Половое размножение спорами. Бесполое и половое размножение. Формы бесполого размножения, определение, сущность, биологическое значение. Биологический смысл полового размножения

Размножение - способ воспроизводства поколений, присущий всем живым организмам вне зависимости от сложности организации. Существует половое и бесполое размножение организмов. Эти два процесса существенно отличаются друг от друга.

Бесполое

Размножение считается бесполым, если в образовании нового организма не участвуют гаметы - половые клетки. Образовавшаяся особь практически неотличима от родительского организма.
Выделяют несколько способов бесполого размножения:

• деление - образование из организма родителя несколько дочерних особей, характерно одноклеточным организмам;
• спорообразование или споруляция - размножение специальными клетками (спорами), свойственно грибам и растениям;
• фрагментация или стробиляция - образование потомков из частей или сегментов родительской особи, характерно водорослям, многоклеточным животным (кишечнополостные, черви);
• почкование - появление новой особи из выроста родительского организма, характерно некоторым видам грибов, мхов, а также кишечнополостным, губкам, червям;
• вегетативное размножение - воспроизводство с помощью вегетативных органов (корней, листьев, стеблей, видоизменённых побегов), свойственно растениям.

Рис. 1. Стробиляция у медуз на стадии полипа.

Половое

При половом размножении генетическим материалом обменивается две особи, а образование нового организма происходит при слиянии гамет. В таблице приведены виды полового размножения.

Рис. 2. Сравнение половых клеток при изогамии, анизогамии, оогамии.

Половое и бесполое размножение растений характерно для многих представителей отдела покрытосеменные, а также для водорослей. Цветковые растения могут размножаться вегетативными органами и семенами. Например, новый куст малины может вырасти из семечка и из черенка родительской особи. Хламидомонада при благоприятных условиях делится, при неблагоприятных - образует гаметы.

Рис. 3. Способы размножения хламидомонады.

Сравнение

Главное отличие бесполого и полового размножения - клетки. Для получения новой особи половым путём нужны гаметы, бесполым - соматические клетки.

Сравнение полового и бесполого размножения приведено в таблице.

Значение

Помимо биологического значения (воспроизводство особей) размножение имеет эволюционное значение, связанное с генотипом и изменчивостью. Наследственные признаки передаются от поколения к поколению. При этом в ходе онтогенеза - индивидуального развития - каждая особь, вне зависимости от способа размножения, приобретает персональные черты, не свойственные родителям.

ТОП-2 статьи которые читают вместе с этой

Изменчивость - главное условие естественного отбора, в результате которого появляются новые, более приспособленные к условиям окружающей среды виды.

Половое размножение имеет преимущество перед бесполым в виде рекомбинации. Это процесс перераспределения родительских генов, происходящий при мейозе. В результате потомки получают новое сочетание генов. Рекомбинация - основа изменчивости и способ выживаемости вида. Редко происходит в соматических клетках, т.е. при бесполом размножении.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях, способах и значении бесполого и полового размножения. В ходе бесполого размножения происходит точное воспроизводство родительской особи. В половом размножении участвуют две особи, обеспечивающие потомство новыми комбинациями генов, которые помогают приспосабливаться к изменчивым условиям.

Тест по теме

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.7 . Всего получено оценок: 254.

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 жи-1 вой 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 cпoсобность 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 нe 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.fНовая 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.

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) 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 специализированныхчастей 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 - в полярных, высокогорных и степных районах. Неожиданные заморозки в летний день способны погубить цветки или незрелые плоды тундровых растений. Вегетативное размножение позволяет им не зависеть от подобных неожиданностей. Некоторые камнеломки и горец живородящий способны образовывать выводковые почки, которые распространяются подобно семенам, мятлики образуют в соцветиях на месте цветков маленькие дочерние растеньица, способные опадать и укореняться, а сердечник луговой размножается исключительно видоизмененными дольками перисторассеченных 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 организмов - дрожжевых грибов и некоторых инфузорий.

■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 у животных и образуются в результате особого процесса - мейоза (§ 3.6). 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 относятся большинство покрытосеменных растений, многие кишечнополостные, плоские черви и многие кольчатые (малощетинковые и пиявки), некоторые ракообразные и моллюски и даже отдельные виды рыб и пресмыкающихся. Гермафродитизм подразумевает возмож-ность 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.

У большинства видов покрытосеменных растений в цветке находятся и тычинки, в пыльце которых образуются мужские половые клетки - спермии, 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. Такие растения называют двудольными. У некоторых растений, например у дуба, березы, лещины, и мужские, и женские цветки развиваются на одной особи (однодомные растения).

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.

■ 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 самоконтроля

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.

Введение

Способность размножаться, т. е. производить новое поколение особей того же вида, - одна из основных особенностей живых организмов. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родительского поколения следующему поколению, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но конкретных родительских особей. Для вида смысл размножения состоит в замещении тех его представителей, которые гибнут, что обеспечивает непрерывность существования вида; кроме того, при подходящих условиях размножение позволяет увеличить общую численность вида.

Каждая новая особь, прежде чем достигнуть стадии, на которой она будет способна к размножению, должна пройти ряд стадий роста и развития. Некоторые особи погибают, не достигнув репродуктивной стадии (или половозрелости) в результате уничтожения хищниками, болезней и разного рода случайных событий; поэтому вид может сохраниться лишь при условии, что каждое поколение будет производить больше потомков, чем было родительских особей, принимавших участие в размножении. Численность популяций колеблется в зависимости от баланса между размножением и вымиранием особей. Существует ряд различных стратегий размножения, каждая из которых имеет определенные преимущества и недостатки; все они будут описаны в этом реферате.

А цель моей работы: рассмотреть некоторые виды размножения.

Бесполое и половое размножение

Существуют два основных типа размножения - бесполое и половое . Бесполое размножение происходит без образования гамет, и в нем участвует лишь один организм. При бесполом размножении обычно образуются идентичные потомки, а единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации.

Генетическая изменчивость выгодна виду, так как она поставляет «сырье» для естественного отбора, а значит, и для эволюции. Потомки, оказавшиеся наиболее приспособленными к среде, будут обладать преимуществом в конкуренции с другими представителями того же вида и будут иметь больше шансов выжить и передать свои гены следующему поколению. Благодаря этому виды способны изменяться, т. е. возможен процесс видообразования. Повышение изменчивости может быть достигнуто путем смешения генов двух разных особей - процесса, называемого генетической рекомбинацией и составляющего важную особенность полового размножения; в примитивной форме генетическая рекомбинация встречается уже у некоторых бактерий.

Бесполое размножение

При бесполом размножении потомки происходят от одного организма, без слияния гамет. Мейоз в процессе бесполого размножения не участвует (если не говорить о растительных организмах с чередованием поколений), и потомки идентичны родительской особи. Идентичное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном. Члены одного клона могут быть генетически различными только в случае возникновения случайной мутации. Высшие животные не способны к бесполому размножению, однако в последнее время было сделано несколько успешных попыток клонировать некоторые виды искусственным образом; мы их рассмотрим в дальнейшем.

Размножение — свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. Существуют два основных способа размножения — бесполое и половое.

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, споро-образование, вегетативное 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.

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).

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 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.

Перейти к лекции №13 «Способы деления эукариотических клеток: митоз, мейоз, амитоз»

Перейти к лекции №15 «Половое размножение у покрытосеменных растений»

Одной из основных способностей всех живых организмов является размножение. Существует два основных варианта образования новых особей. Специалисты выделяют и бесполое.

Способы самовоспроизведения

Каждый живой организм может создавать себе подобных особей. Многие растения и низшие животные используют бесполый способ самовоспроизведения. Для получения потомства достаточно одной родительской особи, которая способна формировать дочерние организмы.

Но этой информации недостаточно для того, чтобы понять, чем половое размножение отличается от бесполого. Эти формы воспроизведения потомства принципиально разные. Так, половое размножение возможно лишь при участии двух родительских особей. Половой способ характеризуется тем, что образуются гаметы. Это специальные репродуктивные клетки с гаплоидным набором хромосом.

Основные отличия

Половой способ считают более прогрессивным по сравнению с бесполым. Он используется подавляющим большинством живых существ для получения потомства. Понять, чем половое размножение отличается от бесполого, можно, если знать следующее.

При первой форме воспроизведения необходимо участие двух родительских особей. В каждой из них вырабатываются специальные половые клетки - гаметы. В процессе размножения они сливаются и образуют зиготу. Именно из нее образуется новый организм.

В процессе гаметы не нужны. Новая особь образуется из соматических клеток. Она является точной копией родительского организма. Этот способ размножения дает возможность быстро получать потомство.

Особенности бесполого размножения

Самовоспроизведение новых организмов из имеет свои преимущества. Зная их, легко объяснить, чем отличается половое размножение от бесполого. Оно дает возможность создавать большое число особей в короткие сроки. При этом полученное потомство ничем не отличается от родительской особи. Дочерние организмы являются точными копиями.

Такой способ размножения выгоден тем организмам, которые обитают в неизменяющихся условиях. Генетическая изменчивость при бесполом размножении может возникнуть лишь в результате генетических мутаций. В процессе такого самовоспроизведения клетки делятся, как правило, путем митоза.

Высшие животные не могут воспроизводить себе подобных бесполым способом. Исключение составляет лишь клонирование их искусственным способом.

Виды бесполого воспроизведения

Существует несколько вариантов создания организмами себе подобных без участия специализированных половых клеток. Выясняя, чем половое размножение отличается от бесполого, не стоит забывать, что последний способ воспроизведения потомства разделяется на несколько видов.

Отдельно выделяют деление, спорообразование, вегетативное размножение, в том числе почкование, и фрагментацию. При каждом из этих методов новая особь формируется из одной или группы соматических клеток. Делением размножаются простейшие: амеба, парамеция. Также этот способ используют определенные бактерии.

Спорообразованием размножаются все группы зеленых растений, грибов, некоторые бактерии и простейшие. Споры образуются в специальных структурах - спорогониях.

Выясняя отличия полового и бесполого размножения, не стоит забывать, что эти способы существенно различаются. Ведь при самовоспроизведении без участия гамет начинают делиться соматические клетки. Например, возможно с помощью черенков, усов, корней, корневищ, клубней, луковиц, клубнелуковиц.

Особенности полового размножения

Для получения потомства данным методом нужны две особи одного вида, которые вырабатывают специальные половые клетки. Появление потомства возможно при их слиянии и образовании зигот. Именно об этом стоит вспомнить, рассказывая, чем отличается половое размножение от бесполого.

Гаметы содержат в себе гаплоидный (одинарный) набор хромосом. Эти клетки образуются в процессе мейоза. Именно с их помощью передается генетическая информация от обоих родителей дочерним организмам. Процесс слияния гамет называется оплодотворением. В результате гаплоидные ядра объединяются и образуется зигота с Именно на этом основана внутривидовая изменчивость организмов.

Выясняя особенности бесполого и полового размножения, нельзя забывать о том, что гаметы бывают двух видов. Их производят мужские и женские особи. Но в природе существуют такие виды организмов, которые могут вырабатывать одновременно два вида половых клеток. Их называют гермафродитами. Так размножаться могут мелкие ракообразные, улитки, некоторые рыбы.

Возможные исключения

Разобраться, чем половое размножение отличается от бесполого, можно, если знать, что для первого способа характерно формирование специальных гамет, а при втором делиться начинают соматические клетки родительского организма.

Важно, что для бесполого воспроизведения достаточно одной особи, а для полового надо две. Правда, не стоит забывать об исключениях. К ним относят гермафродитизм и партеногенез. Хотя при первой указанной форме размножения часто участвуют гаметы от разных особей, а в организме происходят процессы, мешающие самооплодотворению.

Также одной из разновидностей полового размножения является партеногенез. При этом способе женские половые клетки способны развиваться в новую особь без участия мужских гамет. Производить потомство таким образом могут как некоторые животные, так и растения.

В зависимости от количества хромосом в женских половых клетках, выделяют диплоидный и гаплоидный партеногенез. Этот механизм размножения позволяет регулировать количество потомков и их типы. Например, матка пчел может откладывать яйца, из которых выйдут самки (матки, рабочие особи) либо самцы (трутни). Размножение - половое и бесполое - в классических вариантах не обладает такими возможностями.