Бесполое размножение - э то 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 специаль-ных клеток — спор, с помощью которых происходит размножение организмов.
Данная форма размножения встречается у водорослей, гри-бов, 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 ор-ганах — спорангиях.
Споры наземных растений очень мелкие. Они содер-жат ядро, цитоплазму и покрыты плотной оболочкой, хорошо защищаю-щей 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 споро-образованием 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.
Почкование — 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.
Почкование, 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
— 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.
Учебник соответствует базовому уровню Федерального компонента государственного стандарта общего образования по биологии и рекомендован Министерством образования и науки РФ.
Учебник адресован учащимся 10-11 классов и завершает линию Н. И. Сонина. Однако особенности изложения материала позволяют использовать его на завершающем этапе изучения биологии после учебников всех существующих линий.
Книга:
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Вспомните!
Какие два основных типа размножения существуют в природе?
Что такое вегетативное размножение?
Какой набор хромосом называют гаплоидным? Диплоидным?
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 и 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.
Способность к размножению является одним из основных свойств живой материи. Размножение, т. е. воспроизведение себе подобных, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. В процессе размножения происходит точное воспроизведение и передача генетической информации от родительского поколения следующему, дочернему, что обеспечивает существование вида на протяжении длительного времени, несмотря на гибель отдельных особей. В основе размножения лежит способность клетки к делению, а передача генетической информации обеспечивает материальную преемственность поколений любого вида. Для того чтобы особь смогла воспроизводить себе подобных, т. е. стать способной к размножению, она должна вырасти и достичь определенной стадии развития. Не все организмы доживают до репродуктивного периода и не все оставляют потомство, поэтому, чтобы поддержать существование вида, каждое поколение должно производить потомков больше, чем было родителей. Свойства живых организмов – рост, развитие и размножение – неразрывно связаны друг с другом.
Все виды организмов способны к размножению. Даже вирусы – неклеточная форма жизни – пусть не самостоятельно, но тоже размножаются в клетках организма-хозяина. В процессе эволюции в природе возникло несколько способов размножения, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. Все разнообразные формы размножения можно объединить в два основных типа – бесполое и половое.
Бесполое размножение. Этот тип размножения происходит без образования специализированных половых клеток (гамет), и для его осуществления необходим только один организм. Новая особь развивается из одной или нескольких соматических (неполовых) клеток материнского организма и является его абсолютной копией. Генетически однородное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном.
Рис. 54. Деление амебы
Бесполое размножение является наиболее древней формой размножения, поэтому особенно широко оно распространено у одноклеточных организмов, но встречается и среди многоклеточных.
Существует несколько способов бесполого размножения.
Деление. Прокариотические организмы (бактерии и синезеленые водоросли) размножаются путем простого деления, которому предшествует удвоение единственной кольцевой молекулы ДНК.
Митотическим делением на две и более клеток размножаются простейшие (амебы, инфузории, жгутиковые) (рис. 54) и одноклеточные зеленые водоросли.
У некоторых простейших (малярийный плазмодий) встречается особый способ бесполого размножения, так называемая шизогония. Ядро материнской особи делится несколько раз подряд без деления цитоплазмы, а затем образовавшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерных клеток.
Спорообразование. Этот способ размножения характерен в основном для грибов и растений. Специализированные клетки – споры – могут образовываться в специальных органах – спорангиях (как это происходит у растений) или открыто, на поверхности организма (как, например, у некоторых плесневых грибов).
Споры продуцируются в огромном количестве и обладают очень малым весом, что облегчает их распространение ветром, а также животными, в основном насекомыми. В одной зерновке пшеницы, пораженной твердой головней, образуется от 8 до 20 млн спор, а во всем колосе – до 200 млн. У некоторых видов грибов количество спор, продуцируемых в сутки, достигает 30 млрд! Потери спор очень велики, лишь ничтожная часть их попадает в благоприятные для прорастания условия. Однако те споры, которым «не повезло», могут долго дожидаться своего часа. Так, например, споры головневых грибов сохраняют жизнеспособность в течение 25 лет.
Вегетативное размножение. Способ бесполого размножения, при котором дочерний организм развивается из группы родительских клеток, называют вегетативным размножением.
Широко распространено такое размножение у растений. В естественных природных условиях оно, как правило, происходит с помощью специализированных частей тела растения. Луковица тюльпана, клубнелуковица гладиолуса, растущий горизонтально подземный стебель (корневище) ириса, ползучий, стелющийся по поверхности почвы стебель ежевики, усы земляники, клубни картофеля и корневые клубни георгина – все это органы вегетативного размножения растений.
Особенно часто встречаются различные формы вегетативного размножения среди растений, обитающих в суровых климатических условиях. Неожиданные заморозки в летний день способны погубить цветки или незрелые плоды тундровых растений. Вегетативное размножение позволяет им не зависеть от подобных неожиданностей. Некоторые камнеломки способны образовывать выводковые почки, которые распространяются подобно семенам, мятлики образуют на месте цветков маленькие дочерние растеньица, способные опадать и укореняться, а сердечник луговой размножается исключительно видоизмененными дольками листьев.
Вегетативное размножение у животных осуществляется двумя основными способами: фрагментацией и почкованием.
Фрагментация – это разделение тела на две и более частей, каждая из которых дает начало новой полноценной особи. Этот процесс основан на способности к регенерации. Таким способом могут размножаться кольчатые и плоские черви, иглокожие и кишечнополостные.
Фрагментация встречается и в растительном царстве. Зеленая водоросль спирогира размножается обрывками своих нитей, а низшие мхи – кусками слоевища.
Почкование – это образование на теле материнской особи группы клеток – почки, из которой развивается новая особь. В течение некоторого времени дочерняя особь развивается как часть материнского организма, а затем или отделяется от него и переходит к самостоятельному существованию (пресноводный полип гидра), или, продолжая расти, образует собственные почки, формируя колонию (коралловые полипы). Встречается почкование и у одноклеточных – дрожжевых грибов (рис. 55).
Рис. 55. Почкование дрожжевых грибов
Половое размножение. Половое размножение – это процесс образования дочернего организма при участии половых клеток – гамет. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух специализированных половых клеток различных организмов. Гаметы, дающие начало дочернему организму, имеют половинный (гаплоидный) набор хромосом данного вида и образуются в результате особого процесса – мейоза (§ ). Как правило, гаметы бывают двух типов – мужские и женские, и формируются они в специальных органах – половых железах.
Новый организм, возникающий в результате слияния гамет, получает наследственную информацию от обоих родителей: 50 % от матери и 50 % от отца. Будучи похожим на них, он, тем не менее, обладает собственной уникальной комбинацией генетического материала, которая может оказаться очень удачной для выживания в меняющихся условиях окружающей среды.
Виды, у которых есть и мужские, и женские особи, называют раздельнополыми; к ним относится большинство животных. Виды, у которых одна и та же особь способна формировать и мужские, и женские гаметы, называют двуполыми или гермафродитными. К таким организмам относится большинство покрытосеменных растений, кишечнополостные, плоские и многие кольчатые черви, некоторые ракообразные и моллюски и даже отдельные виды рыб и пресмыкающихся. Гермафродитизм подразумевает возможность самооплодотворения, что бывает очень важно для организмов, ведущих одиночный образ жизни (например, свиной цепень в организме человека). Правда, следует отметить, что, при возможности, гермафродиты предпочитают обмениваться половыми клетками друг с другом, осуществляя перекрестное оплодотворение.
Рис. 56. Половой диморфизм
У большинства видов покрытосеменных растений в цветке находятся и тычинки, образующие мужские половые клетки – спермин, и пестики, содержащие яйцеклетки.
Однако примерно у четверти видов мужские (тычиночные) и женские (пестичные) цветки развиваются независимо, т. е. формируются однополые цветки. Примерами однополых растений, у которых мужские и женские цветки образуются на разных особях, могут служить облепиха, ива, тополь. У некоторых растений, например у дуба, березы, лещины, и мужские, и женские цветки развиваются на одной особи.
Возникшая в процессе эволюции раздельнополость имела явные преимущества. Появилась возможность объединять генетическую информацию разных особей, формируя новые сочетания и увеличивая генетическое разнообразие вида, что способствовало его приспособлению в изменяющихся условиях обитания. Кроме того, это позволило распределить функции между особями разного пола. У большинства организмов появился половой диморфизм – внешние различия между мужскими и женскими особями (рис. 56).
Значение бесполого и полового размножения. Как бесполое, так и половое размножение обладает рядом достоинств. При половом размножении часто приходится тратить время и энергию на поиски партнера или терять огромное количество гамет, как происходит при перекрестном оплодотворении у растений (сколько пыльцы пропадает впустую!). При бесполом размножении продолжение рода происходит проще и численность особей увеличивается гораздо быстрее, но все дочерние особи одинаковы и являются копией материнского организма. Это может быть преимуществом, если вид обитает в неизменных условиях среды. Но для многих видов, чья окружающая среда изменчива и непостоянна, бесполое размножение не обеспечит выживания. Амеба размножается только бесполым путем, а, к примеру, млекопитающие только половым, и каждого «устраивает» его форма размножения. То, что хорошо в одних условиях, может оказаться неподходящим в другой ситуации, поэтому у многих видов существует чередование разных форм размножения, что позволяет им оптимально решать задачу воспроизведения себе подобных в различных условиях обитания.
Вопросы для повторения и задания
1. Докажите, что размножение – одно из важнейших свойств живой природы.
2. Какие основные типы размножения вам известны?
3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?
4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.
5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении?
6. Чем половое размножение отличается от бесполого? Сформулируйте определение полового размножения.
7. Подумайте, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения.
| <<< Назад
|
Вперед >>>
|
Формы размножения организмов
В природе существует два типа размножения организмов: бесполое и половое.
Бесполое размножение – это образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям.
В основе бесполого размножения лежит митоз. Существует несколько форм бесполого размножения.
Простое деление, или деление надвое, характерно для одноклеточных организмов. Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние клетки, каждая из которых становится новым организмом.
Почкование – это форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется дочерний организм. Такая форма характерна для дрожжей, гидры и некоторых других животных.
У споровых растений (водорослей, мхов, папоротников) размножение происходит с помощью спор, специальных клеток, образующихся в материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму.
Вегетативное размножение – это размножение отдельными органами, частями органов или тела. Оно основано на способности организмов восстанавливать недостающие части тела – регенерации. Встречается у растений (размножение стеблями, листьями, побегами), у низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских и кольчатых червей).
Половое размножение – это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от обоих родителей.
При половом размножении происходит слияние половых клеток – гамет мужского и женского организма. Половые клетки формируются в результате особого типа деления. В этом случае, в отличие от клеток взрослого организма, которые несут диплоидный (двойной) набор хромосом, образующиеся гаметы имеют гаплоидный (одинарный) набор. В результате оплодотворения парный, диплоидный набор хромосом восстанавливается. Одна хромосома из пары является отцовской, а другая – материнской. Гаметы образуются в половых железах или в специализированных клетках в процессе мейоза.
Мейоз – это такое деление клетки, при котором хромосомный набор клетки уменьшается вдвое (рис. 56). Такое деление называется редукционным.
Рис. 56. Фазы мейоза: А – первое деление; Б – второе деление. 1, 2 – профаза I; 3 – метафаза I; 4 – анафаза I; 5 – телофаза I; 6 – профаза II; 7 – метафаза II; 8 – анафаза II; 9 – телофаза II
Для мейоза характерны те же стадии, что и для митоза, но процесс состоит из двух последовательных делений (мейоз I и мейоз II). В результате образуется не две, а четыре клетки. Биологический смысл мейоза заключается в обеспечении постоянства числа хромосом у вновь образующихся организмов при оплодотворении. Женская половая клетка – яйцеклетка, всегда крупная, содержит много питательных веществ, часто неподвижная.
Мужские половые клетки – сперматозоиды, мелкие, часто подвижные, имеют жгутики, их образуется значительно больше, чем яйцеклеток. У семенных растений мужские гаметы неподвижны и называются спермиями.
Оплодотворение – процесс слияния мужских и женских половых клеток, в результате которого образуется зигота.
Из зиготы развивается зародыш, который дает начало новому организму.
Оплодотворение бывает наружным и внутренним. Наружное оплодотворение характерно для обитателей вод. Половые клетки выходят во внешнюю среду и сливаются вне организма (рыбы, земноводные, водоросли). Внутреннее оплодотворение характерно для наземных организмов. Оплодотворение происходит в женских половых органах. Зародыш может развиваться как в теле материнского организма (млекопитающие), так и вне его – в яйце (птицы, пресмыкающиеся, насекомые).
Биологическое значение оплодотворения состоит в том, что при слиянии гамет восстанавливается диплоидный набор хромосом, а новый организм несет наследственную информацию и признаки двух родителей. Это увеличивает разнообразие признаков организмов, повышает их жизнестойкость.
Размножение – способность организмов воспроизводить себе подобных.
В природе существует два типа размножения: бесполое и половое.
I. Бесполое размножение – размножение организмов, происходящее без образования гамет с участием лишь одного родительского организма.
Идентичное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном .
Члены одного клона могут быть генетически различными только в случае возникновения случайной мутации.
В основе бесполого размножения лежит митотическое деление .
Виды бесполого размножения:
Виды бесполого размножения | Примеры организмов |
|
1. Простое (бинарное) | Из одной клетки путем митоза образуются две дочерние, каждая из которых становится новым организмом, идентичным материнскому. | Бактерии, многие простейшие (амеба), все одноклеточные водоросли (хлорелла) |
2. Множественное деление (шизогония) | Происходит многократное деление клеточного ядра, вслед за которым делится сама клетка на множество дочерних. Стадия, на которой происходит множественное деление, называется шизонтом, а сам процесс – шизогонией. | Споровики (группа простейших, к которой относится возбудитель малярии – малярийный плазмодий); некоторые водоросли |
3. Споруляция (спорообразование) | Спора – одноклеточная репродуктивная единица микроскопических размеров, состоящая из ядра и небольшого количества цитоплазмы. Споры могут образовываться путем митоза или мейоза. Существуют и половые споры (зооспоры хламидомонады), они выполняют функции гамет. | Водоросли, мхи, папоротники, хвощи, плауны; грибы |
4. Почкование | Новая особь образуется в виде выроста (почки) на теле родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм. | Кишечнополостные, одноклеточные грибы (дрожжи) |
5. Фрагментация | Разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых растет и дает начало новому организму. Этот способ основан на способности организмов к регенерации (восстановление недостающих частей тела). | Плоский червь планария (при неблагоприятных условиях); немертины (морские черви); нитчатые водоросли (спирогира) |
6. Вегетативное размножение | Размножение отдельными органами, частями органов или тела. Нередко растения образуют структуры, специально предназначенные для этого: s луковицы (короткий стебель, мясистые листья); s клубнелуковицы (вздутый подземный стебель, нет мясистых листьев); s корневище (подземный стебель, растущий горизонтально); s столон (ползучий горизонтальный стебель, стелющийся по поверхности почвы; s усы (плети) – разновидности столонов, которые быстро растут в длину; s клубень (подземный запасающий побег); s корневые клубни (шишки) – вздувшиеся придаточные корни; s мясистые стержневые корни; s листьями. | тюльпан, нарцисс, лук; шафран, гладиолус; ирис, пырей ползучий, астра, мята; ежевика, крыжовник, черная и красная смородина; земляника, лютик ползучий; картофель; георгины; |
7. Клонирование | Выращивание особи, генетически идентичной данному организму, путем пересадки ядра из соматической клетки в яйцеклетку, из которой предварительно удалили ядро. | Высшие растения и некоторые животные. |
Бесполое размножение, эволюционно возникшее раньше полового , – весьма эффективный процесс.
Значение бесполого размножения:
Достоинства бесполого размножения: | Недостатки бесполого размножения: |
1. Необходима лишь одна родительская особь . В половом размножении участвуют две особи, а это сопряжено с затратой времени и энергии на поиски партнера или, у неподвижных организмов (растений) специальных механизмов, например опыления, при котором гибнет множество гамет. 2. Генетически идентичные потомки . При хорошей адаптации вида к условиям существования это – преимущество, т. к. сохраняются удачные комбинации генов. 3. Расселение и распространение вида . Микроскопические и легкие споры разносятся ветром на большие расстояния, быстрый рост корневищ и т. д. 4. Быстрота размножения . При благоприятных условиях численность вида быстро увеличивается | 1. Отсутствие генетической изменчивости среди потомков. 2. Если размножение связано с образованием спор, то многим из них не удается найти подходящее место для прорастания, так что энергия и материалы, затраченные на их создание, пропадают впустую. 3. Если вид расселяется в одной области, то может возникнуть перенаселение и истощение питательных веществ. |
II. Половое размножение – процесс получения потомства в результате слияния генетического материала гаплоидных ядер двух гамет.
Гаметы – половые гаплоидные клетки.
Сперматозоиды – мужские гаметы.
Яйцеклетки – женские гаметы.
Оплодотворение – процесс слияния гамет.
Зигота – результат слияния гамет (оплодотворенная яйцеклетка), первая диплоидная клетка будущего организма.
Виды, у которых существуют отдельные мужские и женские особи, называют раздельнополыми (большинство животных и человек).
Виды, у которых одна и та же особь способна производить и мужские, и женские гаметы, называют двуполыми (обоеполыми) или гермафродитными (простейшие, кишечнополостные, плоские черви, малощетинковые черви (дождевой), ракообразные, такие моллюски, как улитка, некоторые рыбы и ящерицы, большинство цветковых растений).
Партеногенез (девственное размножение) – одна из модификаций полового размножения, при которой женская гамета развивается в новую особь без оплодотворения мужской гаметой. Таким образом, партеногенез – половое, но однополое размножение. Партеногенез встречается как в царстве животных, так и в царстве растений.
Различают :
s факультативный партеногенез, при котором яйца могут развиваться как после оплодотворения, так и без него (пчелы, муравьи, коловратки – из оплодотворенных яиц развиваются самки, а из неоплодотворенных – самцы);
s облигатный партеногенез (обязательный), при котором яйца способны только к партеногенетическому размножению (кавказская скальная ящерица).
У многих видов партеногенез носит циклический характер, так у тлей, дафний, коловраток в летнее время существуют лишь самки, а осенью партеногенез сменяется размножением с оплодотворением.
В основе полового размножения лежит процесс образования половых клеток – гаметогенез .
Гаметогенез – процесс образования и развития половых клеток.
Сперматогенез – процесс образования мужских половых клеток – сперматозоидов.
Овогенез (оогенез) – процесс образования женских половых клеток – яйцеклеток.
В процессе образования половых клеток выделяют ряд стадий:
|
гаметогенеза | Тип и фаза деления | Сперматогенез (в семенниках) | Овогенез (в яичниках) |
Размножение | Первичные половые клетки делятся путем митоза; образуются диплоидные клетки с однохроматидными хромосомами (2 n 2 c ) – гаметоциты I порядка (сперматоциты и ооциты) |
||
Интерфаза | Гаметоциты I порядка увеличиваются в размерах. Происходит синтез ДНК и достраивание второй хроматиды; формируются диплоидные клетки с двухроматидными хромосомами (2 n 4 c ) |
||
Созревание | сперматоциты I порядка делятся с образованием сперматоцитов II порядка ( n 2 c ) . В результате второго деления образуется четыре гаплоидные сперматиды – клетки с однохроматидными хромосомами ( nc ) . | В ходе первого (редукционного) деления ооциты I порядка делятся с образованием ооцитов II порядка ( n 2 c ) и направительного тельца ( n 2 c ). В ходе второго деления из ооцита II порядка образуется яйцеклетка ( nc ) и направительное тельце ( nc ) ; из первого направительного тельца – два новых. В результате мейоза образуется яйцеклетка и три направительных (редукционных) тельца. Все клетки гаплоидные с однохроматидными хромосомами. Редукционные тельца вскоре погибают |
|
Формирование | Приобретение клетками определенной формы и размеров, соответствующих их специфической функции |
||
Формирование сперматозоидов: аппарат Гольджи располагается на переднем крае головки, преобразуясь в акросому (выделяет ферменты, которые растворяют мембрану яйца); митохондрии компактно упаковываются вокруг появившегося жгутика, образуя шейку. | Увеличение количества желтка. У многих животных – формирование дополнительных оболочек (защита яйцеклетки и развивающегося зародыша от неблагоприятных воздействий) |
Оплодотворение – процесс слияния сперматозоида с яйцеклеткой и образование оплодотворенного яйца – зиготы .
Зигота – начальная одноклеточная стадия развития нового организма.
III. Онтогенез – индивидуальное развитие организма – период жизни особи с момента образования зиготы до гибели организма. В процессе онтогенеза реализуется наследственная информация, полученная от родителей.
Онтогенез включает два периода:
Эмбриональный период – от образования зиготы до рождения или же выхода из яйцевых оболочек. Постэмбриональный период – от рождения до смерти организма.Эмбриональный период включает три основных этапа:
Дробление – образование однослойного многоклеточного зародыша в результате митотического деления зиготы.На стадии двух зародышевых листков заканчивается развитие у губок и кишечнополостных. У остальных животных закладывается третий зародышевый листок – мезодерма – из энтодермы и расположена между эктодермой и энтодермой.
Во время гаструляции начинается дифференциация клеток по органогенез :
из эктодермы :
s нервная система;
s компоненты органов зрения, слуха, обоняния;
s кожный эпителий и его производные (молочные, потовые и сальные железы, волосы, перья, ногти, эмаль зубов);
s передний и задний отделы пищеварительной системы (эпителий ротовой полости и прямой кишки);
s наружные жабры;
s щитовидная железа;
из энтодермы:
s эпителий пищеварительной, дыхательной и мочеполовой систем;
s пищеварительные железы (печень, поджелудочная железа);
из мезодермы:
s хрящевой и костный скелет;
s мышечная ткань (поперечнополосатая скелетная и гладкая мускулатура внутренних органов);
s кровеносная система и кровь;
s выделительная система;
s половые железы;
s вся соединительная ткань;
s надпочечники.
У разных видов животных одни и те же зародышевые листки дают начало одним и тем же органам и тканям. Значит, они гомологичны . Гомология – доказательство единства происхождения животного мира.
Постэмбриональный период бывает двух типов:
Прямое постэмбриональное развитие – идет без превращений, когда родившийся организм имеет сходство со взрослой особью и отличается только размерами, недоразвитием ряда органов и пропорций тела (птицы, млекопитающие, пресмыкающиеся, некоторые насекомые, ракообразные и др.) Непрямое постэмбриональное развитие – протекает с метаморфозом, т. е. с превращением во взрослую особь. Личинка приспособлена к активному питанию, передвижению, росту и развитию, но не может размножаться (исключение: аксолотль – личинка земноводного амбистомы – при недостатке гормона щитовидной железы не превращается во взрослую особь, но способна размножаться на этой стадии). Биологический смысл метаморфоза заключается в том, что личинки и взрослые особи питаются разной пищей, адаптированы к разным условиям, что устраняет конкуренцию между ними, способствует выживанию молоди.Постэмбриональный период заканчивается старением и смертью.
Ответы к школьным учебникам
Размножение организмов - это процесс воспроизведения себе подобных, обеспечивающий непрерывность и преемственность жизни. Это свойство характерно только для живых организмов, чем они коренным образом отличаются от объектов неживой природы.
2. В чем сущность бесполого размножения?
В процессе эволюции сначала возникло бесполое размножение, а лишь позднее - половое.
При бесполом размножении новое поколение образуется при участии только одной родительской особи, которая полностью передает ему все свои наследственные качества и особенности. В основе всех форм бесполого размножения лежит митотическое деление клеток.
Этот способ размножения встречается в природе (среди животных - у простейших, кишечнополостных, червей и др., а также у большинства растений) и используется в народном хозяйстве: в микробиологической промышленности при размножении бактерий и дрожжей; в сельском хозяйстве при вегетативном размножении растений и в технологии культуры тканей.
3. Какие виды бесполого размножения вы знаете?
Наиболее простая форма бесполого размножения - деление, когда родительское особь разделяется на две одинаковые части. Так размножаются бактерии, простейшие, многие одноклеточные водоросли.
Другой формой бесполого размножения является почкование. Оно встречается как у одноклеточных (дрожжи), так и у многоклеточных (гидра) организмов. Достаточно широко распространен в природе такой процесс бесполого размножения, как спорообразование (так размножаются грибы, водоросли, мхи, папоротники и некоторые одноклеточные животные).
Встречается и процесс фрагментации, когда из части материнского организма образуется дочерний (нитчатые водоросли, планарии). В основе этого процесса лежит способность организма восстанавливать утраченные части тела.
У растений широко распространено вегетативное размножение, при котором новые особи образуются из частей материнского растения (побега, корня) и наследуют при этом все его признаки. Некоторые растения имеют для этого специальные видоизмененные органы: луковицы, клубнелуковицы, клубни, корневища. Многие из них служат также и запасающими органами, в которых откладываются питательные вещества, позволяющие растению пережить неблагоприятный период - зиму, засуху.
4. Как происходит бесполое размножение у простейших?
Бесполое размножение у простейших осуществляется делением. Этот процесс начинается с ядра. Оно вытягивается, принимает продолговатую форму, затем делится путем митоза. Дочерние ядра отходят друг от друга. В цитоплазме образуется поперечная перетяжка или перегородка, которая, постепенно углубляясь, делит материнскую особь на две дочерние.
5. Что такое почкование?
Почкование - это форма бесполого размножения. Оно встречается как у одноклеточных, так и у многоклеточных организмов. Например, так размножаются одноклеточные грибы, дрожжи. Вначале на материнской клетке образуется небольшой бугорок - почка. Она растет, увеличивается в размерах. Ядро материнской клетки делится. Затем одно из образовавшихся дочерних ядер перемещается в почку. Образуется новая клетка. Она может продолжать жить вместе с материнской или отделиться от нее и перейти к самостоятельному существованию.
6. Какие организмы размножаются почкованием?
Почкованием размножаются как одноклеточные, так и многоклеточные организмы. Так размножаются одноклеточные грибы дрожжи. Многоклеточная гидра использует этот же способ размножения, однако почка у нее образована группой клеток.
7. Встречается ли почкование у растений?
У растений почкование можно наблюдать, например, у каланхоэ. На его листьях есть особые крупные клетки, из которых образуются маленькие растеньица.
8. Что такое спора?
Спора - это особый тип клетки с очень плотными оболочками. Споры могут длительное время находиться в состоянии покоя, В таком виде они способны пережидать холод, жару, высыхание, избыток влаги. Когда же наступают благоприятные условия, они прорастают, делятся, и из них образуются новые особи.
9. Какие организмы размножаются спорами?
Спорами размножаются некоторые одноклеточные животные, грибы и многие растения. У многоклеточных растений, таких как многоклеточные водоросли, мхи, папоротники, а также у высших грибов споры образуются в специальных органах - спорангиях.
10. Какие органы цветкового растения называют вегетативными?
Вегетативными органами называют побег (стебель с листьями и почками) и корень.
11. Какой способ размножения называется вегетативным?
Вегетативным называют такой способ размножения, при котором новые особи образуются из частей материнского растения (побега, корня) и наследуют при этом все его признаки. Некоторые растения имеют для этого специальные видоизмененные побеги: луковицы, клубнелуковицы, клубни, корневища.
