Биологическая роль бесполого размножения растений

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 19.09.2024

Бесполое размножение характерно для благоприятных условий существования (оптимальной температуры, давления, пищи, влажности др.факторов). В зависимости от уровня организации живых организмов различают бесполое размножение у а) одноклеточных и б) многоклеточных.

Одноклеточные.

У одноклеточных - эукариот – это деление, в основе которого лежит митоз, деление ядра и цитоплазмы, у прокариот – разделение нуклеоида и цитоплазмы.

У одноклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения:1) деление (или деление клетки надвое), 2) шизогония (схизогония) множественное деление,

3) почкование 4) спорообразование

1) Деление клеток надвое-бесполая форма размножения у одноклеточных- в результате из одной материнской клетки образуется две дочерних (бинарное деление). В основе деления лежит митоз. Сначала происходит митотическое деление ядра, а затем делится цитоплазма. При этом дочерние клетки получают равное количество наследственной информации. После деления материнской особи (клетки), образовавшиеся дочерние особи (клетки) растут, достигают размеров материнской клетки и могут приступать к следующему делению. Так размножаются одноклеточные простейшие (амеба, инфузории, эвглена зелёная).

2) Шизогония - форма бесполого размножения у одноклеточных. При шизогонии происходит множественное деление ядра, без цитокинеза (деление цитоплазмы), а затем цитоплазма разделяется на частички, обособляющиеся вокруг ядра. Из материнской клетки образуется много дочерних (от нескольких десятков до десятков тысяч, так размножается одноклеточный паразит малярийный плазмодий.

3) Почкование -заключается в том, что на материнской клетке образуется небольшой бугорок (почка), содержащий дочернее ядро или нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от материнской клетки. Если не отделяется, то это может привести к образованию колоний (бактерии, дрожжи, сосущие инфузории).

4) Спорообразование. Споры – специализированные клетки, одна из стадий жизненного цикла служат для расселения и размножения – состоят из клетки покрытой оболочкой с ядром и цитоплазмой. Образуются в результате мейоза (у высших растений) или митоза (у грибов и низших растений-водорослей). Споры у низших растений диплоидны (водоросли, лишайники), у высших гаплоидны (мхи, папоротники, хвощи, плауны)

Споры наземных не имеют органов движения и разносятся ветром, защищены твёрдой оболочкой от высыхания, у высших двойной оболочкой – экзиной и интиной.

У одноклеточных водорослей, обитающих в воде, спорыимеют жгутики, подвижны и называются зооспорами.

У животных также могут образовываться одноклеточные или многоклеточные споры. Они встречаются у споровиков (спорозоиты) - малярийный плазмодий, токсоплазма. Предназначены для распространения и переживания неблагоприятных условий.

Споры бактерий служат не для размножения, а для перенесения неблагоприятных условий и по своему биологическому значению отличаются от спор простейших и многоклеточных растений.Спора у бактерий образуется следующим образом: вегетативная клетка теряет воду, цитоплазма сгущается, обмен веществ резко снижается, она покрывается толстой оболочкой и в таком состоянии переносит неблагоприятные условия жизни - это состояние анабиоза. В подходящих условиях из споры образуется вегетативная форма существования.

Многоклеточные.

У многоклеточных растений и животных различают следующие формы бесполого размножения: 1. Спорообразование 2. Почкование 3. Полиэмбриония 4. Вегетативное размножение 5.Фрагментация

1. Спорообразование– споры образуются в особых клетках с п о р а н г и я х. У многоклеточной водоросли – улотрикса или в с п о р о ф и т а х у высших споровых растений. Растение на котором образуется спорофит - бесполое поколение - у мхов спорофит – коробочка, у папоротников и семенных - само растение.

2. Почкование на теле материнской особи образуется почка в виде выроста, которая разрастается, увеличивается в размерах, содержит весь комплекс органов матери (в почку входят клетки зкто- и энтодермы), постепенно формируются щупальца, наконец она отделяется и ведет самостоятельный образ жизни. Если не отделяется, то это может привести к образования колоний (губки,, кишечнополостные )

3. Полиэмбриония– бесполое размножение у особей размножающихся половым путем. В данном случае эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается самостоятельно - распространена у ос (наездников) , млекопитающих – броненосца. К этой категории явлений относится образование однозиготных (однояйцовых) близнецов. Наблюдается у человека и др. млекопитающих.

5. Фрагментация – распад тела зрелого многоклеточного организма не несколько частей, каждая из которых затем превращается в зрелую особь, чаще встречается у нитчатых водорослей, плоских, кольчатых червей, иглокожих.

Значение бесполого размножения.

1. Сохраняет наследственные признаки в ряду поколений без изменений.

2. Способствует сохранению адаптивных признаков приспосабливающих организмы к существованию в определённых условиях среды.

3. Поддерживает стабилизирующую форму естественного отбора.

4. Не играет важнейшей роли в процессе видообразования и естественного отбора.

В изменяющихся условиях, действие которых выходит за пределы нормы реакции (колебания температуры, влажности, света, пищевых ресурсов, катастрофические события – пожар, вулканическая деятельность, наводнения) особи, размножающиеся бесполым путем в большинстве своем погибают, т. к. не могут приспособиться к новым условиям жизни.

ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ.

2. Половое размножение – это размножение на базе двух родительских форм отцовского и материнского организма. Обеспечивает комбинации наследственных признаков. Приводит к комбинативной изменчивости и многообразию форм. Характеризуется наличием полового процесса, формированием гамет. В результате мейоза в половых клетках находится не диплоидный, а гаплоидный набор хромосом.

Поэтому в жизненном цикле организмов, размножающихся половым способом, имеется две фазы – гаплоидная и диплоидная. Продолжительность этих фаз различна: у низших растений, грибов, некоторых простейших (эвглена зелёная) и мхов преобладает гаплоидная. У высших растений и многоклеточных животных – диплоидная.

Биология

При бесполом размножении у растений воспроизводятся особи, подобные им. В биологии таким путем поддерживается преемственность между классами разных поколений и численность популяций на одном уровне. В процессе участвует только одна клетка. Его особенность — отсутствие гамет. Новый организм образуется у одних видов в определенных органах, а у других — из материнских клеток.

Основные понятия

Есть несколько способов бесполого размножения: вегетативное, спорообразование, почкование, полиэмбриония, деление, фрагментация. В процессе участвуют одноклеточные и многоклеточные растения. Для представителей цветковых характерно размножение семенами (половая схема) и вегетативными органами (бесполым путем). С примерами вегетативного размножения растений, их деления и спорообразования можно ознакомиться в таблице.

Способ	Описание
Деление	Осуществляется только у одноклеточных. В основе метода находится митоз (при непрямом делении в дочерних клетках равное число хромосом). Растение делится на несколько частей. Многократное деление осуществляется под одной оболочкой и называется шизогонией. Подобные схемы свойственны для таких растительных организмов, как хлорелла и плеврококк
Спорообразование	Процесс образования большого количества спор осуществляется в специальных органах спорангиях. В результате созревания происходит прорыв и рассеивание спорых (клеток с защитной оболочкой) по территории. Объясняя, какие растения размножаются спорами, биологи выделяют такие названия, как папоротники, мхи, хвощ, многоклеточные водоросли
Вегетативное размножение	Регенерация — путь размножения растений. Органами, через которые преимущественно осуществляется процесс, являются побег и корень. При создании благоприятных условий прорастают листья, стебли, клубень. Виды растительных организмов, которые можно относить к вегетативному размножению: клубника, ива

Проиллюстрировать половое размножение можно на примере канадской элодеи. В Европе встречаются только женские особи растения.

Его особенность — возможность образовывать семена и рассеиваться по водоемам вегетативным путем. Части элодеи разносят птицы. Плюсы бесполого размножения:

отсутствие необходимости в затрате энергии на поиск мужской особи;
быстрое размножение.

Из минусов процесса биологи выделяют наличие большинства видов организмов, которые при изменении природных условий становятся менее пластичными. В таком случае они уступают более сильным растительным организмам. Одноклеточные размножаются с помощью бинарного и митотического деления. Рассматривая, с помощью чего размножаются растения многоклеточные, стоит выделить специализированные и неспециализированные части материнских организмов.

Бинарное и митотическое размножение

Между бактериями происходит бинарное деление, в результате которого образуются 2 одинаковые по размеру дочерние клетки. При этом удваивается кольцевая ДНК. Одновременно с делением образуются септы (перегородки между клетками).

Для одноклеточных характерна простая схема деления.

В таком случае появляются 2 новых организма. Подобная методика наблюдается у амебы. До деления происходит рост и созревание организма.

Многообразие других процессов, предшествующих делению:

усиленный синтез органических компонентов, способствующих построению новейших органоидов;
репликация ДНК-структур.

Предварительно делится ядро, а затем удваиваются жгутики. На последнем этапе осуществляется цитокинез (расформирование цитоплазмы на части).

Для некоторых растений с корневищем, листьями, побегом и другими частями характерно последовательное многократное деление (шизогония).

Явления протекают под одной оболочкой. В конце образуется несколько клеток. Подобная схема наблюдается у хламидомонад.

В конце процесса образуются 4 клетки.

При делении малярийного плазмодия формируется более десяти новых организмов. Шизогония — основная причина, почему в мире насчитывается большое количество инфузории ихтиофтириуса (за одно деление появляется более 1 тыс. клеток). Подобный процесс осуществляется по специальной форме — циста.

Формирование спор

Водоросли, грибы и другие многоклеточные размножаются через споры (одноклеточное образование, находящееся в покое). Для плесневых грибов характерно деление внешних спор. Они образуются на кончиках гиф и выглядят как цепочки.

У некоторых видов грибов подобные образования находятся в спорангиях. Они представлены в виде расширенных гифов с оболочкой. Внутри формируются споры. Когда спорангия (оболочка) ломается, они рассыпаются. Споры легко образуются в простых клетках, к примеру, как у нитчатых водорослей.

Улотрикс участвует в двух митозах, что способствует появлению четырех новых спор со жгутиками (зооспор). Им свойственно плавать в воде до прикрепления к любой поверхности или предмету.

Затем они растут, а после многочисленных митозов формируют нить.

Вегетативный способ

Новый организм появляется от любого вегетативного органа, включая корень, побег. В каждой части растения присутствуют неспециализированные клетки, которым свойственно делиться. Их потомки способны превращаться в разные виды тканей, давая начало новым растениям. Кроме природного вегетативного размножения существует искусственное, например, черенкование. Оно используется в сельском хозяйстве.

При почковании дочерние клетки напоминают материнский организм. Они растут, формируя нужные структуры, отделяясь и развиваясь самостоятельно. Такое размножение характерно для пекарских дрожжей. На них формируется маленький вырост. К нему прикрепляется ядро, провоцируя митоз. Одно ядро движется к почке. В результате роста оно отделяется от клетки-матери, начиная самостоятельную жизнь.

Схему почкования можно составить для многоклеточных, к примеру, пресноводных гидр. Почка появляется в качестве выпячивания, в которое проникает кишечная полость. Позже вырастают щупальца и рот. Происходит самостоятельное питание. На следующем этапе образуется подошва. После этого можно наблюдать отторжение дочернего организма от материнского. Почкование наблюдается у некоторых видов кольчатых червей. Для других беспозвоночных характерна фрагментация:

тело распадается на фрагменты, которые по отдельности достраивают недостающие части;
процесс начинается на фоне механического повреждения первоначального организма.

В основе явления находится регенерация — восстановление тканей. Примеры такого размножения — водоросли, кишечнополостные.

Сельское хозяйство

Вегетативное размножение используется фермерами для увеличения количества выращиваемых культур и декоративных растений. С его помощью сокращается время прорастания, предоставляется гарантия выживаемости организмов. В сельском хозяйстве используются следующие способы размножения:

Черенкование. В процессе участвуют стебель (виноград, смородина), листья (лилия, бегония), корень (слива, роза).
Использование клубней (картофель, георгины).
Луковицы и клубнелуковицы (тюльпаны, гладиолусы).
Корневища (иван-чай).
Прививки для сращивания частей (вишня, яблоня).
Деление кустиков (пионы, маргаритки).
Отводки. Пригибается ветка к земле. Вблизи почки выполняется надрез. Насыпается земля. Если корень прорастает, выполняется его отделение от родительского организма (крыжовник).

В результате вегетативного размножения появляется клон, то есть растение, идентичное родительскому организму по генетическим признакам. В процессе деления и спорообразования происходит мутация, спровоцированная изменением окружающей среды.

ГОСТ

Суть процесса размножения и его формы

Функция процесса размножения отличается от других функций живого организма тем, что она стоит на страже сохранения вида и всего живого вообще.

Размножение – это способность живых организмов воспроизводить себе подобных.

Суть процесса размножения сводится к передаче от родительских форм к дочерним наследственной информации в виде молекул нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК).

Благодаря естественному отбору в течении многих миллионов лет у живых организмов выработались различные способы размножения. Все это разнообразие можно объединить в несколько групп (формы) – бесполое и половое размножение.

Бесполое размножение

Бесполое размножение происходит с помощью отдельных неполовых клеток. При этом дочерние формы живых организмов имеют генетический набор идентичный родительскому.

Бесполое размножение прокариот и одноклеточных растений, грибов и животных может происходить в результате прямого деления клетки надвое или на множество дочерних клеток или за счет образования спор.

В случае деления надвое образуются две дочерние клетки, которые в два раза меньше материнской. Эти дочерние клетки питаются, растут и начинают размножаться. Когда достигнут размеров материнской клетки.

Если в процессе разделения клеток одна из них меньше по размеру, а другая больше, то такой вид деления клеток называется почкованием. Он характерен, например, для дрожжей.

При множественном делении сначала многократно делится ядро, а затем уже цитоплазма и образуется множество мелких одноядерных дочерних клеток. Такая форма размножения встречается у малярийного плазмодия.

Многие эукариоты (водоросли, грибы, мхи, хвощи, плауны, папоротники) размножаются при помощи спор (спорообразованием). Споры встречаются еще у бактерий. Но бактериальные споры – это одноклеточное образование с плотной оболочкой. Они предназначены для того, чтобы пережить неблагоприятные условия или (у паразитических организмов) для заражения других организмов. Споры эукариот образуются в специальных органах – спорангиях. У растений часто спорообразование чередуется с половым процессом (смена поколений в жизненном цикле).

Готовые работы на аналогичную тему

Вегетативное размножение

Некоторые ученые считают вегетативное размножение разновидностью бесполого размножения, другие – отдельной формой размножения. Суть вегетативного размножения заключается в том, что сам процесс происходит с помощью части тела материнского организма.

Водоросли и грибы могут размножаться с помощью фрагментации – отделения части тела. У высших растений это происходит с помощью специальных вегетативных органов:

части стебля,
листа,
корневища,
луковицы,
почек,
усиков.

У некоторых кишечнополостных (например, у пресноводной гидры) происходит почкование. К вегетативному размножению способны и многие другие беспозвоночные – губки, плоские и кольчатые черви, иглокожие.

Биологическое значение бесполого (в том числи и вегетативного) размножения очень большое. Зачастую это может быть единственным способом оставить после себя потомство. Кроме того этот способ размножения подходит для видов с коротким жизненным циклом, когда за короткое время происходит быстрое увеличение численности особей.

При бесполом размножении потомство имеет генетический набор идентичный родительскому. При длительной стабильности условий внешней среды это способствует процессам идиоадаптации организмов и видов. Человек же использует это свойство во время размножения сортов культурных растений.

Половое размножение

Половое размножение – это способ размножения, в результате которого происходит объединение генетического содержимого двух клеток.

Половой процесс происходит в форме конъюгации или копуляции. Конъюгация характерна для простейших. Во время конъюгации происходит временный контакт двух клеток и обмен генетической информацией с помощью цитоплазматических мостков между клетками.

У многоклеточных организмов половой процесс происходит с помощью специальных половых клеток – гамет. При слиянии гамет образуется зигота ( оплодотворенная яйцеклетка). Из нее развивается зародыш нового организма.

Сам процесс слияния двух половых клеток называется копуляцией.

Биологическое значение полового размножения состоит в том, что при обмене генетической информацией происходит повышении разнообразия генотипов живых организмов, что повышает возможности вида выжить при изменяющихся условиях среды.

Бесполым называется размножение, которое происходит без образования гамет. В нём участвует одна особь, а генотип потомства такой же, как у родительской особи.

При бесполом размножении не нужно искать партнёра, потомство может оставить любая особь в любом месте. Возникает огромное количество потомков.

Недостаток этой формы размножения — идентичность всего потомства. При резком изменении условий все организмы могут погибнуть.

Деление клетки характерно для одноклеточных организмов. Бактерии делятся простым бинарным делением, а протисты (амёбы, эвглены, инфузории и др.) — митозом.

Множественное деление ( шизогония ) приводит к образованию большого числа дочерних клеток из одной исходной. Наблюдается у споровиков, например у малярийного плазмодия. Шизогония следует сразу за попаданием плазмодия в печень. Быстро образуется около тысячи клеток, каждая из которых может проникнуть в эритроциты.

Спора — специализированная клетка, состоящая из небольшого количества цитоплазмы и ядра с минимальным запасом питательных веществ, способная дать начало новому организму.

Споры образуются в обычных клетках материнского организма или в специальных органах — спорангиях — и прорастают в новый организм.

Почкование характерно для некоторых многоклеточных организмов. На теле родительской особи образуется небольшой вырост (почка), из которого затем развивается новый организм. У дрожжей и гидроидных дочерний организм отделяется и становится самостоятельным. У губок, коралловых полипов дочерние особи не отделяются, и возникают колонии.

Фрагментация — это размножение многоклеточных организмов частями тела. У грибов, лишайников, водорослей новый организм развивается из участков мицелия или слоевища. В основе фрагментации лежит регенерация — способность живых организмов восстанавливать утраченные части тела. Фрагментация наблюдается также у некоторых животных (кишечнополостных, губок, иглокожих, плоских червей и некоторых кольчатых червей).

Вегетативное размножение — это образование новых особей из вегетативных органов. В его основе тоже лежит регенерация.

Особым видом бесполого размножения является полиэмбриония . В этом случае из одной диплоидной зиготы образуется несколько зародышей.

Образующиеся при делении зиготы бластомеры разделяются, и каждый из них развивается как самостоятельная зигота. Потомки генетически идентичны и всегда одного пола.

Читайте также: