Особые клетки служащие для бесполого размножения растений
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 18.09.2024
В предыдущем уроке мы начали знакомиться с важным свойством всех живых существ – размножением. В течение эволюции сформировалось несколько форм размножения. Сегодня мы остановимся подробнее на каждой вариации размножения, составим их описание и выявим отличительные черты.
План урока:
Бесполое размножение
Выделяют два ключевых вида размножения: половое и бесполое. Выделены они по типу деления клетки: митоз – бесполое и мейоз – половое.
Разберем детальнее бесполое размножение организмов.Оно считается самым древнейшим.
Бесполое размножение считается способом воспроизведения аналогичных существ с участием исключительно одного родительского индивида, создания гамет не осуществляется.
Можно выделить ряд видов бесполого размножения.
Дадим характеристику и выявим сущность всякой формы бесполого размножения.
Размножение делением типично существам, состоящих из одной клетки. В данном процессе совершается митотическое разделение ядра, а в последующем в цитоплазме зарождается перетяжка. Дочерние особи, образовавшиеся вследствие размножения делением клетки, приобретают равную долю наследственного материала. Затем индивиды растут и переключаются на дальнейшее дробление.
- Размножение спорами попадается у ряда растений и паразитических простейших. В данном случае возникают споры, которые считаются специализированными клетками, включающими незначительный объем цитоплазмы, ядро и минимальный резерв питательных веществ. При этом пути бесполого размножения из споры создается новый организм.
У водорослей и грибов споры возникают путем митотического деления. Познакомимся с примером спорообразования у хламидомонады.
Для высших споровых растений – мхи, папоротники – характерно образование спор путем мейоза в особых органах – спорангиях.
Более подробно на размножении споровых растений мы останавливались в 6 классе. Вспомнить изученную информацию можно обратившись к уроку 5: Способы размножения растений.
У животных данная форма бесполого размножения присуща для споровиков. Подробнее о размножении этого типа одноклеточных организмов смотрите в 7 классе урок 2: Простейшие.
- Вегетативное размножение – это способ бесполого размножения, при котором новый организм образуется из части материнского. Вегетативное размножение базируется на возможности организмов воссоздавать не хватающие части. Данный процесс массово встречается в природе, особенно у цветковых растений.
Можно выделить несколько способов вегетативного размножения:
- Размножение частями вегетативных органов характерно для покрытосеменных растений. Органами вегетативного размножения считаются листья, стебель, корень.
Помимо этого у растений есть видоизмененные побеги – клубень, луковица, корневище, усы. Все эти части вегетативных органов используются для получения нового организма.
- Одним из видов вегетативного размножения считается фрагментация.
При этом исходная особь делится на несколько частей, и затем каждая часть дополняется до целого организма. Встречается такой способ у плоских и кольчатых червей.
- Одним из способов размножения считается почкование. В данном случае новая особь образуется в виде выроста – почки – на теле материнского организма, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный, совершенно идентичный организм.Почкованием размножаются представители кишечнополостных – гидры, а также грибов – дрожжи.
При любой форме бесполого размножения наблюдается увеличение численности особей данного вида без повышения их генетического разнообразия. Однако,значение бесполого размножения велико. Вследствие данного типа размножения происходит быстрое увеличение численности, что позволяет многим видам существовать на планете.
Новые особи абсолютно идентичны родительским, что широко применяется человеком при вегетативном размножении культурных растений.
Есть и отрицательные стороны такого способа размножения. Вид, размножающийся только бесполым способом, может процветать довольно долго, но, в конечном счете, он обречен на вымирание. Поэтому многие особи в природе приспосабливаются к разным типам размножения.
Половое размножение
Сущность полового и бесполого размножения различаются. В результате полового размножения образуются особи, получившие генетический материал от двух организмов. Основным признаком данного типа размножения является наличие полового процесса, который заключается в слиянии клеток – гамет.
Различают несколько способов полового размножения.
Наиболее простейшие формы полового размножения осуществляются без участия гамет, но при этом обязательно присутствуют две особи. К таким способам относятся конъюгация и копуляция.
- Своеобразной формой размножения у инфузорий и некоторых бактериальных клеток считается конъюгация.
В процессе конъюгации количество особей не увеличивается, но происходит обновление их наследственного материала. Рассмотрим на примере инфузорий.
- Разновидностью полового процесса у одноклеточных организмов считается копуляция.
В данном случае две особи приобретают половые различия, то есть превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу. Соответственно из зиготы уже образуется новый организм. Такой тип полового размножения как копуляция встречается у раковинной корненожки, а также некоторых жгутиковых.
Основным способом полового размножения считается развитие новой особи из зиготы, сформировавшейся при слиянии гамет. Здесь также можно выделить несколько видов размножения.
- Наиболее примитивной формой полового размножения считается гермафродитизм. При этом у одной особи имеются и женские и мужские гаметы, поэтому они способны к самооплодотворению.
Гермафродитизм имеет значение для многих организмов, ведущих паразитический образ жизни. Встретить полового партнера для размножения они не могут, так как ведут одиночный образ жизни в теле хозяина. А такой способ позволяет им размножаться самостоятельно.
К гермафродитам относятся многие кишечнополостные, черви, ракообразные, моллюски, некоторые рыбы и пресмыкающиеся, а также большинство растений.
- Партеногенез считается одной из модификаций полового размножения, вследствие которой развитие новой особи происходит из неоплодотворенной яйцеклетки.
Партеногенез наблюдается у различных организмов: насекомых, червей, ракообразных.
- Формой полового размножение считается изогамия, при которой формируются абсолютно одинаковые гаметы. При этом нет деления на мужские и женские. Изогамия характерна для некоторых видов жгутиковых и грибов.
- Часто наблюдается при размножении гетерогамия. Гаметы обладают резкими отличительными чертами, соответственно возможно отметить две их разновидности: сперматозоиды и яйцеклетки. В процессе гетерогамии объединяются половые клетки, что сопровождается зарождением зиготы, дающей начало дочерней особи.
В течение становления природы половое размножение стало преобладающим, так как обладает некоторым превосходством перед другим способом.
Вследствие данного размножения обеспечивается большое разнообразие индивидов, обладающих уникальными наследственными качествами. Преимущественным значением полового размножения для эволюции считается обновление организмов в связи с объединением генетического материала двух родительских особей. Данный факт расширяет адаптивные возможности существ в ситуации модифицирующейся внешней среды, что необходимо в борьбе за существование.
Половые клетки
Мы уже упоминали, что половой процесс исполняется при содействии половых клеток, которые называются гаметы.Эти структуры несхожи по строению и физиологическим свойствам, соответственно различают мужские – сперматозоиды и женские – яйцеклетки.
Половые клетки образуются в особенных органах размножения у водорослей, грибов, высших споровых растений. У многоклеточных животных развитие этих клеток осуществляется в половых железах – яичниках и семенниках.
Процесс образования половых клеток именуется гаметогенез.Выделяют его разновидности: сперматогенез и овогенез.
Сперматогенез – процесс развития мужских половых клеток – сперматозоидов.
Овогенез – процесс развития женских половых клеток – яйцеклеток.
В этих двух процессах развития половых клеток достаточно много сходного, но есть и отличительные признаки.
В ходе развития половых клеток выделяют несколько стадий. Познакомимся с ними на рисунке.
Первые три стадии формирования половых клеток одинаковые: размножение, рост, созревание. При образовании сперматозоидов различают еще этап формирования.
Рассмотрим подробнее все этапы.
1. Стадия размножения начинается с деления начальных половых клеток путем митоза. Исходные клеточные структуры имеют диплоидный набор хромосом. Вследствие протекания данного этапа происходит возрастание числа гамет.
2. Стадия роста обусловливает прекращение деления гамет. В данный момент осуществляется процесс усиленного роста половых клеток. Формирующиеся яйцеклетки приумножаются в объемах порой во много раз. Осуществляется это благодаря сосредоточению в цитоплазме клетки резервных питательных материалов в виде желтка. Габариты незрелых мужских половых клеток увеличиваются незначительно.
3. Стадия созревания сопровождается мейотическим дроблением гамет. Причем из начальных диплоидных клеток создаются четыре гаплоидные клетки.
Данная стадия овогенеза считается заключительной. Вследствие дробления женских половых клеток совершается неравномерное распределение цитоплазмы. При этом формируются одна крупная яйцеклетка, а также три маленькие клетки, именуемые направительными тельцами, которые вскоре погибают. Таким способом в одной зрелой яйцеклетке сохраняется достаточный объем питательных веществ для будущего зародыша. После стадии созревания яйцеклетка готова к оплодотворению.
4. В сперматогенезе различают еще одну стадию – формирования. В данном случае мужские половые клетки приобретают специфические черты строения. В частности, на стадии роста они представляли собой неподвижные клетки. На стадии формирования у них появляется жгутик, необходимый для перемещения.
Остановимся подробнее на особенностях строения и функциях половых клеток.
Яйцеклетка никоим образом не способна проявлять двигательную активность, она постоянно находится на одном месте. Внешне она напоминает шар немного вытянутый. Имеет все стандартные клеточные органоиды. Отличительной чертой строения женской половой клетки являются значительно крупные размеры и наличие питательного материала для созревания зародыша. Яйцеклетка человека, а также других животных, окутана покровом, который исполняет защитные функции.
Сперматозоиды, или живчики, очень мелкие и владеют возможностью к перемещению. В строении мужских половых клеток различают три основные части: головку, шейку, хвостик. На переднем окончании головки размещена акросома, имеющая видоизменённый комплекс Гольджи. В нем расположен специальный фермент, требуемый для растворения покровов яйцеклетки. Основную массу головки занимает ядро. В шейке содержится центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями.
После прохождения основных стадий становления половые клетки приобретают свойственное им строение, и они имеют возможность приступать к оплодотворению.
Оплодотворение, его значение
Процесс оплодотворения состоит в соединении женской и мужской клетки с созданием зиготы.
Можно выявить две разновидности оплодотворения: внешнее и внутреннее.
Внешнее оплодотворение характерно для особей, обитающих в воде. Гаметы попадают в водную среду, их соединение проистекает случайно. У таких животных есть специальные протоки, выводящие гаметы из организма наружу.Внешнее оплодотворение признается примитивным, а также ненадежным способом соединения гамет.
Внутреннее оплодотворение характерно для наземных особей, где отсутствуют условия для сохранения и соединения гамет в внешней среде. Такие животные имеют наружные половые органы вследствие переноски сперматозоидов в тело самки, где и проистекает оплодотворение.
Внутреннее оплодотворение повышает шанс встречи гамет и зарождение зиготы в сравнительно неизменных условиях.
Рассмотрим,как происходит оплодотворение у животных.
У млекопитающих и человека сперматозоиды в женских органах передвигаются благодаря собственной подвижности и мышечным сокращениям матки. Мужские гаметы устремляются к яйцеклетке. Стоит одному сперматозоиду проникнуть сквозь мембрану женской гаметы, тут же создается оболочка оплодотворения, не допускающая проникновения в яйцеклетку других живчиков. Далее пара ядер движется навстречу одна к другой, происходит их слияние. Так осуществляется образование зиготы, которая имеет парную комплектацию хромосом –одна – материнская, одна – отцовская.
Отдельно стоит рассмотреть процедуру оплодотворения цветковых растений. Выявлен уникальный способ воспроизведения русским ученым Навашиным С.Г. и именуется двойное оплодотворение.
У высших растений мужской гаметофит зарождается в пыльниках тычинок в качестве гранул пыльцы. Женский гаметофит возникает в зародышевом мешке, размещенном в завязи пестика. Здесь находятся яйцеклетка и центральная клетка. Вспомнить о том, что такое различные гаметофиты можно используя материал 6 класса урок 5 "Размножение растений".
Процесс двойного оплодотворения начинается с опыления. При этом совершается перетаскивание пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика. Здесь гранула пыльцы прорастает в виде трубки. Она добирается до завязи, а также зародышевого мешка, окончание трубки растрескивается и высвобождает мужские гаметы – спермии. Они проходят в зародышевый мешок, и один оплодотворяет яйцеклетку. Создается зигота, из которой развивается зародыш растительного организма. Еще один спермий объединяется с центральной клеткой, проистекает создание эндосперма – запаса питательных веществ. При протекании процесса наблюдается два слияния и именно поэтому такой тип оплодотворения именуется двойным.
Подводя итог данного урока, можно сказать, что в течение эволюционных преобразований все живые организмы приобретали определенные приспособления для продолжения рода. Процесс размножения приобретал все больше прогрессивных черт. Однако,половое размножение занимает доминирующее положение в природе, несмотря на сложность его осуществления.
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Размножение – это основное свойство всех живых организмов, которое заключается в воспроизведении себе подобных и обеспечивает продолжение существование вида.
Бесполое размножение – способ размножения, при котором одна родительская особь дает начало двум или большему числу новых особей, идентичных по всем признакам этой родительской особи.
Половое размножение - слияние женской (яйцеклетки) и мужской (сперматозоид) половых клеток (гамет) и образование оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), из которой развивается новая особь, имеющая свой набор хромосом, отличный от родительского, но в котором объединены наследственные свойства двух родительских организмов.
Бесполое размножение способствует сохранению наибольшей приспособленности в неменяющихся условиях обитания, т.к. образуются генетически точные копии родителей.
1. Бесполое
· принимает участие только одна клетка;
· осуществляется без участия половых клеток;
· в основе размножения – митоз;
· дочерние клетки являются точной копией материнской;
· преимущество – быстрое увеличение численности (бактерии, грибы, простейшие, многие растения, низшие животные).
· Спорообразование – осуществляется посредством специализированных клеток грибов, растений, простейших, лишайников. Спора со жгутиком – зооспора (хламидомонада);
· Бинарное деление - митотическое деление, при котором образуется 2 равноценные дочерние клетки (амёба);
· Множественное деление (шизогония). Материнская клетка распадается на большое количество примерно одинаковых дочерних клеток (малярийный плазмодий);
· Вегетативное размножение – размножение новой особи из материнской, либо из особых структур (луковица, клубень, отростки, отводки, деление куста);
· Почкование – образование выроста – почки, на материнской особи и последующее её отделение (бактерии, дрожжевые грибы, гидра, губки, сосущие инфузории (одноклеточные);
· Фрагментация – разделение особи на 2 или несколько частей, каждая из которых развивается в новую особь (у растений – спирогира, у животных – кольчатые черви). В основе фрагментации лежит свойство регенерации;
· Полиэмбриония - - размножение во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцевые близнецы у человека) Потомство всегда одного пола.
· Клонирование – искусственные способ бесполого размножения. Клон – идентичное потомство, полученное из одной особи, в результате того или иного способа бесполого размножения.
· Биологическое значение бесполого размножения:
Значение биологического размножения заключается в том, что тип размножения позволяет сохранить неизменными свойства вида. Организмы, появившиеся бесполым путем, обычно развивается значительно быстрее, чем появившиеся путем полового размножения. Они быстрее увеличивают свою численность и значительно быстрее расселяются на больших территориях.
У большинства низших одно- и многоклеточных организмов бесполое размножение может чередоваться с половым. При этом характерно, что бесполое размножении осуществляется тогда, когда организм находится в благоприятных для него условий. При ухудшении условий организм переходит к половому размножению.
У высокоразвитых растений и животных половое размножение начинается лишь после того, как организм пройдет ряд определенных стадий в своем развитии и достигнет возраста половой зрелости.У высших животных существует только половое размножение.
1. Прочитайте предисловие к тексту параграфа. Какие основные типы размножения свойственны всем живым организмам, проживающим на Земле? В чем принципиальное отличие этих двух типов?
Известны 2 типа размножения у живых организмов – бесполое и половое. В бесполом размножении участвует один организм, а в половом – два.
2. Напишите, как называются специализированные клетки, дающие начало новому организму при половом размножении? Где они образуются у животных; у растений?
Такие клетки называются гаметы.
У животных образуются в специализированных органах:
женские гаметы (яйцеклетки) в яичниках;
мужские гаметы (сперматозоиды) в семенниках.
У растений – в пестиках.
У животных – в тычинках (спермии).
4. Найдите в тексте параграфа сведения о почковании. Сравните почкование одноклеточных и многоклеточных организмов, запишите вывод.
Почкование у одноклеточных и многоклеточных – это бесполый процесс, разновидность бесполого размножения. Но у одноклеточных на материнской клетке изначально образуется бугорок с ядром – почка, которая растет и после достижения необходимых размеров отделяется. У многоклеточных почка представляет собой многоклеточное образование, которое растет и из него через определенное время образуется дочерний организм.
5. Изучите материал о вегетативном размножении растений, составьте таблицу. Почему при всем разнообразии вегетативного размножения новые молодые организмы в точности повторяют генотип материнского организма?
Потому, что при бесполом размножении новые особи образуются из одной или нескольких клеток материнского организма путем митотических делений. Следовательно, их клетки получают ту же самую наследственную информацию, которая содержалась в клетках материнского организма.
Вегетативное размножение растений
6. Ответьте на вопрос: какой цитологический процесс приводит к тому, что бесполое размножение не сопровождается повышением генетического разнообразия? Перечислите организмы, которым свойственен такой способ размножения.
Этот процесс – митоз. При интерфазе происходит точное удвоение генетического материала клетки, в результате которого дочерние клетки получают ту же самую наследственную информацию, которая содержалась в материнских клетках. Следовательно, новые организмы, возникшие бесполым путем, генетически являются точными копиями материнского. Организмы: простейшие, одноклеточные водоросли, дрожжи, медузы, кольчатые черви, растения.
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 г. Воронежа, РФ
Site biology teachers lyceum № 2 Voronezh city, Russian Federation
Бесполое размножение - э то древний способ воспроизведения себе подобных, свойственный организмам всех царств живой природы, особенно прокариотам. Такой способ размножения, осуществляющийся без участия половых клеток, широко распространен у одноклеточных организмов, у грибов и бактерий.
У одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение осуществляется делением и почкованием. Деление у прокариот идет путем перетяжки клетки на две части. У эукариот деление происходит сложнее и обеспечивается процессами, протекающими в ядре.
Примером бесполого размножения служит вегетативное размножение у растений. У некоторых животных также встречается вегетативное размножение. Его называют размножением путем фрагментации, т. е. частями (фрагментами) тела, из которых развивается новая особь. Размножение фрагментами характерно для губок, кишечнополостных (гидра), плоских червей (планария), иглокожих (морские звезды) и некоторых других видов.
Примечательно, что при бесполом размножении отделившиеся дочерние особи полностью воспроизводят свойства материнского организма. Попав в другие условия среды, они могут проявить свои свойства иначе главным образом лишь в размерах (величине) новых организмов. Наследственные свойства остаются неизменными.
Способность повторять в дочерних организмах неизменные наследственные качества родителя, т. е. воспроизводить однородное потомство, – уникальное свойство бесполого размножения.
Бесполое размножение позволяет сохранить неизменными свойства вида. В этом заключается важное биологическое значение этого типа размножения. Организмы, появившиеся бесполым путем, обычно развиваются значительно быстрее, чем появившиеся путем полового размножения. Они быстрее увеличивают свою численность и значительно быстрее осуществляют расселение на большие территории.
У большинства одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение может чередоваться с половым.
Бесполое размножение является древнейшим способом размножения и широко распространено у низкоорганизованных организмов. Отсутствует у моллюсков, членистоногих, позвоночных. Бесполое размножение характерно для высших растений.
Cпорообразование — развитие специальных клеток — спор, с помощью которых происходит размножение организмов.
Данная форма размножения встречается у водорослей, грибов, мхов и папоротникообразных (хвощевидных, плауновидных и папоротниковидных). У семенных растений формируются мегаспоры (макроспоры) и микроспоры, которые не покидают материнский организм, а прорастают в половое поколение (женские и мужские гаметофиты), которое обеспечивает половое размножение.
У водорослей из некоторых клеток формируются зооспоры , которые способны свободно передвигаться в воде.
У более высоко организованных растений споры образуются в специальных органах — спорангиях.
Споры наземных растений очень мелкие. Они содержат ядро, цитоплазму и покрыты плотной оболочкой, хорошо защищающей от неблагоприятных условий.
Каждая такая клетка даёт начало новому организму. Число образуемых растениями спор огромно. Споры очень маленькие и лёгкие, поэтому ветром и водой распространяются на большое расстояние от материнского организма.
У многих растений (мхов, папоротникообразных) размножение спорообразованием чередуется с половым размножением. Споры могут образовываться в результате митоза (водоросли, грибы) и в результате мейоза (грибы и все высшие растения).
Вегетативное размножение — один из способов бесполого размножения, свойственный растениям и грибам, который заключается в образовании новой особи из части родительского организма. Вегетативное размножение приводит к образованию генетически однородных особей и основано на способности организма к регенерации (восстановлению).
У растений и грибов вегетативное размножение происходит путём отделения участков тела (у водорослей — талломов и высших грибов — мицелия) или образования специализированных участков — выводковых почек или клубеньков у водорослей, соредий и изидий у лишайников и т. д.
Специализированное вегетативное размножение — это отделение от материнской особи развитых дочерних особей или их зачатков (опадающие пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях, выводковые корзиночки моховидных), возникающих из специализированных побегов размножения (клубни, луковицы, клубнелуковицы, столоны, корневища).
У некоторых видов цветковых растений вегетативное размножение приводит к разрастанию и освоению дочерними особями новых территорий.
Почкование — тип бесполого размножения, при котором дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (почек).
Почкование характерно для многих грибов, печёночных мхов и животных (простейшие, губки, кишечнополостные, некоторые черви, мшанки, крыложаберные, оболочники).
В ряде случаев почкование приводит к образованию колоний.
Почкование, при котором новый организм вырастает на теле родителя, характерно для кишечнополостных. Например, гидры (мелкие пресноводные полипы) часто размножаются почкованием в весенне-летний период. На родительской особи образуется небольшой вырост, который увеличивается до размеров взрослой особи и затем отделяется.
Многие одноклеточные, например клетки дрожжей, также размножаются почкованием.
Фрагментация — один из способов бесполого размножения, который происходит при делении материнской особи на две или несколько частей (фрагментов), каждая из которых растёт и развивается в новый организм.
Ряд плоских и кольчатых червей, иглокожие (морские звёзды) могут размножаться посредством расчленения тела на несколько фрагментов, которые затем достраиваются до целостного организма. В основе фрагментации лежит регенерация, способность некоторых организмов восстанавливать утраченные органы или даже части тела. К примеру, если от морской звезды отделить луч, то из него может вырасти новая морская звезда.
Гидра способна восстановиться из 1/200 части своего организма. Обычно размножение фрагментацией происходит при повреждениях. Самопроизвольную фрагментацию осуществляют только плесневые грибы и некоторые морские черви.
Читайте также: