Виды воспроизведения потомства

Ученые выделяют две основные формы размножения организмов. Оно может быть половым либо бесполым. В первом случае для воспроизведения потомства необходимо 2 особи, а во втором достаточно лишь одной.

При бесполом размножении новый организм появляется из соматических клеток. В природе существует несколько способов воспроизведения потомства без участия половых органов. К ним относят вегетативное размножение, почкование, фрагментация, споруляция, деление, клонирование.

При половом размножении новые организмы появляются в результате слияния специализированных половых клеток, называемых гаметами, и последующего образования зиготы. Этот способ является более прогрессивным по сравнению с бесполым.

Сравнение преимуществ

Стоит отметить, что оба способа воспроизведения потомства имеют свои достоинства. Например, биологи выделяют следующие преимущества бесполого размножения:

• возможность воспроизведения значительного числа особей;
• потомство схоже с родительским организмом по всем признакам.

Этот способ воспроизведения новых особей дает возможность быстро получить многочисленное потомство. Это выгодно для видов, которые обитают в постоянных условиях. Именно быстрое, многочисленное и точное воспроизведение копий материнского организма является смыслом бесполого размножения. Этот способ получения потомства используют как растения, так и простейшие организмы.

А вот половое размножение характерно для преимущественного большинства живых существ. Оно способно гарантировать генетическое разнообразие полученных дочерних особей. Именно это позволяет им быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям жизни. Ведь во время образования нового организма происходит комбинация генов родителей.

Виды бесполого воспроизведения потомства

Существует несколько способов получения дочерних организмов без участия половых клеток. Все их изучает биология. Размножение, виды дочерних организмов при котором никак не изменяются, может осуществляться на основе деления одной или нескольких клеток.

В первом случае выделяют такие формы:

• одиночное либо множественное (шизогония) деление клетки;
• спорообразование;
• почкование одноклеточных.

При делении группы клеток классификацию проводят следующим образом:

• фрагментация;
• почкование многоклеточных организмов (например, гидры).

Каждый их указанных видов бесполого размножения имеет свои особенности.

Формы размножения

Самым простым вариантом является обычное деление. Оно свойственно многим простейшим. Примеры бесполого размножения путем бинарного деления: амеба, инфузория-туфелька, эвглена зеленая.

Широко распространенным считается спорообразование. Оно свойственно практически всем растениям, грибам, некоторым простейшим и прокариотическим организмам (например, бактериям или сине-зеленым водорослям).

У ряда одноклеточных и многоклеточных организмов встречается такая форма размножения, как почкование. Происходит это следующим образом: на материнском теле появляется бугорок, который увеличивается в размерах. Там же потом появляются зачатки всех органов. Когда процесс завершается, происходит отпочкование. Этот способ размножения используют кишечнополостные (гидры), одноклеточные (дрожжи, некоторые типы инфузорий).

Но можно привести и другие примеры бесполого размножения организмов. Так, не стоит забывать о фрагментации. При этом процессе материнская особь разделяется на несколько частей. Из каждой из них образуется новый организм. Например, нитчатая водоросль спирогира может быть разорвана в любом месте. Из двух частей в будущем получится два новых организма.

Для растений характерно вегетативное размножение. По принципу протекания процессов оно не отличается от почкования либо фрагментации. Растение может образовывать специальные структуры, необходимые для размножения. Также появление дочернего организма возможно с части материнского организма.

Половое размножение

Большинство живых существ воспроизводит себе подобные организмы путем смешивания генетического материала двух особей. Для этого две гаметы сливаются, и в результате образуется диплоидная зигота. В процессе развития из нее получается полноценный новый организм. Половые формы размножения организмов свойственны некоторым цветковым растениям, большинству животных и, конечно, человеку.

Гаметы бывают двух видов – мужские и женские. Если вид является раздельнополым, то каждый из типов клеток вырабатывается соответственно мужскими и женскими особями. Некоторые организмы способны продуцировать оба вида гамет самостоятельно. В этом случае их именуют гермафродитами.

Также возможен вариант полового размножения, в котором не участвуют гаметы. Это такие виды, как конъюгация, гаметангиогамия, апогамия, гологамия.

Процесс размножения

Все организмы состоят из клеток. Их рост, развитие возможны благодаря тому, что они постоянно воспроизводятся. В процессе жизни часть клеток стареет и отмирает. Им на смену приходят другие. Единственным способом получения новых клеток является деление их предшественников. Это жизненно необходимый процесс для каждого живого существа. Например, в человеческом организме каждую секунду делится несколько миллионов этих структурных единиц.

Биологи описали три способа размножения клеток. Прямое деление называется амитозом, непрямое – митозом, редукционное – мейозом. Независимо от формы размножения организмов, в каждом из них протекают данные процессы.

Амитоз и митоз

Наименее распространенным и слабо изученным способом деления клеток является амитоз. При этом процессе ядро разделяется перетяжкой. При этом обеспечить равномерное распределение генетического материала невозможно. Клетка, разделившаяся путем амитоза, в большинстве случаев не может дальше вступать в обычный цикл митоза. Поэтому она считаются обреченной на гибель.

Универсальным способом размножения эукариотических клеток является митоз. В клетках животных он проходит, как правило, на протяжении часа. Нельзя недооценивать биологическое значение размножения, ведь именно благодаря ему обеспечивается развитие и рост всех организмов.

Стадии митоза

Последовательность всех процессов, которые протекают при образовании новых клеток, именуют клеточным циклом. Он состоит из трех этапов: интерфаза, митоз, цитокинез. Продолжительность цикла зависит как от видов клеток, так и от внешних факторов. Влияет температура, наличие питательных веществ, кислорода. Например, в кишечном эпителии такое образование новых клеток происходит каждые 8-10 минут, в бактериях – каждые 20 минут.

Начинается процесс с интерфазы. В это время идут процессы интенсивного роста. Вырабатываются вещества, которые способствуют увеличению клетки и выполнению ею всех возложенных функций. Во время интерфазы идет репликация ДНК.

Непосредственно во время фазы митоза происходит деление ядра. Хроматиды во время данного процесса отделяются друг от друга и перераспределяются между образованными дочерними клетками в виде хромосом.

Процесс, во время которого разделяется между новыми образованиями цитоплазма, называется цитокинезом.

Во время митоза образуются клетки, в которых наследственная информация полностью идентична материнскому организму. В течение этого процесса число хромосом удваивается.

Мейоз

При данном способе деления клеток число хромосом уменьшается вдвое. Таким образом обеспечивается половое размножение животных и спорогенез у растений. Во время мейоза наблюдается два последовательных деления, а предшествует им разовая редупликация ДНК.

Все необходимые вещества для осуществления данных процессов запасаются во время предварительной стадии – интерфазы. Каждый этап деления состоит из четырех периодов: профазы, метафазы, анафазы и телофазы. Такие же фазы проходят и при митозе, но в каждом из процессов есть свои особенности.

Первый мейоз – это деление клетки, при котором количество хромосом уменьшается в 2 раза. Из одного диплоидного образования появляются два гаплоидных. В это время протекают процессы спирализации ДНК, образуется веретено деления. Кроме этого, в профазе осуществляется конъюгация гомологичных хромосом. Полученные пары образуют бивалент. В некоторых его местах хроматиды перекрещиваются. Данный процесс называется кроссинговером.

Завершающим этапом является так называемый второй мейоз. Это деление, при котором образуются клетки с гаплоидным набором хромосом, состоящих из одной хроматиды. В результате описанных процессов из одного диплоидного образования (оогония либо сперматогония) выходит 4 клетки.

Биологическим значением мейоза является образование клеток, которые обеспечивают половое размножение животных или спорообразование у высших животных. Именно такой способ воспроизведения гарантирует поддержание генетического постоянства видов.

Особенности полового и бесполого воспроизведения организмов

В зависимости от того, каким образом делятся клетки для получения потомства, выделяют разные виды этого процесса. Отдельно надо отметить, что выживание многих организмов в меняющихся условиях обусловлено как раз тем, что они могут сочетать различные способы размножения.

Конечно, половое и бесполое воспроизведение себе подобных организмов существенно отличается. Таблица видов размножения поможет понять, в чем заключается принципиальная разница.

Ключевые моменты	Бесполый способ	Половой способ
Число родительских особей	Одна	Две
Процесс размножения	Стадия мейоза отсутствует, гаметы не образуются	Мейоз является обязательной стадией, которая препятствует удвоению хромосом в будущих поколениях. В результате получаются гаплоидные гаметы, ядра которых сливаются и образуют диплоидную зиготу
Полученное потомство	Дочерние особи идентичны родительским, генетическая изменчивость возможна лишь при случайных мутациях	Потомки отличаются от родителей, присутствует генетическая изменчивость. Она появляется благодаря рекомбинации генов.
Организмы, для которых характерен способ размножения	Низшие животные, микроорганизмы	Большинство растений и животных

Понятно, что половые формы размножения организмов являются более совершенными. Но бесполый способ гарантирует быстрое воспроизведение большого количества потомков. При половом размножении численность дочерних организмов растет не так интенсивно.

Источник: FB.ru

Цели урока:

— дать определение понятию “размножение”;
— назвать виды размножения и черты их отличия;
— перечислить способы бесполого размножения;
— продолжить формирование умений работать с текстом, выделять главное, делать выводы;
— обсудить и высказать собственное мнение об актуальных научных и этических проблемах, связанных с темой размножения организмов, необходимости данных знаний в современной жизни.

Оборудование и материалы: таблицы со схемами форм бесполого размножения, вегетативного размножения растений и животных, карточки с заданиями для актуализации знаний.

Базовые понятия и термины: типы размножения, бесполое размножение, половое размножение, множественное деление клетки, споры, спорообразование, вегетативное размножение, гермафродитизм, партеногенез. 

Концепция урока: опираясь на знания об основных свойствах живого, показать, что размножение является универсальным свойством живого и осуществляется с помощью разнообразных процессов; подробнее остановиться на бесполом размножении, его особенностях, преимуществах и эволюционных пороках, привести примеры из разных царств живых организмов. 

Тип урока: изучение нового материала.

Структура урока

I. Организационный этап — 2 мин.
II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности — 10 мин.
III. Изучение нового материала — 20 мин.
IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений учащихся — 10 мин.
V. Домашнее задание — 3 мин.

Ход урока

   Структура урока

I. Организационный этап.

Рассказ учителя

Используя знания, полученные в курсах ботаники, зоологии и анатомии, физиологии человека, продолжите рассказ, ответив на все вспомогательные вопросы.

“Каждую секунду на Земле гибнут десятки тысяч организмов. Одни от старости. Другие из-за болезней, третьих съедают хищники… Мы срываем в саду цветок, наступаем случайно на муравья, убиваем укусившего нас комара, ловим на озере щуку. Каждый организм смертен, поэтому любой вид должен заботиться о том, чтобы его численность не уменьшалась. Смертность одних особей компенсируется рождением других”

II. Актуализация опорных знаний и мотивация учебной деятельности.

Вопросы к ученикам

1) Что такое размножение? Какое значение имеет размножение?

2)Что лежит в основе размножения живых организмов?

3) Какие основные типы размножения свойственны всем живым организмам, обитающим на Земле? В чем принципиальное отличие этих двух типов?

Предполагаемые ответы

• Размножение – это одно из важных свойств живой природы, воспроизведение себе подобных Существование каждой отдельно взятой особи огромно во времени. Поэтому поддержание жизни на протяжении сотен, тысяч, миллионов лет может быть связано только с самовоспроизведением. Каждая особь со временем перестает существовать, но жизнь вида, как правило, не прекращается.


• В основе размножения лежит способность клеток к делению.
• Известны две основные формы размножения: половое и бесполое. Половым размножением называется смена поколений и развитие организмов на основе слияния специализированных (половых) клеток и образования зиготы. При бесполом размножении новая особь появляется из неспециализированных клеток тела – соматических, бесполых.

Размножение и его формы. Поскольку учащиеся уже имеют информацию о процессах размножения, можно дать четкое определение процесса размножения, а затем показать различия между половым и бесполым размножением. Эти отличия заключаются вот в чем:

а) при бесполом размножении в процессе участвует только одна особь, а при половом обычно две;
б) при бесполом размножении возникают особи идентичны материнскому организму, а при половом размножении оказывается комбинативная изменчивость, что приводит к многообразию потомков;
в) при половом размножении особи образуют специализированные половые клетки — гаметы, а при бесполом этогонепроисходит;
г) при бесполом размножении главный клеточный механизм — это митоз, а при половом размножениимейоз;
д) эволюционное значение бесполого размножения заключается в том, что оно способствует поддержке наибольшей приспособленности к условиям существования (усиливает роль стабилизирующего отбора), а половое размножение обеспечивает генетическое разнообразие и создает предпосылки для освоения различных сред обитания, дает эволюционные и экологические перспективы (способствует творческой роли естественного отбора).

III. Изучение нового материала.

Следует рассказать все эти способы, подчеркнув, что бесполое размножение является давним и достаточно эффективным способом размножения, характерным для множества живых организмов.

Бесполое размножение осуществляется с помощью неполовых клеток.

В ходе дальнейшей нашей работы, внимательно слушая своих товарищей, вы должны составить таблицу: “Бесполое размножение”. В конце урока мы проверим у каждой группы.

(Пример)

Перед вами представлены организмы

Определите способ размножения, расскажите об особенностях данного размножения.

Деление – способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две и более дочерние клетки.

Можно выделить:

а) простое бинарное деление (прокариоты),

б) митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли),

в) множественное деление, или  шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы).

Работа в группах. Выслушивание вариантов ответов.

Задание для групп: Зарисовать схему бесполого размножения амебы.

Рассмотрите следующий организм

Определите способ его размножения, опишите, как происходит этот процесс.

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

Задание для групп: Перечислить этапы почкования гидры.

Рассмотрите следующий организм.

Определите способ размножения дождевого червя бесполым путем. Опишите этот процесс.

Фрагментация —  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.

Задание для групп: Назвать живые организмы способные к фрагментации.

Рассмотрите следующие виды растений

 Назовите вегетативные органы представленных растений и  определите способы  размножения.

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  для сохранения полезных качеств (искусственное вегетативное размножение).

Задание для групп:  Рассмотрите представленные  комнатные растения: лилия, аспарагус, дефенбахия, сансивьера, фиалка узумбарская, бегония королевская, хлорофитум хохлатый, толокнянка обыкновенная. Предложите способы размножения этих видов растений вегетативно.

Ответьте на вопрос: “ Какое значение имеет вегетативное размножение?”

Рассмотрите следующие виды растений

Вспомните, к какой группе относятся данные виды растений, укажите способы бесполого размножения.

Данные виды растений относятся к высшим споровым растениям. Спорообразование или споруляция – размножение посредством спор.  Споры – специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах спорангиях. (мхи, лишайники, грибы) У высших растений образованию спор, предшествуют мейоз. (хвощи, плауны, папоротники.

Задание для групп:  Где у папоротников развиваются споры и как они рассеиваются? Чем размножение папоротника отличается от размножения мха?

Учитель: Полиэмбриония – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион

Задание для групп:  Какие живые организмы свидетельствуют о данном виде размножения?

Учитель: Этот способ размножения происходит во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцовые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола.

Задание для групп:  Вспомните, как называется комплекс методов, используемых человеком для получения генетически идентичных копий клеток или особой. Приведите доказательства того, что этот метод является способ бесполого размножения

Учитель: Клонирование – искусственный способ бесполого размножения. В естественных условиях не встречается. Клон — генетически идентичное потомство, полученное от одной особи в результате того или иного способа бесполого размножения. В основе получения клона лежит митоз (у бактерий — простое деление). Клонирование – метод генной инженерии, при котором потомки получаются из соматической клетки предка и поэтому имеют абсолютно такой же геном.

На экспериментальной ферме под Эдинбургом в Шотландии еще недавно паслась овца по имени Долли, появившаяся на свет с помощью метода клонирования. Ученые взяли ядpo, содержащее генетический материал, из клетки вымени овцы-матери и имплантировали его в яйцеклетку другой овцы, из которой был предварительно удален собственный генетический материал. Полученный эмбрион был имплантирован в третью овцу, игравшую роль суррогатной матери. Вслед за англичанами американские генетики успешно провели клонирование обезьян.

Клонирование животных позволяет решить многие проблемы медицины и молекулярной биологии, но вместе с тем порождает множество социальных проблем.

Партеногенез. Партеногенез — явление необычное, которое за своими особенностями занимает промежуточное положение между бесполым и половым размножением.

Учитель: Итак, существует множество видов бесполого размножения. Я прошу представить свои таблицы.

Беседа-обобщение по таблице.

Учитель: Как вы думаете, чем характеризуется бесполое размножение?

Характеризуется тем, что новая особь развивается не из половых, а из соматических клеток, тем самым обеспечивается однородность потомства.

IV. Обобщение, систематизация и контроль знаний и умений.

На доске: схема “Бесполое  размножение”.

1. Что такое размножение?

2. Какие вы знаете виды размножения?

3. Чем характеризуется бесполое размножение? (Подтвердить примерами, опираясь на таблицу).

4. Какая форма бесполого размножения характерна для мхов и папоротников? (Спорообразование)

5. Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для гидры, дрожжей? (Почкование)

6. Какая форма бесполого размножения характерна для планарии, некоторых кольчатых червей? (Фрагментация)

7. Верно ли суждение: Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов? (Нет)

8. Верно ли суждение: Бесполое размножение амебы происходит путем шизогонии? (Нет)

9. Верно ли суждение: При бесполом размножении все дочерние особи являются точной копией материнской? (Да)

Вывод. В ходе урока мы познакомились с механизмом передачи наследственной информации от родителей к потомству, механизмом редупликации. Деление – основа размножения и роста клетки. Это один из главных принципов живых систем, многообразия и единства живой природы. Проникли в тайны клетки. Из курса ботаники и зоологии вспомнили виды бесполого размножения, значение вегетативного размножения.

V. Домашнее задание.

1) Изучить материал § 1 учебника.
2) Дать ответы на вопросы учебника, стр. 10, № 1-6.
3) Напишите мини-сочинение не более 10 предложений “Людям каких профессий необходимы знания о бесполом размножении организмов” (по желанию).

Источник: urok.1sept.ru

Размножение, или воспроизведение себе подобных, — специфическое и обязательное свойство всех живых существ. Время индивидуальной жизни отдельных организмов весьма ограничено. Но благодаря их самовоспроизведению обеспечивается длительное существование как конкретных видов, так и живого в целом. Размножение, компенсируя процесс естественного отмирания особей, сохраняет вид в бесчисленном ряду поколений.

Самовоспроизведение основано на передаче от родителей к потомкам наследственной информации о совокупности признаков, свойств и качеств, присущих представителям данного вида. В ходе развития происходила эволюция и форм размножения, разнообразием которых отличаются современные живые организмы.

Классификация способов размножения. Прежде всего необходимо выделить два принципиально отличающихся типа размножения организмов — бесполое и половое (рис. 1).

Рис. 1. Сравнительные схемы двух основных типов размножения: ? — бесполое размножение (одна особь производит двух или

большее число потомков); ? — половое размножение (две гаметы от двух родительских особей, соединяясь, дают начало новому организму)

При бесполом размножении из одной клетки (или группы клеток у многоклеточных) родительского организма при ее миотическом делении образуется новая особь. Поэтому образующиеся дочерние организмы сходны друг с другом и со своим родителем по всем признакам. Образно говоря, в процессе бесполого размножения осуществляется «тиражирование» множества генетических копий родительского организма.

В половом размножении участвуют две родительские особи. Они образуют специализированные половые клетки — гаметы, в результате слияния которых (оплодотворения) возникает зигота (Z), дающая начало дочернему организму.

При образовании зиготы происходит комбинирование наследственной информации (объединение хромосомных наборов родителей). Следовательно, развивающийся из зиготы дочерний организм обладает новым сочетанием признаков. Таким образом, половое размножение обеспечивает разнообразие особей данного вида, что способствует освоению ими различных условий обитания, определяет комбинативную изменчивость. Именно этим объясняется преимущественное распространение полового процесса в разных царствах живых существ. Тем не менее у многих видов организмов при наличии полового процесса в ходе их жизненного цикла сохраняются и разные формы бесполого размножения. Это объясняется тем, что последнее может обеспечить быстрое и существенное увеличение численности особей при благоприятных условиях среды. Успех существования многих видов организмов обусловлен сочетанием разных способов их размножения (схема 1).

Схема 1. Способы размножения организмов

Источник: Краснодембский Е. Г.»Общая биология: Пособие для старшеклассников и поступающих в вузы»

Т.Л. Богданова  «Пособие для поступающих в вузы»

Источник: xn--90aeobapscbe.xn--p1ai