В чем заключается биологическое значение бесполого размножения у растений? Половое размножение и его биологический смысл Значение полового размножения в жизни организмов.

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.

Формы полового размножения у одноклеточных и многоклеточных организмов (конъюгация,

копуляция).

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.

У эукариот половой процесс связан с образованием половых клеток — ГАМЕТ . Мужскими гаметами являются сперматозоиды, женскими — яйцеклетки. Новый организм возникает в результате оплодотворения, СЛИЯНИЯ ЯДЕР ЯЙЦЕКЛЕТКИ И СПЕРМАТОЗОИДА . Образуется ЗИГОТА .

Очевидно, что гаметы должны иметь в два раза меньшее число хромосом, чем соматические клетки, так как в противном случае число хромосом в каждом последующем поколении должно было бы удваиваться. Этого не происходит благодаря особому типу клеточного деления МЕЙОЗУ .

Биологическое значение полового размножения.

При половом размножении в популяции создается более высокая генетическая изменчивость. В результате целого ряда процессов, гены, носителями которых изначально были родители, оказываются в новой комбинации в потомках. Именно благодаря рекомбинации внутри помета обнаруживаются многочисленные генетические различия, что повышает адаптационный потенциал популяции и вида в целом.

ВСПОМНИТЕ

Вопрос 1. Каково значение размножения?

При размножении происходит передача наследственной информации от родительских форм потомству, что обеспечивает воспроизведение признаков не только данного вида, но и конкретных родительских особей. Следовательно, размножение поддерживает длительное существование вида, сохраняя при этом преемственность между родителями и их потомством в ряду многих поколений.

Вопрос 2. Какие функции выполняет клеточное ядро?

Ядро хранит наследственную информацию и передает ее дочерним клеткам при делении. На молекулах ДНК в процессе транскрипции (переписывания информации) синтезируются молекулы иРНК, которые переносят информацию о структуре белков из ядра в места их синтеза в внеядерной цитоплазме. В ядре результате мутаций может меняться наследственная информация, что приводит наследственную изменчивость.

В ядрах с участием ядрышек формируются рибосомы, которые затем поступают в цитоплазму и участвуют в биосинтезе белков. Таким образом, благодаря реализации наследственной информации, закодированной в виде последовательности

Вопрос 1. Как происходит половое размножение у цветковых растений?

У цветковых растений половые клетки образуются в цветке: мужские - в тычинках, а женские - в пестиках (рис. 85). Внутри пыльника тычинки созревают пыльцевые зёрна (пыльца). На кончике пестика имеется липкое рыльце, улавливающее пыльцу.

В пестике располагается завязь, содержащая один или несколько семязачатков. В пыльцевых зёрнах созревают мужские половые клетки, а внутри семязачатка - женская половая клетка.

Чтобы в цветке завязался плод и образовались семена, должно произойти опыление, то есть пыльца должна попасть на рыльце пестика. После того как пыльцевое зерно попало на рыльце пестика, оно прорастает, образуя пыльцевую трубку, которая через столбик пестика достигает семязачатка. По пыльцевой трубке в семязачаток проникают мужские половые клетки, и происходит оплодотворение - слияние двух половых клеток - мужской и женской. В результате оплодотворения образуется одна клетка, её называют зиготой. Затем зигота делится на две клетки, потом на четыре, восемь и т. д. Развивается многоклеточный зародыш семени. Кроме зародыша, зрелое семя содержит запасающую ткань (эндосперм) и семенную кожуру.

Вопрос 2. Каково биологическое значение полового размножения организмов?

При половом размножении родители передают потомству свои гены, следовательно, потомство не будет точной копией родителя. У него появятся новые свойства, что поможет ему выжить в окружающей среде. А при бесполом размножении, потомки - копии родителя. Никакого разнообразия признаков, свойств, ему тяжелее выжить.

Вопрос 3. Чем бесполое размножение отличается от полового?

В отличии от бесполого в половом размножении участвуют две особи, образующие специальные половые клетки - гаметы. Различают мужские и женские гаметы, которые образуются в мужских и женских организмах соответственно. Образование половых клеток происходит в специальных органах, которые называются половыми органами или органами полового размножения. Гаметы несут в себе хромосомы, в которых заключена информация о наследственных признаках.

ПОДУМАЙТЕ!

Почему при половом размножении потомство оказывается разнообразным?

Простая наследственность наблюдается при вегетативном размножении, т. е. когда новая особь формируется из вегетативной части уже существующего индивидуум, споры. Она широко распространена у растений, бактерий, простейших, губок, кишечнополостных и некоторых других животных, склонных к бесполому размножению. Простая наследственность проявляется при размножении, как специализированными клетками (споры), так и своеобразными органами вегетативного размножения (клубни, луковицы, выводковые почки и т. д.). Категория сложной наследственности распространяется на все случаи, когда развитие начинается от яйцеклетки, включая сюда и партеногенез. При вегетативном размножении потомству передаются свойства одной особи, в то время как при половом процессе зигота, из которой разовьется новый индивидуум, несет в себе наследственную информацию от двух организмов. Совершенно очевидно, что в последнем случае закономерности наследования родительских свойств оказываются более сложными и более разнообразными.

Прочитайте текст учебника. Какой ущерб здоровью человека наносят вредные привычки? Найдите дополнительную информацию в Интернете.

Вредные привычки человека – это многократно повторяющийся ряд действий, доходящий до уровня автоматизма. Эти действия отличаются вредоносностью с точки зрения общественного благополучия, окружающих людей или состояния человека, оказавшегося в ловушке данной привычки.

Наиболее яркими характеристиками вредных привычек являются нецелесообразность, вредность и автоматизм действий, которые человек выполняет в результате слабоволия.

Влияние вредных привычек на здоровье человека довольно пагубное. Разумеется, не всех. Существуют хорошие привычки (чистить зубы, умываться каждое утро, здороваться со всеми, делать зарядку и т.д.).

«Вредность» плохих привычек заключается в том, что в конце концов они непременно подчинят всю деятельность «заболевшего». Ведь вредным повадкам характерно привыкание, от которого сложно избавиться.

Алкоголь;

Наркотики;

Токсические вещества;

Лень и пассивность;

Привычка грызть ручку, ногти, облизывать пальцы;

Привычка есть перед телевизором;

Постоянные опоздания;

Любовь к сладостям;

Перекладывание всех важных дел на последний момент или «на завтра»;

Привычка оставлять после себя беспорядок;

Неправильно питание;

Несоблюдение режима дня.

Как видите, список получился внушительный. Считаете, что многое из перечня нельзя назвать вредными привычками? Тогда представьте ситуацию: вы пошли с девушкой в ресторан, вкусно поужинали устрицами и тут спутница начала облизывать пальцы. Приятно? А если она это делает всегда и везде – после мороженого в парке, после яичницы на завтрак, после попкорна в кинотеатре?

Но самые страшные последствия, разумеется, имеют привычки употреблять алкоголь, никотин, наркотики, ведь они могут перерасти в зависимость. Итак, к чему могут привести эти «вредители»?

Вред курения для человеческого здоровья заключается в следующих действиях:

Из организма «вытягивается» кальций, портятся и желтеют зубы, разрушается структура ногтей и волос, кожа лица сереет;

Сосуды теряют свою эластичность и становятся слабыми и хрупкими, ухудшается подача кислорода в мозг и во все клетки, появляются симптомы гипертонии;

Ухудшается функционирование пищеварительной системы, формируется язва;

Повышается риск появления сердечных заболеваний, бронхо-легочных путей, онкозаболеваний и т.д.

Алкоголь может привести к следующим проблемам:

Слабеет сопротивляемость организма к разнообразным заболеваниям;

Ухудшается работа печени и она постепенно разрушается;

Повышается уровень сахара в крови;

Ухудшается работа пищеварительной и нервной системы;

Увеличивается смертность в результате отравления сивушными маслами, самоубийства, несчастного случая;

Постепенно теряется память, человек деградирует.

Наркомания – злейший враг современного общества. Ее влияние можно долго описывать, но давайте отметим самые серьезные угрозы:

Значительно укорачивается жизнь;

Увеличивается смертность в результате отравления наркотиками, самоубийства, несчастного случая;

Проявляются соматические и невралгические осложнения;

Личность грубо деградирует;

Организм быстро стареет;

Проявляется криминогенное поведение;

Повышается риск заражения неизлечимыми болезнями, такими как ВИЧ.

Как уже говорилось выше, вредные привычки трудно поддаются лечению и исправлению. Поэтому чтобы они не проявились, необходимо подумать о профилактических мерах.

Разумеется, взрослого человека труднее переубедить, научить и поменять его поведение, а вот разум подростка хорошо реагирует на правильную подачу информации о всей опасности употребления наркотиков, алкоголя, курения и прочих привычек.

Эффективными средствами являются показ фильмов, видеоматериалов, наглядных пособий (например, легких курильщика, печени алкоголика или язв на теле наркомана), тематические беседы с участием врачей, психологов, юристов и прочих специалистов.

Половое размножение

У эукариот половой процесс связан с образованием половых клеток - ГАМЕТ . Мужскими гаметами являются сперматозоиды, женскими - яйцеклетки. Новый организм возникает в результате оплодотворения, СЛИЯНИЯ ЯДЕР ЯЙЦЕКЛЕТКИ И СПЕРМАТОЗОИДА . Образуется ЗИГОТА .

Биологическое значение полового размножения:

1. увеличение числа особей (самовоспроизведение) ; особи при этом имеют перекомбинированные наследственные свойства и признаки двух родителей и поэтому чрезвычайно разнообразны

2. обеспечение биологического разнообразия, наследственной изменчивости особей одного вида, что даёт материал для естественного отбора, прогрессивной эволюции, адаптациогенеза)

· Складывается из четырёх основных процессов:

1. гаметогенез – образование половых клеток (гамет)

2. оплодотворение (половой процесс ) – слияние гамет и их ядер и образование зиготы

3. эмбриогенез (дробление зиготы, формирование и развитие зародыша)

4. постэмбриогенез (рост и развитие организма в послезародышевый период)

Половые клетки (гаметы)

Гаметы – это специализированные к выполнению репродуктивной функции половые клетки, при слиянии которых образуется зигота, из которой развивается новая особь (женские половые клетки называют яйцеклетками мужские – сперматозоидами, сперматозоонами, спермиями)

· Гаметы – высокодифференцированные клетки, отличающиеся следующими признаками:

1. имеют гаплоидный набор хромосом в ядрах, что обеспечивает восстановление в зиготе типичного для данного вида диплоидного набора хромосом

2. низкий уровень обменных процессов, близким к состоянию анабиоза

3. изменённые ядерно- плазматические отношения (отношения объёма ядра к цитоплазме)

4. не способны к митотическому делению

· У большинства организмов половые клетки делятся на материнские (яйцеклетки) и отцовские (сперматозоиды) , которые отличаются рядом структурных и функциональных признаков (половой диморфизм)

Яйцеклетки

Сперматозоиды (сперматозооны)

1. Неподвижна, не имеет специальных органов активного движения (у человека преодолевает расстояние до полости матки, равное 10 см., за 4 –7 суток) 2. Имеют крупные размеры (большой объём цитоплазмы); у млекопитающих имеет размер около100 – 200 мкм, наибольшая яйцеклетка у сельдевой акулы – более 29 см. 3. Очень низок уровень обмена веществ (близок к анабиозу) 4. Имеют дополнительные оболочки, выполняющие защитные функции и способствуют внедрению (имплантации ) зародыша в стенку матки у плацентарных животных 5. Образуют и накапливают в цитоплазме желток и пигменты в виде гранул (запас питательных веществ) 6. Имеют множество митохондрий и пластид (у растений) 7. Не имеют акросомы 8. Характерна цитоплазматическая сегрегация – после оплодотворения в ещё не дробящемся яйце происходит закономерное перераспределение цитоплазмы, определяющее направление развития тканей зародыша 9. Имеют полярность, вследствие возникновения анимального и вегетативного полюсов 10. Имеют шарообразную или слегка вытянутую форму 11. .Не несут заряда 12. Образуются в незначительных, по сравнению со сперматозоидами, количествах 13. Окружены жидкостью, имеющей кислую среду 14. Образуются у животных в яичниках (у растений в архегониях) 15. Имеют сниженные ядерно – плазматические отношения, т. к. имеют большой объём цитоплазмы 16. Способность вступать в митотический цикл восстанавливается при оплодотворении 17.Отсутствует 18.Протоплазма имеет коллоидное состояние 19.Мало устойчивы к неблагоприятным факторам среды

1. Подвижны, имеют аппарат активного движения в виде жгутика (у человека развивает скорость до 5 см\ч); спермии растений даже без жгутика тоже подвижны 2. Очень мелкие, очень небольшое количество цитоплазмы (у человека - 50 -70мкм, крокодила – 20мкм) ; главная задача – транспортировка ДНК особи к яйцеклетке 3. Обмен веществ протекает очень активно 4. Не имеют дополнительных оболочек 5. Не образуют желтка и пигментов, не имеют запаса питательных веществ 6. Сперматозоиды растений не имеют пластид 7. Имеют акросомный аппарат (акросома) – видоизменённый аппарат Гольджи, содержащий ферменты для растворения оболочки яйцеклетки при оплодотворении 8. Цитоплазматическая сегрегация не происходит 9. Не полярны 10. Имеют головку (акросома и ядро) , шейку (центриоль и спиральная нить, образованная из митохондрий) и хвост (осевая нить жгутика 11. Все сперматозоиды несут одноимённый отрицательный заряд, что препятствует их склеиванию 12. У животных образуется колоссальное число(10 7 10 10 штук при каждом половом акте у человека выделяеся 200 млн.) 13. У млекопитающих локализуются в семенной жидкости, имеющей щелочную среду 14. Образуются у животных в семенниках (у растений в антеридиях) 15. Имеют высокие ядерно- плазматические отношения благодаря малому количеству цитоплазмы 16. Не вступают в митотический цикл 17.Обладают положительным хемотаксисом (активно двигаются против тока жидкости в направлении яйцеклетки) 18.Протоплазма головки имеет жидкокристаллическое состояние 19. Более устойчивы к неблагоприятным условиям среды

v У однодомных растений и гермафродитных животных яйцеклетки и сперматозоиды развиваются в одном организме

Половое размножение и его биологический смысл

Размножение – важнейшее свойство всего живого. Вид, размножающийся только бесполым путем, может процветать достаточно длительное время, если он обитает в относительно постоянных условиях. При возникновении в среде его обитания изменений, которые вызывают гибель отдельных особей, весьма вероятно, что погибнут все особи, потому что они очень сходны генетически.

Половое размножение – более прогрессивная форма размножения, очень широко распространено в природе, как среди растений, так и среди животных. Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга генетически, а также по характеру приспособленности к условиям обитания.

При половом размножении материнским и отцовским организмами вырабатываются специализированные половые клетки – гаметы. Женские неподвижные гаметы называются яйцеклетками, мужские неподвижные – спермиями, а подвижные – сперматозоидами. Эти половые клетки сливаются с образованием зиготы, т.е. происходит оплодотворение. Половые клетки, как правило, имеют половинный набор хромосом (гаплоидный), так что при их слиянии восстанавливается двойной (диплоидный) набор, из зиготы развивается новая особь. При половом размножении потомство образуется при слиянии гаплоидных ядер. Гаплоидные ядра образуются в результате мейотического деления.

Мейоз ведет к уменьшению генетического материала вдвое, благодаря чему количество генетического материала у особей данного вида в ряду поколений остается постоянным. Во время мейоза происходит несколько важных процессов: случайное расхождение хромосом (независимое расчленение), обмен генетическим материалом между гомологичными хромосомами (кроссинговер). В результате этих процессов возникают новые комбинации генов. Поскольку ядро зиготы после оплодотворения содержит генетический материал двух родительских особей, это повышает генетическое разнообразие внутри вида. Если суть и биологическое значение полового процесса едины для всех организмов, то его формы очень разнообразны и зависят от уровня эволюционного развития, среды обитания, образа жизни и некоторых других особенностей.

Половое размножение есть у всех групп растений. Мхи растут дернинами. Мужские и женские растения оказываются рядом. Дождевая вода помогает сперматозоидам попасть на верхушки женских растений, где они сливаются с яйцеклетками, образуется зигота, из которой развивается сидящая на длинной ножке коробочка со спорами. У папоротников половые клетки развиваются на заростке, образовавшемся в результате прорастания споры. На нижней стороне заростка женские органы – архегонии, мужские – антеридии. Во влажной среде половые клетки сливаются, зигота дает начало зародышу, из которого вырастает молодой папоротник. У цветковых растений самое сложное половое размножение – двойное оплодотворение. Пыльца (мужские половые клетки) попадает на рыльце пестика (женский половой орган) и прорастает. По пыльцевой трубке спермии движутся к семязачатку. Спермии проникают в зародышевый мешок. Один сливается с яйцеклеткой и дает начало зародышу, второй спермий сливается с центральной клеткой и дает начало эндосперму – запасу питательных веществ.

Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Сущность полового размножения заключается в объединении в наследственном материале потомка генетической информации из двух разных источников – родителей. Оплодотворение у животных может быть наружным или внутренним. При слиянии образуется зигота с двойным набором хромосом.

В ядре зиготы все хромосомы становятся парными: в каждой паре одна из хромосом отцовская, другая – материнская. Дочерний организм, который разовьется из такой зиготы, в одинаковой мере снабжен наследственной информацией обоих родителей.

Биологический смысл полового размножения состоит в том, что возникающие организмы могут сочетать полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны. Половое размножение играет важную роль в эволюции организмов.

Естественный отбор. Он решает, какие адаптации для данной среды обитания благоприятны, а какие не столь желательны. Если адаптация является благоприятной, тогда организмы, у которых есть , кодирующие эту черту, будут жить достаточно долго, чтобы размножаться и передавать свои гены следующему поколению.

Для того, чтобы естественный отбор работал на популяцию, должно быть многообразие. Чтобы получить разнообразие в индивидуумах, необходима разная генетика и выраженные . Все это зависит от способа размножения определенного вида.

Бесполое размножение

Бесполое размножение - это получение потомства от одного родителя, которое не сопровождается спариванием или смешиванием генов. Бесполое размножение приводит к клонированию родителя, то есть потомство имеет идентичную ДНК своего предка. Как правило, отсутствует видовое разнообразие от поколения к поколению.

Один из способов получить некоторое видовое разнообразие - это мутации на уровне ДНК. Если происходит ошибка в процессе или копирования ДНК, то эта ошибка будет передана потомству, что, возможно, изменит его черты. Однако некоторые мутации не меняют фенотип, поэтому не все изменения при бесполом размножении приводят к вариациям потомства.

Половое размножение

Половое размножение происходит, когда женская половая (яйцеклетка) объединяется с мужской клеткой (сперматозоид). Потомок - это генетическое сочетание матери и отца, половина его хромосом происходит от одного родителя, а другая половина - от другого. Это гарантирует, что потомство генетически отличается от родителей и даже братьев, и сестер.

Мутации также могут происходить у видов, размножающихся половым способом, для дальнейшего увеличения разнообразия потомства. Процесс , который создает (половые клетки), используемые для размножения, также способствует увеличению разнообразия. Он гарантирует, что полученные гаметы генетически разные. Независимый набор во время мейоза и случайного оплодотворения также влияет на смешивание генов и позволяет потомству лучше адаптироваться к окружающей среде.

Размножение и эволюция

Как правило, считается, что половое размножение в большей степени способствует эволюции, чем бесполое, поскольку имеет гораздо большее . Эволюции бесполой популяции, как правило способствует внезапная мутация.