отбор не может работать, и, если нет мутаций, чтобы создать более благоприятные черты, виды, размножающиеся таким способом, могут не выжить в среде, которая постоянно изменяется.

Существует несколько различных видов бесполого размножения. Давайте рассмотрим некоторые наиболее распространенные.

Бинарное деление

Почти все прокариоты размножаются бинарным делением. Этот вид размножения очень похож на процесс митоза эукариот. Однако, поскольку ядра нет, а ДНК прокариот обычно находится только в одном кольце, этот процесс не такой сложный, как митоз. Бинарное деление начинается с одной клетки, которая копирует ее ДНК и затем делится на две идентичные клетки.

Это очень быстрый и эффективный способ создания потомства для бактерий, и подобных типов клеток. Однако, если бы в процессе размножения происходила мутация ДНК, это могло бы изменить генетику потомства, и они больше не были бы идентичными клонами.

Почкование

Другой вид бесполого размножения называется почкованием. Почкование происходит когда новый организм или потомство вырастает со стороны родителя через часть, называемую почкой. Потомок остается привязан к предку, пока не достигнет зрелости и не станет независимым организмом. У одного родителя может быть много почек и много потомков одновременно.

С помощью почкования могут размножаться как одноклеточные организмы, такие как дрожжи, и многоклеточные, такие как гидры. Опять же, потомство является клоном родителя, если не происходит какая-либо мутация во время копирования ДНК или размножения клеток.

Фрагментация

Некоторые виды организмов имеют множество жизнеспособных частей, которые могут жить независимо от одной особи. Эти виды способны размножаться бесполым способом размножения, известном как фрагментация. Она происходит, когда часть индивидуума отделяется, и из нее образуется совершенно новый организм. Исходный организм также восстанавливает часть тела, которая отделилась. Эта часть может оторваться естественным путем или во время травмы, либо другой ситуации, угрожающей жизни.

Наиболее известным организмом, который подвергается фрагментации, является морская звезда. Морские звезды могут отделить от тела любую из своих пяти рук, которые затем станут их потомством. Это в основном связано с их радиальной симметрией. У них центральное нервное кольцо посередине, которое разветвляется на пять лучей или рук. Каждая рука имеет все элементы, необходимые для создания совершенно новой особи путем фрагментации. Губки, некоторые плоские черви и грибы также могут размножаться с помощью фрагментации.

Партеногенез

Чем сложнее организмы, тем более вероятно, что они будут подвергаться половому, а не бесполому размножению. Однако есть некоторые сложные животные и растения, которые способны размножаться через партеногенез, когда это необходимо. Это не является предпочтительным методом размножения для большинства этих видов, но он может стать единственным способом оставить после себя потомство по разным причинам.

Партеногенез — это вид размножения, когда потомство появляется из неоплодотворенного яйца. Отсутствие доступных партнеров, непосредственная угроза жизни самки или другие подобные ситуации могут привести к тому, что партеногенез будет необходим для сохранения вида. Разумеется, это не будет идеальным вариантом, потому что потомок станет клоном матери.

Некоторые животные, которые могут размножатся с помощью партеногенеза, включают насекомых (пчелы и кузнечики), ящериц (комодский варан), и очень редко встречаются у птиц.

Источник: natworld.info

14. Половое размножение у одноклеточных и многоклеточных. Половой процесс как механизм обмена наследственной информацией внутри вида. Морфофизиологические особенности половых клеток.

В основе полового размножения лежит половой процесс, суть которого сводиться к объединению в наследственном материале для развития потомка генетической информации из двух разных источников – родителей. Представление о половом процессе дает процессы конъюгации инфузорий. Он заключается во временном соединении двух особей с целью обмена (рекомбинации) наследственным материалов, в результате чего появляются особи, генетические отличительные от родительских орг-ов. В дальнейшем они осуществляют бесполое размножение.

На определенном этапе эв-ии у многокл-ых орг-ов половой процесс как способ обмена ген-ой инф-ей м/у особями в пределах вида оказался связанным с размножением.

Для осуществления полового размножения особи родителей вырабатывают гаметы – клетки, специализированные к обеспечению генеративной функции. Слияние материнской и отцовской гамет приводит к возникновению зиготы – клетки, представляющей собой дочернюю особь на наиболее ранней стадии развития.

Особенности гамет: гаплоидность; низкий уровень обменных процессов; в митоз вступает только яйцеклетка, в случае оплодотворения; только у яйцеклетки имеется защитная белковая оболочка; только у сперматозоида имеется клеточный центр, который передается в яйцеклетку; сперматозоид подвижен; яйцеклетка дает развитие (в случае оплодотворения); сперматозоид транспортирует генетический материал.

Источник: StudFiles.net

Формы бесполого размножения, определение, сущность, биологическое значение.

Две формы размножения: половое и бесполое.

Половое размножение — смена поколений и развитие организмов на основе слияния специализированных — половых- клеток и образования зиготы.

При бесполом размножении новая особь появляется из неспециализированных клеток: соматических, неполовых; тела.

Бесполое размножение, или агамогенез — форма размножения, при которой организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи.

Размножение делением

Деление свойственно прежде всего одноклеточным организмам. Как правило, оно осуществляется путём простого деления клетки надвое. У некоторых простейших например, фораминифер происходит деление на большее число клеток. Во всех случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной. Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро. Так, в благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые 30—60 минут. Размножающийся бесполым путём организм способен бесконечно воспроизводить себя, пока не произойдёт спонтанное изменение генетического материала — мутация. Если эта мутация благоприятна, она сохранится в потомстве мутировавшей клетки, которое будет представлять собой новый клеточный клон.В однополом размножении участвует один родительский организм, который способен образовать множество идентичных ему организмов.

Размножение спорами

Нередко бесполому размножению бактерий предшествует образование спор. Бактериальные споры — это покоящиеся клетки со сниженным метаболизмом, окружённые многослойной оболочкой, устойчивые к высыханию и другим неблагоприятным условиям, вызывающим гибель обычных клеток. Спорообразование служит как для переживания таких условий, так и для расселения бактерий: попав в подходящую среду, спора прорастает, превращаясь в вегетативную делящуюся клетку.
Бесполое размножение с помощью одноклеточных спор свойственно и различным грибам и водорослям.
оры во многих случаях образуются путём митоза митоспоры, причём иногда особенно у грибов в огромных количествах; при прорастании они воспроизводят материнский организм. Некоторые грибы, например злостный вредитель растений фитофтора, образуют подвижные, снабжённые жгутиками споры, называемые зооспорами или бродяжками. Проплавав в капельках влаги некоторое время, такая бродяжка «успокаивается», теряет жгутики, покрывается плотной оболочкой и затем, в благоприятных условиях, прорастает.

Вегетативное размножение

Другой вариант бесполого размножения осуществляется путём отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Вегетативное размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение например, яблоня обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение — отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.

Почкование

Некоторым видам одноклеточных свойственна такая форма бесполого размножения, как почкование. В этом случае происходит митотическое деление ядра. Одно из образовавшихся ядер перемещается в формирующееся локальное выпячивание материнской клетки, а затем этот фрагмент отпочковывается. Дочерняя клетка существенно меньше материнской, и ей требуется некоторое время для роста и достраивания недостающих структур, после чего она приобретает вид, свойственный зрелому организму. Почкование — вид вегетативного размножения. Почкованием размножаются многие низшие грибы, например дрожжи и даже многоклеточные животные, например пресноводная гидра. При почковании дрожжей на клетке образуется утолщение, постепенно превращающиеся в полноценную дочернюю клетку дрожжей. На теле гидры несколько клеток начинают делиться, и постепенно на материнской особи вырастает маленькая гидра, у которой образуются рот со щупальцами и кишечная полость, связанная с кишечной полостью «матери».

Фрагментация деление тела

Некоторые организмы могут размножаться делением тела на несколько частей, причём из каждой части вырастает полноценный организм, во всём сходный с родительской особью плоские и кольчатые черви, иглокожие.

Половое размножение — процесс у большинства эукариот, связанный с развитием новых организмов из половых клеток.

Образование половых клеток, как правило, связано с прохождением мейоза на какой-либо стадии жизненного цикла организма. В большинстве случаев, половое размножение сопровождается слиянием половых клеток, или гамет, при этом восстанавливается удвоенный, относительно гамет, набор хромосом. В зависимости от систематического положения эукариотических организмов, половое размножение имеет свои особенности, но как правило, оно позволяет объединять генетический материал от двух родительских организмов и позволяет получить потомков с комбинацией свойств, отсутствующей у родительских форм.

Эффективности комбинирования генетического материала у потомков, полученных в результате полового размножения способствуют:
случайная встреча двух гамет

случайное расположение и расхождение к полюсам деления гомологичных хромосом при мейозе

кроссинговер между хроматидами.

Такая форма полового размножения как партеногенез, не предусматривает слияния гамет. Но так как организм развивается из половой клетки ооцита, партеногенез все равно считается половым размножением.
Во многих группах эукариот произошло вторичное исчезновение полового размножения, или же оно происходит очень редко. В частности, в отдел дейтеромицетов грибы объединяет обширную группу филогенетических аскомицетов и базидиомицетов, утративших половой процесс. До 1888 года предполагалось, что среди наземных высших растений половое размножение полностью утрачено у сахарного тростника. Утеря полового размножения в какой-либо группе многоклеточных животных не описана. Однако известны многие виды низшие ракообразные — дафнии, некоторые типы червей, способные в благоприятных условиях размножаться партеногенетически в течение десятков и сотен поколений.
пример, некоторые виды коловраток на протяжении миллионов лет размножаются только партеногенетически, даже образуя при этом новые виды !.
У ряда полиплиодных организмов с нечётным числом наборов хромосом половое размножение играет малую роль в поддержании генетической изменчивости в популяции в связи с образованием несбалансированых наборов хромосом в гаметах и у потомков.
Возможность комбинировать генетический материал при половом размножении имеет большое значение для селекции модельных и хозяйственно важных организмов.

Источник: alexmed.info

Размножение – свойство организмов. Деление клетки как основа роста, развития и размножения организмов

1. Дайте определения понятий.
Размножение – свойство живых организмов воспроизводить себе подобных.
Клеточный цикл – жизнь клетки от момента ее появления в процессе деления материнской клетки до ее собственного деления, включая это деление, или ее гибели.
Митоз – процесс непрямого деления соматических клеток эукариот, при котором наследственный материал сначала удваивается, а затем равномерно распределяется между дочерними клетками.
Амитоз – прямое деление клетки, при котором не происходит равномерного распределения ДНК между дочерними клетками.

2. Почему размножение считают одним из важнейших этапов индивидуального развития организмов?
Клетки живого существа не могут делиться бесконечно, иначе организм был бы бессмертен. В определенный период в клетках запускаются программы гибели.  Чтобы оставить потомство, передать ему свою генетическую информацию, чтобы вид не исчез, организм должен размножаться.

3. Рассмотрите представленный на рисунке митотический цикл соматической клетки человека и  заполните таблицу.

Митотический цикл соматической клетки

4. Назовите периоды митотического цикла клетки, обозначенные на рисунке выше буквами А и Б, и охарактеризуйте биологическое значение каждого из них.
А – интерфаза. Период подготовки к делению. В ее результате происходит накопление энергии для митоза, синтез белков микротрубочек для веретена деления. К концу интерфазы каждая хромосома состоит из двух хроматид. Это необходимо для дальнейшего деления клетки и равномерной передачи генетического материала между дочерними клетками.
Б – митоз. В его результате из одной клетки материнской образуется две дочерние с одинаковым, идентичным материнской клетке, набором хромосом. Так, воспроизводятся новые клетки с количественно и качественно новой генетической информацией. Митоз необходим для нормального развития и роста многоклеточного организма.

5. Заполните таблицу.

Фазы митоза

 

6. Что такое апоптоз? Каково его биологическое значение?
Апоптоз – это «запрограммированная» клеточная смерть. Нужен для того, чтобы организм постепенно старел и в конце погибал. Организм не должен быть бессмертен, должны появляться новые организмы-потомки, а вид – эволюционировать.

7. Что происходит в организме в результате нарушения процессов апоптоза?
В результате ослабления апоптоза возникают аутоиммунные заболевания и злокачественные опухоли. При усилении апоптоза возникают дегенеративные процессы, уродства с дефектами тканей.

8. Для каких клеток характерен амитоз? Приведите примеры.
При амитозе не происходит равномерного распределения ДНК между дочерними клетками. Иногда не происходит цитокинез и образуется двуядерная клетка. Амитоз характерен для клеток отмирающих тканей и злокачественных опухолей.

 Бесполое размножение

1. Дайте определение понятий.
Бесполое размножение – форма размножения, при котором делится одноклеточный организм или клетки многоклеточного организма и происходит образование дочерних особей.
Вегетативное размножение – вид бесполого размножения многоклеточного организма, при котором потомство развивается из группы родительских клеток.

2. Какова биологическая роль бесполого размножения?
Бесполое размножение позволяет быстро увеличивать численность данного вида в благоприятных условиях. Однако при таком размножении не происходит увеличения генетического разнообразия вида.

3. Составьте схему.

 

Половое размножение. Мейоз

1. Дайте определения понятий.
Половое размножение – форма размножения, при которой особи каждого следующего поколения возникают в результате слияния двух специализированных гаплоидных леток – гамет.
Половой процесс – процесс слияние половых клеток (гамет), в результате которого возникает зигота.
Мейоз – деление ядра эукариотической клетки с уменьшением числа хромосом в два раза.
Гаметы – репродуктивные клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и участвующие в половом размножении.

2. Какова биологическая роль полового размножения?
При половом размножении происходит увеличение генетического разнообразия вида. Потомки получают возможность адаптироваться к постоянно меняющимся условиям окружающей среды, и другие новые признаки.

3. Заполните таблицу.

Фазы мейоза

4. Закончите схему.

Изменение хромосомного набора клеток (n) и числа молекул ДНК (с) в процессе мейоза

 

5. Какие способы полового размножения вам известны?
Конъюгация – форма полового процесса, при котором происходит слияние двух физиологически равноценных клеток. Наблюдается у некоторых одноклеточных организмов.
Копуляция – половой процесс, слияние двух половых клеток (гамет); соединение двух особей при половом акте.
Изогамия – тип полового размножения, при котором женские и мужские гаметы неотличимы друг от друга.
Гетерогамия – тип полового размножения, при котором женские гаметы крупные и неподвижные (яйцеклетки), а мужские маленькие и подвижные (сперматозоиды).

6. Рассмотрите в учебнике рис. 51 на с. 123. Заполните таблицу.

Образование половых клеток (гаметогенез)

7. Охарактеризуйте биологическую сущность гаметогенеза.
Гаметогенез – это процесс образования половых клеток: из одной диплоидной клетки образуется 4 гаплоидных. Половые клетки должны иметь гаплоидный набор, чтобы при последующем половом размножении организма у его потомков сохранялся постоянный набор хромосом (генотип).

8. Рассмотрите рисунок. Определите, какие рисунки соответствуют митозу, а какие – мейозу. Объясните, по каким признакам вы провели различение этих процессов. Распределите цифровые обозначение (1-12) в соответствии с принадлежностью изображенных фаз к типам деления клетки, в последовательности их протекания.
На рисунках 2, 5, 7, 8 – показан митоз. Здесь мы видим 4 стадии, от начала образование хромосом с двумя хроматидами, до образования двух клеток с деспирализованными хромосомами. Все хромосом одной клетки – одного цвета.
На рисунках 1, 3, 4, 6, 9,10, 11, 12 изображен мейоз. Здесь мы можем увидеть два деления, в самом конце образуется 4 гаплоидных клетки. Хромосомы показаны с участками разных цветов, так как в диплоидной клетке находятся хромосомы мужские и женские, затем между ними происходит конъюгация и кроссинговер.
Митоз: 8, 2, 5, 7.
Мейоз: 4, 6, 1, 3, 9, 11, 10, 12.

 Оплодотворение и его значение

1. Дайте определение понятий.
Оплодотворение – процесс слияния гамет.
Зигота – первая клетка нового организма, образовавшаяся в результате оплодотворения.
Двойное оплодотворение – половой процесс у покрытосеменных растений, при котором оплодотворяются как яйцеклетка, так и центральная клетка зародышевого мешка двумя спермиями.

2. Какова биологическая роль оплодотворения?
При оплодотворении сперматозоид сливается с яйцеклеткой. Только в результате этого процесса возникает зигота, содержащая генетический материал обоих родителей.

3. Чем внешнее оплодотворение отличатся от внутреннего?
Внешнее оплодотворение происходит вне организма самки, обычно в водной среде (рыбы, моллюски, земноводные).
При внутреннем оплодотворении «встреча» сперматозоида и яйцеклетки происходит в половых путях самки (наземные животные).

4. В чем суть двойного оплодотворения у цветковых растений?
Суть двойного оплодотворения – в образования диплоидной зиготы (1 спермий и яйцеклетка), из которой далее развивается зародыш семени, и слияния второго спермия с центральной диплоидной клеткой, в результате чего образуется триплоидная клетка. Из триплоидной клетки в будущем развивается эндосперм, в котором запасаются питательные вещества.

Источник: biogdz.ru