Размножение: половое и бесполое. Формы размножения организмов

Вопрос 1. Докажите, что размножение - одно из важнейших свойств живой природы.
Способность к размножению или самовоспроизведению является одним из обязательных и важнейших свойств живых организмов. Размножение поддерживает длительное существование вида, обеспечивает преемственность между родителями и их потомками в ряду многих поколений. Оно приводит к увеличению численности особей вида и способствует его расселению.

Вопрос 3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?
Различают два типа размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение - это тип размножения, происходящий без образования гамет. Для его осуществления необходим только один организм. В результате бесполого размножения новая особь развивается из одной или группы соматических клеток материнского организма. В основе бесполого размножения лежит митоз. При бесполом размножении дочерний организм на генетическом уровне
Бесполое – за счет митотического деления, у растений редко за счет мейотического деления.
Половое - за счет мейотического деления.

Вопрос 4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.

Бесполое размножение у одноклеточных.

Бесполое размножение у многоклеточных организмов.

1. Вегетативное – основано на способности организмов восстанавливать (регенерировать) недостающие части. У растений наблюдается разнообразие этой формы размножения: оно происходит путем образованием новых почек на стеблях, корнях, листьях, из которых вырастают новые растения. Они могут существовать самостоятельно, без связи с материнским организмом. Например, у многоклеточных водорослей, грибов, лишайников размножение осуществляется обрывками нитей, гиф, обломками слоевищ. Покрытосеменные могут размножаться: частями стебля (кактусы, элодея), листом (фиалка, бегония, лилия), корнями (малина, крыжовник, одуванчик), видоизмененными побегами: клубнями (картофель), луковицами (лук, чеснок, тюльпан, нарцисс), корневищами (пырей, хвощ, иван-чай), усами (земляника) и т.д. У животных в силу высокой специализации клеток организма вегетативное размножение встречается реже. Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, в каждой из них восстанавливаются недостающие органы и, таким образом возникает сразу несколько особей. У кишечнополостных – полипы начинают быстро расти, формируются поперечные перетяжки, в результате которых образуются дочерние особи, и такой способ называется стробиляция. В этот момент полип напоминает стопку тарелок. Образовавшиеся особи – медузы отрываются и начинают самостоятельную жизнь. У некоторых видов млекопитающих (броненосец) и насекомых (осы-наездники) встречается вегетативное размножение зародышей, когда на ранних стадиях эмбрионального развития делящийся зародышевый диск дает начало нескольким особям (от 4 до 8). Подобное можно наблюдать у человека, когда разделяются бластомеры из которых будут развиваться монозиготные близнецы, (такое увеличение количества особей, называется полиэмбриония.)
2. Почкование характерно для кишечнополостных (гидра). В почку (выпячивание) входят клетки экто- и энтодермы. Почка увеличивается, на ней формируются щупальцы и эта почка отделяется от материнской особи.
3. Размножение фрагментами - (фрагментация ) происходит при разделении особи на две или большее число частей, каждая из которых растет и образует новую особь. С фрагментацией связана регенерация, т.е. способность восстанавливать целостный организм. Фрагментация описана для плоских червей, немертин и морских звезд.
4. Спорообразование встречается у грибов, водорослей, мхов, плаунов, хвощей и папоротников. Споры образуются путем мейоза в обычных вегетативных клетках материнского организма или специальных органах – спорангиях и представляют собой микроскопические одноклеточные образования.
При любой форме бесполого размножения – частями тела или спорами – наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия: все особи являются точной копией материнского организма. Совокупность особей, произошедших от одного предка путем бесполого размножения называют - клонами (греч. clon – ветвь, отпрыск).

Вопрос 5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении?
При бесполом размножении происходит точное копирование генетического материала материнской особи, и дочерние организмы идентичны материнскому. Появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении невозможно. Разработанным в лаборатории способом бесполого размножения является клонирование.
Клонирование дает возможность работать с отдельными клетками или небольшими зародышами. Например, при разведении крупного рогатого скота зародыш теленка на стадии недифференцированных клеток разделяют на фрагменты и помещают их в суррогатных матерей. В результате развиваются несколько идентичных телят с необходимыми признаками и свойствами.
При необходимости можно использовать и клонирование растений. В этом случае селекция про-исходит в клеточной культуре (на искусственно культивируемых изолированных клетках). И лишь затем из клеток, обладающих необходимыми свойствами, выращивают полноценные растения.
Наиболее известный пример клонирования - пересадка ядра соматической клетки в развивающуюся яйцеклетку. Эта технология в будущем позволит создать генетического двойника любого организма (или, что более актуально, его тканей и органов).

Вопрос 6. Чем половое размножение отличается от бесполого? Сформулируйте определение полового размножения.
В половом размножении участвуют специализированные половые клетки, несущие гаплоидный набор хромосом. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух гамет разных организмов. Поэтому, в отличие от бесполого размножения, при половом размножении дочерняя особь получает наследственную информацию от обоих родителей (50% от матери и 50% от отца) и обладает собственной комбинацией генетического материала. У многих видов, для которых характерно половое размножение, существуют мужские и женские особи, формирующие разные по размеру и свойствам гаметы: крупные неподвижные яйцеклетки и мелкие подвижные сперматозоиды. Такие виды называют раздельнополыми.
В целом можно сказать, что половое размножение - это процесс образования диплоидного дочернего организма, который происходит при участии половых клеток, несущих гаплоидный набор хромосом.

Вопрос 7. Подумайте, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения.
Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. В результате повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды. Половой процесс заключается в слиянии двух клеток – гамет. Формированию гамет предшествует особая форма деления – мейоз, который приводит к уменьшению количества хромосом вдвое.

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

Характерные особенности

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.

Вопрос 1. Докажите, что размножение — одно из важнейших свойств живой природы.

Каждый организм на Земле смертен, и для того, чтобы численность вида не уменьшалась, необходимо постоянно восполнять потерю от-дельных особей. Для этого существует размно-жение — процесс воспроизведения себе подоб-ных. Оно обеспечивает непрерывность и пре-емственность поколений, точное копирование и передачу генетической информации от роди-телей потомству. В итоге размножение способ-ствует существованию вида на протяжении очень длительного времени, несмотря на огра-ниченный срок жизни отдельных организмов.

Вопрос 2. Какие основные типы размножения вам известны?

Существует два основных типа размноже-ния: бесполое и половое. Бесполое размно-жение происходит без участия специализиро-ванных половых клеток. Оно характерно для многих одноклеточных организмов, но встре-чается также у многоклеточных (например, у растений). Половое размножение — про-цесс, происходящий с участием специализиро-ванных половых клеток (гамет). Этот тип размножения характерен в большей степени для многоклеточных организмов, но наблюда-ется и у одноклеточных (например, у некото-рых видов одноклеточных водорослей).

Вопрос 3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?

Бесполое размножение — это тип раз-множения, происходящий без образования га-мет. Для его осуществления необходим только один организм. В результате бесполого раз-множения новая особь развивается из одной или группы соматических клеток материнско-го организма. В основе бесполого размноже-ния лежит митоз. При бесполом размножении дочерний организм на генетическом уровне является точной копией материнского.

Вопрос 4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.

Существует несколько способов бесполого размножения.

Деление одноклеточных (разделение ма-теринской клетки на две и более дочерних). Таким способом размножаются прокариоты, одноклеточные зеленые водоросли, амебы, ин-фузории, жгутиковые. У некоторых простей-ших (фораминифер, споровиков) существует особый способ множественного деления — ши-зогония. При шизогонии ядро материнской особи делится путем быстро следующих друг за другом делений на несколько ядер. В даль-нейшем многоядерная особь распадается на со-ответствующее число одноядерных клеток.

Спорообразование. Характерно для гри-бов и многих растений. При этом формируют-ся специализированные клетки — споры. Спо-ры могут развиваться в особых органах (спо-рангии мхов и папоротников) или открыто (например, на нижней поверхности шляпки пластинчатых грибов).

Вегетативное размножение. Новый ор-ганизм развивается из группы родительских клеток. У растений вегетативное размножение обычно осуществляется с помощью специали-зированных частей тела: луковиц (тюльпан), клубней (картофель), усов (земляника) и др. У животных существуют два пути вегетативно-го размножения: почкование, когда материн-ская особь образует группу клеток, из которой развивается новый организм (гидра), и фраг-ментация. В последнем случае происходит разделение тела животного на части, каждая из которых дает начало новой особи (плоские и кольчатые черви, кишечнополостные).

Вопрос 5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении?

При бесполом размножении происходит точное копирование генетического материала материнской особи, и дочерние организмы идентичны материнскому. Появление генети-чески разнородного потомства при бесполом размножении невозможно. Разработанным в лаборатории способом бесполого размноже-ния является клонирование (см. также ответ на вопрос 6 к 3.19).

Вопрос 6. Чем половое размножение отличает-ся от бесполого? Сформулируйте определение по-лового размножения. Материал с сайта

В половом размножении участвуют специ-ализированные половые клетки, несущие гап-лоидный набор хромосом. В большинстве слу-чаев новое поколение возникает в результате слияния двух гамет разных организмов. По-этому, в отличие от бесполого размножения, при половом размножении дочерняя особь по-лучает наследственную информацию от обоих родителей (50% от матери и 50% от отца) и об-ладает собственной комбинацией генетическо-го материала. У многих видов, для которых характерно половое размножение, существуют мужские и женские особи, формирующие раз-ные по размеру и свойствам гаметы: крупные неподвижные яйцеклетки и мелкие подвиж-ные сперматозоиды. Такие виды называют раздельнополыми.

В целом можно сказать, что половое раз-множение — это процесс образования дипло-идного дочернего организма, который проис-ходит при участии половых клеток, несущих гаплоидный набор хромосом.

Вопрос 7. Подумайте, какое значение для эво-люции жизни на Земле имело появление полового размножения.

При половом размножении у потомства об-разуются новые комбинации генетического материала. Тем самым формируется наследст-венная изменчивость и создаются предпосыл-ки для лучшего естественного отбора в услови-ях изменяющейся окружающей среды. Сле-довательно, половое размножение ускоряет эволюцию живых существ. По сравнению с ним бесполое размножение при изменении внешних условиях далеко не всегда способно обеспечить выживание организмов.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском

На этой странице материал по темам:

  • открытые вопросы по тебе бесполое размножение
  • бесполое и половое размножение значение для отбора
  • примеры полового и бесполового размножения
  • какое значение для эволюции жизни на земле имело появление полового
  • отличие бесполого размножения от полового

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).

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

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

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

Половое размножение 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»

Вопрос 1. Докажите, что размножение — одно из важнейших свойств живой природы.

Каждый организм на Земле смертен, и для того, чтобы численность вида не уменьшалась, необходимо постоянно восполнять потерю от­дельных особей. Для этого существует размно­жение — процесс воспроизведения себе подоб­ных. Оно обеспечивает непрерывность и пре­емственность поколений, точное копирование и передачу генетической информации от роди­телей потомству. В итоге размножение способ­ствует существованию вида на протяжении очень длительного времени, несмотря на огра­ниченный срок жизни отдельных организмов.

Вопрос 2. Какие основные типы размножения вам известны?

Существует два основных типа размноже­ния: бесполое и половое. Бесполое размно­жение происходит без участия специализиро­ванных половых клеток. Оно характерно для многих одноклеточных организмов, но встре­чается также у многоклеточных (например, у растений). Половое размножение — про­цесс, происходящий с участием специализиро­ванных половых клеток (гамет). Этот тип размножения характерен в большей степени для многоклеточных организмов, но наблюда­ется и у одноклеточных (например, у некото­рых видов одноклеточных водорослей).

Вопрос 3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?

Бесполое размножение — это тип раз­множения, происходящий без образования га­мет. Для его осуществления необходим только один организм. В результате бесполого раз­множения новая особь развивается из одной или группы соматических клеток материнско­го организма. В основе бесполого размноже­ния лежит митоз. При бесполом размножении дочерний организм на генетическом уровне является точной копией материнского.

Вопрос 4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.

Существует несколько способов бесполого размножения.

Деление одноклеточных (разделение ма­теринской клетки на две и более дочерних). Таким способом размножаются прокариоты, одноклеточные зеленые водоросли, амебы, ин­фузории, жгутиковые. У некоторых простей­ших (фораминифер, споровиков) существует особый способ множественного деления — ши­зогония. При шизогонии ядро материнской особи делится путем быстро следующих друг за другом делений на несколько ядер. В даль­нейшем многоядерная особь распадается на со­ответствующее число одноядерных клеток.

Спорообразование. Характерно для гри­бов и многих растений. При этом формируют­ся специализированные клетки — споры. Спо­ры могут развиваться в особых органах (спо­рангии мхов и папоротников) или открыто (например, на нижней поверхности шляпки пластинчатых грибов).

Вегетативное размножение. Новый ор­ганизм развивается из группы родительских клеток. У растений вегетативное размножение обычно осуществляется с помощью специали­зированных частей тела: луковиц (тюльпан), клубней (картофель), усов (земляника) и др. У животных существуют два пути вегетативно­го размножения: почкование, когда материн­ская особь образует группу клеток, из которой развивается новый организм (гидра), и фраг­ментация. В последнем случае происходит разделение тела животного на части, каждая из которых дает начало новой особи (плоские и кольчатые черви, кишечнополостные).

Вопрос 5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении?

При бесполом размножении происходит точное копирование генетического материала материнской особи, и дочерние организмы идентичны материнскому. Появление генети­чески разнородного потомства при бесполом размножении невозможно. Разработанным в лаборатории способом бесполого размноже­ния является клонирование (см. также ответ на вопрос 6 к 3.19).

Вопрос 6. Чем половое размножение отличает­ся от бесполого? Сформулируйте определение по­лового размножения.

В половом размножении участвуют специ­ализированные половые клетки, несущие гап­лоидный набор хромосом. В большинстве слу­чаев новое поколение возникает в результате слияния двух гамет разных организмов. По­этому, в отличие от бесполого размножения, при половом размножении дочерняя особь по­лучает наследственную информацию от обоих родителей (50% от матери и 50% от отца) и об­ладает собственной комбинацией генетическо­го материала. У многих видов, для которых характерно половое размножение, существуют мужские и женские особи, формирующие раз­ные по размеру и свойствам гаметы: крупные неподвижные яйцеклетки и мелкие подвиж­ные сперматозоиды. Такие виды называют раздельнополыми.

В целом можно сказать, что половое раз­множение — это процесс образования дипло­идного дочернего организма, который проис­ходит при участии половых клеток, несущих гаплоидный набор хромосом.

Вопрос 7. Подумайте, какое значение для эво­люции жизни на Земле имело появление полового размножения.