Чем характеризуется бесполое размножение организмов. Типы размножения организмов, их классификация

Бесполое размножение характерно для организмов многих видов как растений, так и животных. Оно встречается у вирусов, бактерий, водорослей, грибов, сосудистых растений, простейших, губок, кишечнополостных, мшанок и оболочников.

Наиболее простая форма бесполого размножения характерна для вирусов. Их репродуктивный процесс связан с молекулами нуклеиновых кислот, со способностью этих молекул к самоудвоению и основан на специфичности относительно слабых водородных связей между нуклеотидами.

Применительно к другим организмам, размножающимся бесполым путем, различают вегетативное размножение и размножение спорообразованием.

Вегетативное размножение - это размножение, при котором из части, отделившейся от материнского организма, развивается новый организм. Этот вид размножения характерен как для одноклеточных, так и многоклеточных организмов, но имеет у них разное проявление.

У одноклеточных организмов вегетативное размножение представлено такими формами, как деление, множественное деление и почкование. Деление путем простой перетяжки с образованием при этом из одного родительского организма двух дочерних присуще бактериям и сине-зеленым водорослям (цианобактериям). Напротив, размножение делением бурых и зеленых водорослей, а также одноклеточных животных (саркодовых, жгутиковых и инфузорий) происходит путем митотического деления ядра с последующей перетяжкой цитоплазмы.

Размножение путем множественного деления (шизогонии) заключается в делении ядра с последующим разделением цитоплазмы на части.

У многоклеточных растительных организмов вегетативное размножение путем деления осуществляется черенками, луковицами, листьями, корневищами.

Но это по существу искусственное размножение, используемое в сельскохозяйственной практике. Размножение высших растений в искусственных условиях возможно и из одной клетки. Организмы, развивающиеся из одной клетки, обладают всеми свойствами исходного многоклеточного организма. Это размножение получило название клонального микроразмножения. В качестве одной из форм вегетативного размножения могут служить прививки, или трансплантации, многих культурных растений, заключающиеся в пересадке почки или части побега от одного растения к другому. Конечно, это тоже способ размножения, который в природе не встречается, но в сельском хозяйстве используется очень широко.

У многоклеточных животных вегетативное размножение происходит путем фрагментации их тела на части, после чего каждая часть развивается в новое животное. Такое размножение характерно для губок, кишечнополостных (гидр), немертин, плоских червей, иглокожих (морских звезд) и некоторых других организмов. Близкой формой к вегетативному размножений животных фрагментацией является полиэмбриония животных, заключающаяся в том, что на определенной стадии развития эмбрион разделяется на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония встречается у броненосцев. Однако последние размножаются половым путем. Поэтому полиэмбриония является скорее своеобразной стадией в половом размножении, а потомство, возникающее в результате полиэмбрионии, представлено монозиготными близнецами.

Почкование заключается в том, что на материнской клетке образуется бугорок (вырост) с ядром, который затем отделяется и становится самостоятельным организмом. Почкование встречается как у одноклеточных растений, например, у дрожжей, так и у одноклеточных животных, например, инфузорий отдельных видов.

Размножение спорообразованием связано с образованием специализированных клеток - спор, которые содержат ядро, цитоплазму, покрыты плотной оболочкой и способны к длительному существованию в неблагоприятных условиях, что способствует, кроме того, и их расселению. Наиболее часто такое размножение встречается у бактерий, водорослей, грибов, мхов, папоротникообразных.

У некоторых зеленых водорослей из отдельных клеток могут формироваться так называемые зооспоры.

Среди животных размножение снорообразованием отмечается у споровиков, в частности, у малярийного плазмодия.

У организмов многих видов бесполое размножение может чередоваться с половым размножением

Цель урока: углубить знания об особенностях и способах бесполого размножения организмов в природе.

Задачи:

образовательные: охарактеризовать размножение как один из этапов индивидуального развития организмов; расширить и углубить знания о бесполом размножении (способы бесполого размножения и его практическое значение в природе и жизнедеятельности человека);

развивающие: продолжить формирование умений и навыков самостоятельной работы с учебником, выделять главное и формулировать выводы;

воспитательные: формировать научное и практическое мировоззрение у учащихся для применения этих знаний в практике.

Новые знания: митоз, спорообразование, почкование, вегетативное размножение.

Опорные знания: вирусы

Форма проведения: урок

Методы проведения: объяснительно-иллюстративный, репродуктивный, проблемный.

Тип урока: урок усвоения новых знаний.

Оборудование: рисунки, таблицы, интернет.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Актуализация чувственного опыта и опорных знаний учащихся

Ребята у нас сегодня необычный урок. Прежде чем начать урок ответим на некоторые вопросы:

Назовите главные свойства живого? Обмен веществ, дыхание, питание, размножение.

Да, благодаря размножению организмы количественно увеличиваются и распространяются на планете Земля.

Вспомните, что называется размножением и какие формы размножения вы знаете? Размножение – это воспроизведение себе подобного.

Правильно, размножение – это одно из фундаментальных свойств живого. В основе которого лежит деление и рост клеток.

Формы размножения, как вы отметили, это бесполое и половое.

Вспомните определение бесполого и полового размножения. Размножение при котором участвует только одна родительская особь, называется бесполым размножением. При половом размножении участвуют две родительские особи.

Бесполое размножение.

Половое размножение.

Почему бесполое размножение обеспечивает постоянство набора хромосом в поколениях? На этот вопрос мы получим ответ после изучения новой темы.

III. Мотивация учебной деятельности школьников

Ребята, посмотрите пожалуйста на рисунки. Что на них изображено? Органы размножения растений.

Правильно! А для какого вида размножения свойственны эти органы? (Бесполое размножение)

Молодцы! Как вы уже наверно поняли тема нашего сегодняшнего урока “Бесполое размножение.

Бесполое размножение – это способ размножения организмов, при котором начало новым особям дает одна или несколько соматических клеток материнского организма. Бесполое размножение в ходе эволюции возникло очень рано. В основе его лежит деление клетки путем митоза. Благодаря митозу поддерживается постоянство числа хромосом в клеточных поколениях, т.е. дочерние клетки получают такую же генетическую информацию, которая содержится в ядре материнской клетки.

В природе существуют одноклеточные и многоклеточные организмы. Многие из них размножаются бесполым путем. (Бактерия, инфузория туфелька, гидра, грибы, папоротник)

Подумайте, какими способами размножаются эти организмы? Бактерия - делением клетки, грибы и папоротники – спорами, гидра - почкованием и половым путем, растения – вегетативным и половым путем.

Правильно. Таким образом, бесполое размножение имеет много способов: деление клетки, спорообразование, почкование и вегетативное размножение.

Рассмотрим более подробно процесс бесполого размножения у различных организмов.

Работая с текстом учебника и таблицей, вам нужно привести примеры организмов и записать их в таблицу

Таблица 1

Способы бесполого размножения

Вначале идет совместное заполнение таблицы, затем учащиеся переходят к самостоятельному ее заполнению, используя материал учебника. Третья графа заполняется учащимися.

Изучив и заполнив таблицу, к какому выводу вы пришли?

Вывод.

Способов бесполого размножения очень много и они разнообразны.

Бесполое размножение широко распространено в природе.

Чем отличается вегетативное размножение от споро-образования, деления клеток, почкования? Вегетативное размножение – это размножение частями многоклеточного организма. Например, растения размножаются корнями, побегами.

Эти способы бесполого размножения жизнь начинают из одной клетки, а вегетативное размножение из клеток частей тела многоклеточного организма.

IV. Обобщение и систематизация изученных на уроке понятий и ранее усвоенных знаний

Продолжите перечисление способов вегетативного размножения в виде самостоятельной работы.

Таблица 2

Вегетативное размножение растений

Ответы: 1 - выводковые почки, 2 - черенок, 3 - лист, 4 – клубень, 5 – луковица, 6 – корневище, 7 – усы, 8 - отводки.

Значение бесполого размножения:

Быстрое и энергетически выгодное размножение;

Не зависит от окружающей среды, наличия партнера или насекомых-опылителей;

Полностью сохраняет набор генов и признаков, что бывает полезно в неизменных условиях среды;

Широко применяется в растениеводстве.

V. Подведение итогов урока

Почему при всем разнообразии способов вегетативного размножения новые организмы в точности повторяют генотип материнского организма?

Какой цитологический процесс приводит к тому, что бесполое размножение не сопровождается повышением генетического разнообразия?

Вывод урока.

1. При бесполом размножении новые особи образуются из одной или нескольких клеток материнского организма путем митотических делений. Т.о. их клетки получают ту же самую наследственную информацию, которая содержалась в клетках материнского организма.

2. Следовательно, новые организмы, возникшие бесполым путем, генетически являются точными копиями материнского.

VI. Домашнее задание

Вашим домашнем заданием является составление кроссворда на тему “Бесполое размножение”.

Использованная литература.

1. Биология. 10 класс: поурочные планы по учебнику В.Б.Захарова, С.Г.Мамонтова, С.И.Сонина /авт.-сост. Т.И.Чайка. - Волгоград: Учитель, 2006. -205 с.
2. Общая биология: Учеб.для 10-11 кл. шк. с углубл. изуч. биологии / А.О.Рувинский, Л.В.Высоцкая, М.С.Глаголев и др.; Под ред. А.О.Рувинского. -М.: Просвещение, 1993. -544 с.: ил.
3. Учебник биологии для 10-11 кл. общеобразоват. учеб. заведений /В.Б.Захаров, С.Г.Мамонтов, Н.И.Сонин. 5-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2002.

4. Формы размножения организмов

Преемственность поколений организмов в природе осуществляется за счет воспроизведения. Размножение - это способность организма воспроизводить себе подобных. В природе существует два типа размножения: бесполое и половое.

Виды бесполого размножения

Бесполое размножение - образование нового организма из одной клетки или группы клеток исходного материнского организма. В этом случае в размножении участвует только одна родительская особь, которая передает свою наследственную информацию дочерним особям. При бесполом размножении образуются идентичные потомки. Единственным источником изменчивости являются случайные наследственные изменения, которые могут возникнуть в процессе индивидуального развития.

В основе бесполого размножения лежит митоз. Встречается несколько видов бесполого размножения.

Интересно бесполое размножение у бактерий (рис. 7).

Рис. 7. Бесполое размножение бактерии: А - общая схема размножения; Б - схема деления клетки

Кольцевая молекула ДНК закрепляется на клеточной мембране и реплицируется. В клетке начинает образовываться поперечная перегородка со стороны прикрепления молекул ДНК. Затем поперечная перегородка раздваивается, перемещая закрепленные ДНК в разные части клетки. Рибосомы равномерно распределяются между двумя дочерними клетками, образуется перетяжка, которая разделяет клетку на две дочерние.

Почкование - это форма бесполого размножения, при которой от родительской особи отделяется небольшой вырост (почка) и образуется дочерний организм. Новый организм развивается из группы клеток исходного организма. Такой вид бесполого размножения характерен для кишечнополостных (гидры) и некоторых других животных и растений. Почкованием размножаются и одноклеточные грибы - дрожжи. В отличие от простого деления, при почковании материнская клетка делится на неравные части, отпочковывая постоянно меньшую дочернюю клетку (рис. 8, Б).

Рис. 8. Виды бесполого размножения: А - простое деление надвое эвглены зеленой (продольное); Б - почкование дрожжей и гидры; В - споруляция мхов; Г - вегетативное размножение листьями бегонии

Размножение спорами (споруляция ) характерно для споровых растений (водорослей, мхов, папоротников). Размножение происходит с помощью специальных клеток - спор, образующихся в материнском организме (рис. 8, В). Спора представляет собой небольшую клетку, состоящую из ядра и небольшого количества цитоплазмы. Они образуются в большом количестве в исходном материнском организме. Каждая спора, прорастая, дает начало новому организму. Так как они микроскопически малы, то легко переносятся ветром, водой или другими организмами, что способствует расселению этих растений. Спорами размножаются и грибы, например пенициллум, шляпочные грибы.

Вегетативное размножение - это размножение отдельными органами, частями органов или тела. Вегетативное размножение чаще всего встречается у растений, которые могут размножаться корнями, побегами и частями побегов (стеблями, листьями), видоизмененными побегами. Способы вегетативного размножения растений весьма разнообразны. Это размножение луковицами (тюльпан), подземными столонами - клубнями (картофель), корневищами (пырей), корневыми шишками (георгин), отводками (смородина), корневыми отпрысками (малина), листьями (бегония, фиалка), надземными столонами - усами (земляника) и т. д. (рис. 8, Г).

Фрагментация - это разделение особи на две и более части, каждая из которых может дать начало новому организму. Этот способ основан на регенерации - способности организмов восстанавливать недостающие части тела. Характерен он для низших беспозвоночных животных (кишечнополостных, плоских червей, морских звезд и др.). Тело животного, разделенное на отдельные части, достраивает недостающие фрагменты. Например, при неблагоприятных условиях плоский червь планария распадается на отдельные части, каждая из которых при наступлении благоприятных условий может дать новый организм.

Встречается фрагментация и у растений, например, многоклеточные водоросли могут размножаться частями слоевища.

Клонирование. Искусственный метод размножения, который появился сравнительно недавно, в начале 60-х гг. XX в. Он основан на получении нового организма из одной клетки исходного. Так как ядро клетки содержит весь набор хромосом, а значит, и генов, то при определенных условиях его можно заставить делиться, что приведет к образованию нового организма. В основе образования клона лежит митоз. Для клонирования растений отделяют клетки образовательной ткани и выращивают их на специальных питательных средах. Клетка растения, последовательно делясь, дает начало целому организму. Этот метод в настоящее время широко используется для получения ценных сортов растений.

Имеется опыт клонирования животных. Впервые он был поставлен английским биологом Д. Гёрдоном и дал положительные результаты в опытах с южноамериканской жабой. В качестве донора ядер были использованы клетки кишечника головастика. Ядра яйцеклеток-реципиентов разрушили ультрафиолетовыми лучами и пересадили в эти клетки ядра эпителия кишечника. В результате опыта удалось получить несколько клонированных особей жабы, полностью идентичных друг другу. В 1995 г. английским ученым удалось получить клон овец, которые были похожи на исходную материнскую особь. Однако ягнята умерли в раннем возрасте, не дожив до девяти месяцев.

В 1997 г. клонированием была получена овечка Долли. Для этого были взяты ядра клеток молочной железы овцы одной породы (донор ядер) и пересажены в яйцеклетки с предварительно разрушенными ядрами овцы другой породы (реципиент). Клонированная овечка не отличалась от донора ядер, но сильно отличалась от реципиента.

Применение метода клонирования позволит не только сохранить ценных в хозяйственном отношении животных, но и безгранично размножать их. В настоящее время ведутся работы по клонированию человека, что вызывает бурные споры не только среди ученых, но и различных групп населения. Однако при помощи этого метода предполагается воспроизводить лишь отдельные органы и ткани для последующей пересадки в организм донора, а не создание отдельных индивидуумов. Этот метод позволит решить проблему несовместимости тканей различных организмов.

Особенности полового размножения

Половое размножение - это образование нового организма при участии двух родительских особей. Новый организм несет наследственную информацию от двух родителей, а образующиеся потомки отличаются генетически друг от друга и своих родителей. Этот процесс свойствен всем группам организмов, в простейшем варианте он имеет место даже у прокариот.

При половом размножении в организме формируются специальные половые клетки - гаметы мужского и женского типа, которые способны сливаться. Мужские гаметы - сперматозоиды , или спермии (если они неподвижны). Женская гамета - яйцеклетка. Гаметы отличаются от всех других клеток организма, которые называются соматическими (от лат. сома - тело). Они всегда имеют гаплоидный набор хромосом (n).

В результате слияния двух гамет диплоидный набор хромосом вновь восстанавливается. При этом половина всех хромосом является отцовской, а другая половина - материнской. Например, у человека 46 хромосом, из которых 23 получены от матери и 23 - от отца.

Половое размножение имеет целый ряд преимуществ. В результате этого процесса происходит изменение наследственной информации, а у новых особей сочетаются признаки двух родителей. Это приводит к появлению новых комбинаций признаков и генов. Половое размножение делает организм более конкурентоспособным и адаптированным к изменяющимся условиям окружающей среды, так как повышает шансы к выживанию. В процессе эволюции половое размножение оказалось более предпочтительным и прогрессивным.

Вопросы для самоконтроля

1. Какие типы размножения встречаются у организмов? Чем они отличаются друг от друга?

2. Какой тип деления клетки лежит в основе бесполого размножения?

3. Сравните размножение спорами и вегетативное размножение у растений. В чем их сходство и отличие?

4. Какое преимущество организму дает размножение спорами?

5. Охарактеризуйте особенности каждого вида бесполого размножения.

6. В чем заключаются особенности полового размножения? Какие преимущества дает такой тип размножения?

7. Какие клетки называются гаметами? В чем их особенность?