План:
1. Общие понятия о размножении организмов
2. Виды бесполого размножения
3. Половой процесс
Размножение — это свойство живых организмов воспроизводить себе подобных. При размножении происходит передача наследственной информации от родительских форм потомству, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но и конкретныхродительских особей. Следовательно, размножение поддерживает длительное существование вида, сохраняя при этом преемственность между родителями и ихпотомством в ряду многих поколений.
Различают два типа размножения: бесполое и половое.
Бесполое размножение — это размножение организмов без участия половых клеток. В бесполом размножении участвует только одна родительская особь, что в большинстве случаев ведет к появлению однообразного потомства, унаследовавшего все признаки родителя. Существует несколько способов бесполого размножения.
Деление. Прокариотические организмы (бактерии и синезеленые водоросли) размножаются путем простого деления, которому предшествует удвоение единственной кольцевоймолекулы 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 называемаяшизогония. Ядро материнской особи делится несколько раз подряд без деления цитоплазмы,а затем образовавшаяся многоядерная клетка распадается на множество одноядерныхклеток.
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 зерновкепшеницы, 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 30млрд! Потери спор очень велики, лишь ничтожная часть их попадает в благоприятные дляпрорастания условия. Однако те споры, которым «не повезло», могут долго дожидатьсясвоего часа. Так, например, споры головневых грибов сохраняют жизнеспособность в течение25 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 условияхоно, как правило, происходитс помощью специализированных частей тела растения. Луковица тюльпана, клубнелуковицагладиолуса, растущий горизонтально подземный стебель (корневище) ириса, ползучий,стелющийся по поверхности почвы стебель ежевики, усы земляники, клубни картофеля икорневые 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 деньспособны погубить цветки или незрелые плоды тундровых растений. Вегетативноеразмножение позволяет им не зависеть от подобных неожиданностей. Некоторые камнеломкиспособны образовывать выводковые почки, которые распространяются подобно семенам,мятлики образуют на месте цветков маленькие дочерние растеньица, способные опадать иукореняться, а сердечник луговой размножается исключительно видоизмененными долькамилистьев.
В природе при вегетативном размножении новые особи могут формироваться из:
- к о р н е й, на которых образуются придаточные почки (корневая поросль вишни, шиповника, сирени),
- п о б е г о в (стеблевые отводки смородины, крыжовника) или их частей (например, из черенков ивы ломкой, листьев каланхоэ).
- к л у б н ей (картофель, топинамбур),
- л у к о в и ц (лук, чеснок, тюльпан, нарцисс),
- к о р н е в и щ (пырей, ландыш, крапива),
- у с о в (земляника, лютик ползучий).
У некоторых растений (осины, ивы, сливы, вишни, малины и др.) вегетативное размножение может даже преобладать над половым. Примером растения, активно размножающегося вегетативно, является элодея канадская — двудомное растение, обитающее в пресных водоемах.
В Европу из Северной Америки были занесены только женские особи этого растения. Несмотря на это, элодея стала очень быстро размножаться вегетативным способом, год за годом осваиваяновые водоемы.
В практике растениеводства широко используется искусственное вегетативное размножение растений. Так, многие культурные растения можно размножать
- стеблевыми (смородина, виноград) и листовыми (узамбарская фиалка, бегония) черенками,
- отводками (крыжовник) и другими способами.
В садоводствераспространено вегетативное размножение с помощью п р и в и в к и. Этот способ позволяет быстро размножить ценные растения и обеспечивает их ускоренное развитие при полном сохранении сортовых качеств. Прививаемое культурноерастение (п р и в о й) может получить такие ценные свойства подвоя (растения,на которое делают прививку), как морозоустойчивость, устойчивость к болезням,нетребовательность к плодородию почвы и др.
Бесполое размножение делением клетки, почкованием, фрагментацией и вегетативными органами осуществляется за счет соматических клеток.
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. Такимспособом 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 какчасть материнского организма, а затем или отделяется от него и переходит ксамостоятельному существованию (пресноводный полип гидра), или, продолжая расти,образует собственные почки, формируя колонию (коралловые полипы). Встречаетсяпочкование и у одноклеточных – дрожжевых грибов.
Бактерии и многие одноклеточные протисты (амебы, эвглены, инфузории и др.) размножаются делением клетки. Образовавшиеся дочерние клетки растут,достигая величины материнского организма, и снова делятся.
При почковании новый организм образуется на теле родительской особи в виде небольшого выроста — почки, которая растет, а затем отделяется, превращаясь в самостоятельный организм. Почкование характерно для губок, кишечнополостных, некоторых червей. Если при этом дочерние особи неотделяются от материнской (например, у кораллов), то формируется колония.
Размножение организмов путем фрагментации основано на р е г е н е р а ц и и — способности восстанавливать утраченные или поврежденные части тела.
Половой процесс.
Половое размножение характеризуется наличием полового процесса, в ходе которого происходит сближение половых клеток (г а м е т) и последующее их слияние (о п л о д о т в о р е н и е). Гаметы у большинства организмов образуются с перекомбинированными родительскими хромосомами(вспомните, как осуществляется мейоз). При слиянии гамет образуется диплоидная зигота, из которой развивается организм, унаследовавший уникальнуюкомбинацию генов и признаков обоих родителей. Таким образом, половое размножение (в отличие от бесполого) приводит к появлению разнообразного потомства. Это повышает возможность организмов приспосабливаться к меняющимся условиям среды, что имеет первостепенное значение в эволюции живойприроды.
Различают два типа полового процесса — конъюгацию и копуляцию. При к о н ъ ю г а ц и и происходит слияние содержимого двух неспециализированных клеток (у некоторых водорослейи грибов) или обмен генетическим материалом между особями (у некоторых бактерийи инфузорий). Причем во втором случае не происходит увеличения количества особей. Однакоза счет обмена и перекомбинации генетического материала обеспечивается повышение наследственной изменчивости организмов.
К о п у л я ц и я (г а м е т о г а м и я) — слияние половых клеток с образованием зиготы. При этом гаплоидные ядра гамет образуют диплоидное ядро зиготы.Строение половых клеток. У большинства видов живых организмов формируется два типа половых клеток, отличающихся по строению и физиологическим свойствам — мужские (подвижные с п е р м а т о з о и д ы или неподвижныес п е р м и и) и женские (я й ц е к л е т к и).
Вопросы для самоконтроля:
1. Какие слова в предложениях пропущены и заменены буквами (а—в)?
Воспроизведение живыми организмами себе подобных называется (а).
Различают два типа размножения: (б) и (в).
2. Каково биологическое значение размножения организмов?
3. Какими способами может осуществляться бесполое размножение у бактерий, протистов, грибов, растений и животных? Какие формы бесполого размножения основаны на явлении регенерации?
4. Какие способы вегетативного размножения широко используются в сельском хозяйстве? Почему? Приведите примеры.
5. В чем заключаются особенности бесполого размножения растений и животных?
6. При размножении растений одревесневшими черенками рекомендуют делать надрез в нижней части черенка для более быстрого укоренения. Как вы думаете, до какого слоя тканей нужно углубиться? Какой вид корней образуется на черенках?
7. У хвощей наружная оболочка каждой споры образует две ленты, которые в сухом воздухе раскручиваются и объединяют споры друг с другом. Благодаря этому споры хвощей распространяются группами. У других растений, например у папоротника щитовника, споры разлетаются поодиночке. С чем связано наличие лент у спор хвощей и почему споры щитовника не имеют таких приспособлений?
Домашнее задние: Константинов В.М. «Общая биология» стр. 44-46