Что такое размножение спорами. Размножение у растений. Размножение одноклеточных водорослей

Размножение - это способность всех живых существ оставлять потомство со сходным строением и процессами жизнедеятельности. Выделяют 2 главных способа размножения - бесполое и половое.

Бесполое размножение

При бесполом делении, где задействована только одна особь, процесс размножения происходит без формирования гамет. Потомство формируется за счет отпочковывания от материнского организма или откладывания в спецорганах.

Существуют следующие виды бесполого размножения:

Деление - преимущественно встречается у простейших организмов, при этом исходная материнская клетка разделяется на две части, образуя идентичное дочернее поколение.

Выделяют следующие подвиды:

• Деление надвое — свойственно доядерным видам;
• митотическое деление — встречается у простейших;
• множественное деление — типичное явление для малярийного плазмодия.

Почкование - характеризуется формированием дочерних организмов в виде выпячиваний на материнском теле. После созревания они отделяются от тела родителя и развиваются дальше самостоятельно. Если дочерние формы не отпочковываются и сохраняют связь с материнским организмом, формируются колонии (представители типа стрекающие).

Фрагментация - процесс, при котором зрелые особи развиваются из отдельных частей тела взрослой особи (первичноротые, хирофитовые водоросли, водяная чума). Фрагментация возможна благодаря регенеративным способностям организма.

Полиэмбриония - новые особи формируются при разделении зародыша на несколько частей (однояйцевые близнецы).

Вегетативное размножение - зарождение новых особей идет из отдельных органов материнского организма. Формирование молодого растения возможно из корневой системы, ветвей или листьев (редко).

Корень служит основой для образования придаточных почек, из которых развиваются надземные побеги. Новообразованные побеги крепятся к почве с помощью добавочных корней. После гибели материнского корня, проросшие растения начинают самостоятельную жизнь.

Вегетативное размножение способствует быстрому распространению калины, осота, кипрея узколистого. Растения из семейства бобовые или рода Вербейник размножаются при помощи поверхностных побегов, которые стелются по земле и в местах соприкосновения почвы и узлов побегов прорастают добавочные корни. Так растение начинает самостоятельное развитие.

Спорообразование - характерно для некоторых простейших и растений, которые могут образовывать споры. Споровые клетки, попадая во влажную среду, развиваются, достигая зрелости. Формирование споровых клеток идет в спорангиях – специальных органах покрытосеменных растений. У грибов и водорослей споры образуются из всех клеток тела.

Клонирование - один из видов бесполого размножения, применяемый учеными для копирования исходного генетического материала. Так получают идентичные копии с материнских особей.

Роль бесполого размножения

Организмы, которые размножаются бесполым путем, хорошо адаптируются к плавно изменяющимся условиям окружающей среды. Их потомство всегда множественное, быстро созревает и начинает тоже делиться, что способствует росту численности популяции. Хорошо известные виды с бесполым размножением: гидра, амеба, дрожжевые грибы.

Все клетки нашего организма постоянно обновляются, это возможно благодаря бесполому размножению. Соматические клетки делятся в процессе митоза.

Учитывая быстрые темпы созревания и деления, растения и животные, которые делятся бесполым путем, часто используются селекционерами.

Половое размножение

Половое размножение осуществляется при взаимодействии пары разнополых особей. Они имеют репродуктивную систему, где формируются половые клетки - гаметы. Для женских особей характерно образование яйцеклеток, а для мужских - сперматозоидов.

Формирование половых клеток называют гаметогенезом, главным моментом их образования является мейоз. Во время слияния гамет происходит оплодотворение и зарождения новой жизни. Сформированная зигота не будет точной версией родителей, потому что в процессе мейоза идет перестройка генетической информации.

Гаметы у разных представителей отличаются между собой, поэтому выделяют следующие формы полового размножения: гомогамию, анизогамию и оогамию.

Гомогамия - разделение гамет на мужские и женские является условностью, потому что половые клетки организмов разных полов имеют идентичное строение и форму.

Анизогамия - половые клетки обеих полов могут передвигаться. Яйцеклетки превосходят по размеру сперматозоиды, но они почти неподвижны.

Оогамия - женские гаметы не могут самостоятельно перемещаться и намного больше мужских.

Оогамия встречается наиболее часто, свойственна многим представителям животного и растительного мира. Гомогамия и анизогамия присуща для простейших видов (фотоавтотрофные одноклеточные).

Отдельные виды водорослей и грибов могут размножаться, не образуя гамет, такие формы деления называются: гологамия и конъюгация.

В процессе гологамии одноклеточные особи с одинарным набором хроматид сливаются между собой, тем самым берут на себя роль половых клеток. Новообразованная зигота следом делится мейотическим путем, образуя 4 гаплоидные особи.

Деление путем конъюгации характерно для грибов, при этом идет слияние между гаплоидными клетками нитей таллома. После обмена информацией формируются диплоидные зародышевые клетки.

Роль полового размножения

Половое размножение важное природное явление, обеспечивающее высокий уровень изменчивости и дает возможность выживать в резко меняющихся условиях. Именно поэтому половое размножение превосходит бесполое, при котором все оставленное потомство унаследует точную копию генома родителей.

При половом делении идет перестройка генетического кода, что проявляется разнообразием признаков у потомков. Возникновение новых характеристик, адаптационных механизмов является основой для эволюционных процессов. Поэтому половое размножение занимает главное положение в природе.

Основная статья: Бесполое размножение

Бесполое размножение - форма размножения, не связанная с обменом генетической информацией между особями - половым процессом.

Бесполое размножение является древнейшим и самым простым способом размножения и широко распространено у одноклеточных организмов (бактерии, сине-зелёные водоросли, хлореллы, амёбы, инфузории). Этот способ имеет свои преимущества: в нём отсутствует необходимость поиска партнёра, а полезные наследственные изменения сохраняются практически навсегда. Однако при таком способе размножения изменчивость, необходимая для естественного отбора, достигается только за счёт случайных мутаций и потому осуществляется очень медленно. Тем не менее, следует отметить, что способность вида к бесполому размножению не исключает способности к половому процессу, но тогда эти события разнесены во времени.

Наиболее распространённый способ размножения одноклеточных организмов - деление на две части, с образованием двух отдельных особей.

Среди многоклеточных организмов способностью к бесполому размножению обладают практически все растения и грибы - исключением является, например, вельвичия. Бесполое размножение этих организмов происходит вегетативным способом или спорами.

Среди животных способность к бесполому размножению чаще встречается у низших форм, но отсутствует у более развитых. Единственный способ бесполого размножения у животных - вегетативный.

Широко распространено ошибочное мнение, что особи, образовавшиеся в результате бесполого размножения, всегда генетически идентичны родительскому организму (если не брать в расчёт мутации). Наиболее яркий контрпример - размножение спорами у растений, так как при спорообразовании происходит редукционное деление клеток, в результате чего в спорах содержится лишь половина генетической информации, имеющейся в клетках спорофита (см. Жизненный цикл растений).

Половое размножение

Половое размножение сопряжено с половым процессом (слиянием клеток), а также, в каноническом случае, с фактом существования двух взаимодополняющих половых категорий (организмов мужского пола и организмов женского пола).

При половом размножении происходит образование гамет, или половых клеток. Эти клетки обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Животным свойствен двойной набор хромосом в обычных (соматических) клетках, поэтому гаметообразование у животных происходит в процессе мейоза. У многих водорослей и всех высших растений гаметы развиваются в гаметофите, уже обладающим одинарным набором хромосом, и получаются простым митотическим делением.

По сходству-различию возникающих гамет между собой выделяют несколько типов гаметообразования:

изогамия - гаметы одинакового размера и строения, со жгутиками

анизогамия - гаметы различного размера, но сходного строения, со жгутиками

оогамия - гаметы различного размера и строения. Мелкие, имеющие жгутики мужские гаметы, называются сперматозоидами, а крупные, не имеющие жгутиков женские гаметы - яйцеклетками.

При слиянии двух гамет (в случае оогамии обязательно слияние разнотипных гамет) образуется зигота, обладающая теперь диплоидным (двойным) набором хромосом. Из зиготы развивается дочерний организм, клетки которого содержат генетическую информацию от обеих родительских особей.

Который выбирает, какие черты организмов являются благоприятными для данной среды, и какие из них неблагоприятные. Те особи, которые имеют нежелательные черты, в конечном итоге исчезнут, а организмы с «хорошими» чертами будут жить достаточно долго, чтобы размножаться и передавать эти гены следующему поколению.

Существует два типа размножения: половое и бесполое. Половое размножение предусматривает слияние мужских и женских половых клеток во время оплодотворения, которые в итоге создадут потомство частично похожее на родителей. Бесполое размножение требует только одного родителя, который передаст все свои гены потомству. Это означает, что нет смешивания генов, и потомство на самом деле является клоном родителя (запрещающим какие-либо мутации).

Бесполое размножение обычно распространено в менее сложных видах и является довольно эффективным. Не нужно искать партнера для размножения, и один родитель способен передать все свои черты следующему поколению. Однако без разнообразия естественный отбор не может работать, и, если нет мутаций, чтобы создать более благоприятные черты, виды, размножающиеся таким способом, могут не выжить в среде, которая постоянно изменяется.

Существует несколько различных видов бесполого размножения. Давайте рассмотрим некоторые наиболее распространенные.

Бинарное деление

Почти все размножаются . Этот вид размножения очень похож на процесс митоза . Однако, поскольку нет, а ДНК прокариот обычно находится только в одном кольце, этот процесс не такой сложный, как . Бинарное деление начинается с одной клетки, которая копирует ее ДНК и затем делится на две идентичные клетки.

Это очень быстрый и эффективный способ создания потомства для бактерий, и подобных типов клеток. Однако, если бы в процессе размножения происходила мутация ДНК, это могло бы изменить генетику потомства, и они больше не были бы идентичными клонами.

Почкование

Другой вид бесполого размножения называется почкованием. Почкование происходит когда новый организм или потомство вырастает со стороны родителя через часть, называемую почкой. Потомок остается привязан к предку, пока не достигнет зрелости и не станет независимым организмом. У одного родителя может быть много почек и много потомков одновременно.

С помощью почкования могут размножаться как одноклеточные организмы, такие как дрожжи, и многоклеточные, такие как гидры. Опять же, потомство является клоном родителя, если не происходит какая-либо мутация во время копирования ДНК или размножения клеток.

Фрагментация

Некоторые виды организмов имеют множество жизнеспособных частей, которые могут жить независимо от одной особи. Эти виды способны размножаться бесполым способом размножения, известном как фрагментация. Она происходит, когда часть индивидуума отделяется, и из нее образуется совершенно новый организм. Исходный организм также восстанавливает часть тела, которая отделилась. Эта часть может оторваться естественным путем или во время травмы, либо другой ситуации, угрожающей жизни.

Наиболее известным организмом, который подвергается фрагментации, является морская звезда. Морские звезды могут отделить от тела любую из своих пяти рук, которые затем станут их потомством. Это в основном связано с их радиальной симметрией. У них центральное нервное кольцо посередине, которое разветвляется на пять лучей или рук. Каждая рука имеет все элементы, необходимые для создания совершенно новой особи путем фрагментации. , некоторые плоские черви и грибы также могут размножаться с помощью фрагментации.

Партеногенез

Чем сложнее организмы, тем более вероятно, что они будут подвергаться половому, а не бесполому размножению. Однако есть некоторые сложные животные и растения, которые способны размножаться через партеногенез, когда это необходимо. Это не является предпочтительным методом размножения для большинства этих видов, но он может стать единственным способом оставить после себя потомство по разным причинам.

Партеногенез - это вид размножения, когда потомство появляется из неоплодотворенного яйца. Отсутствие доступных партнеров, непосредственная угроза жизни самки или другие подобные ситуации могут привести к тому, что партеногенез будет необходим для сохранения вида. Разумеется, это не будет идеальным вариантом, потому что потомок станет клоном матери.

Некоторые животные, которые могут размножатся с помощью партеногенеза, включают насекомых (пчелы и кузнечики), ящериц (комодский варан), и очень редко встречаются у птиц.

Размножение спорами

Многие растения и грибы используют споры как вид бесполого размножения. Эти типы организмов подвергаются жизненному циклу, называемому , при котором они проходят разные фазы своей жизни, характеризующиеся наличием или . Во время диплоидной фазы они называются спорофитами и производят диплоидные споры, которые используются для бесполого размножения. Виды, которые образуют споры, не нуждаются в партнере или оплодотворении, чтобы произвести потомство. Так же, как и все другие виды бесполого размножения, потомство организмов, которые размножаются, является клонами родителя. Примеры организмов, производящих споры, включают грибы и папоротники.

Важное свойство всех организмов - размножение, обеспечивающее поддержание жизни.

Размножение, осуществляемое без участия половых клеток, называется бесполым размножением.

Бесполое размножение

Бесполое размножение характеризуется тем, что дочерние клетки по содержанию наследственной информации, морфологическим, анатомическим и физиологическим особенностям полностью идентичны родительским. Бесполое размножение осуществляется с помощью отдельных (бесполых) клеток (различные способы деления, спорообразование), из которых образуются дочерние клетки или развиваются многоклеточные организмы.

Вегетативное размножение обеспечивается отделением от материнского многоклеточного организма многоклеточных участков (корня, листа, побега, черенка, отводка, а также видоизмененного подземного побега - клубня, луковицы, корневища у растений и участков тела, «почек» — У животных).

Биологическое значение бесполого и вегетативного размножения в том, что за короткий период можно значительно увеличить численность вида.

Половое размножение

Половое размножение характеризуется обменом генетической информации между женскими и мужскими особями через особые гаплоидные половые клетки — гаметы.

Гаметогенез - процесс образования гамет.

Половое размножение существует почти у всех растений и животных. Созревшие высокоспециализированные половые клетки — гаметы: женские - яйцеклетки, мужские - сперматозоиды - при слиянии образуют зиготу, из которой развивается новый дочерний организм. По достижении половой зрелости новый организм в свою очередь производит гаметы, дающие начало следующим потомкам. Так осуществляется преемственность поколений.

Гаметы формируются, из диплоидных клеток путем специального типа клеточного деления - мейоза.

Процесс мейоза состоит из двух последовательных делений - мейоза и мейоза.

Главная особенность мейоза заключается в уменьшении числа хромосом в 2 раза.

Сравнивая митоз и мейоз» можно отметить следующее их сходство и отличие:

В процессе формирования половых клеток у животных уменьшение числа хромосом происходит на последнем этапе овогенеза и сперматогенеза (образования женских и мужских половых клеток).

Сливаясь, гаметы образуют зиготу (оплодотворенную яйцеклетку), которая несет задатки обоих родителей, благодаря чему резко увеличивается наследственная изменчивость потомков. В этом заключается преимущество полового размножения над бесполым.

Разновидности размножения

Разновидностью полового размножения являются партеногенез (от лат. «партенос» - девственница + гр. «генезис» - рождение), при котором развитие нового организма происходит из неоплодотворенной яйцеклетки (у пчел). Конъюгация - две особи сближаются и обмениваются наследственным материалом (инфузория).

Копуляция - слияние в одну двух равных по размерам клеток (колониальные жгутиковые и др.)

У высших растений мейоз осуществляется не при формировании гамет, а на более раннем этапе развития - при образовании спор (у покрытосеменных - при образовании пыльцы и зародышевого мешка).

Для покрытосеменных растений характер процесс двойного оплодотворения, открытый С. Г. Навашиным в 1898 г.

Особенность оплодотворения у цветковых растений в отличие от животных состоит в том, что в нем участвует не один, а два спермин, в связи с чем оно получило название двойного оплодотворения. Сущность его заключается в том, что один сперматозоид сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной диплоидной клеткой, из которой дальше развивается эндосперм.

В природе широко распространено размножение с чередованием полового и бесполого поколений у растений и некоторых животных (кишечнополостные). Этот тип размножения подробно описан в первой части пособия.

Учитель: Здравствуйте, дорогие ребята.

Учитель : Сегодня у нас новая тема, а какая вы мне подскажите сами.

Живая природа разнообразна. Но ничто не вечно. Каждую секунду на Земле гибнет астрономическое количество живых существ. Каковы причины этих трагедий?

Ответы учащихся :

Вопрос: Благодаря какому универсальному свойству организмов

жизнь на Земле продолжается?

- Учитель: Верно, благодаря размножению. Размножение организмов – основное свойство живого.

Учитель : вы знаете, что существуют два типа размножения. Какие?

(ответы учащихся).

Значит, тема нашего урока звучит «Бесполое размножение и его формы»

Жизнь на Земле зародилась миллионы лет назад. В процессе эволюции одни организмы сменялись другими. Почему те организмы, которые жили в далекие времена, похожи на ныне живущие организмы? Каков механизм передачи наследственной информации от предков к потомству?

Учитель: Сегодня мы вспомним об особенностях и способах бесполого размножения.

Учитель: Как вы думаете, чем характеризуется бесполое размножение?

Характеризуется тем, что новая особь развивается не из половых, а из соматических клеток, тем самым обеспечивается однородность потомства.

Учитель: Итак, размножение-это ….

Благодаря этому уникальному свойству всех живых организмов жизнь на нашей планете существует и продолжается. Это единственный путь к бессмертию, именно в размножении заключается смысл жизни любого живого организма. Про этот процесс еще говорят « Это процесс, с помощью которого Жизнь умудряется обвести вокруг пальца Время»

Учитель: Что лежит в основе размножения? (деление клетки)

Учитель: Какое размножение называют бесполым?

Принимает участие одна особь

Без участия половых клеток

В основе митоз

Дочерние организмы – копия материнского

Преимущество - быстрое увеличение численности

Недостаток? - не обеспечивает выживания в непостоянной среде.

Учитель: Какие формы бесполого размножения вы знаете?(ответы учащихся)

Деление клетки, спорообразование, вегетативный, почкование, фрагментация

Учитель : Итак, составим схему вы в тетрадях, а у меня на доске.

Бесполое размножение широко распространено в природе, наиболее распространено оно у одноклеточных, но часто встречается и у многоклеточных. Для бесполого размножения характерны следующие особенности:

При бесполом размножении принимает участие только одна особь;

Осуществляется без участия половых клеток;

В основе размножения лежит митоз;

Дочерние организмы возникающий из материнского, являются точной его копией. Потомки идентичны и являются точными генетическими копиями материнской особями.

Преимущество – быстрое увеличение численности.

Партеногенез - единственная форма размножения из половой клетки «яйцеклетки», без оплодотворение, (делаются записи в тетради).

Гермафродитизм – наличие у одной особи признаком мужского и женского пола. В переводе «Мифическое обоеполое существо», от имён греческих богов «Гермес и Афродита».

Учитель: Дадим краткую характеристику каждого способа размножения. Давая характеристику каждому способу, вы заполняете таблицу у себя.

Деление – способ бесполого размножения , при котором материнская особь делится на две и более дочерние клетки. Этот способ характерен для одноклеточных организмов.

Можно выделить: а) простое бинарное деление (прокариоты)

б) митотическое бинарное деление(простейшие, одноклеточные водоросли)

в) множественное деление, или шизогонию (малярийный

плазмодий, трипаносомы).

Почкование – способ бесполого размножения , при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи

Фрагментация - способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации. Если мы нечаянно разделим медузу или червя, то, что произойдет? Правильно восстановление частей тела утраченных. И называется это- регенерация.

Можем резать гидру смело

Восстановит свое тело

Это не сенсация

А регенерация.

Спорообразование или споруляция – размножение посредством спор. Споры – специализированные клетки, у большинства видов образуются в особых органах спорангиях. (мхи, лишайники, грибы) У высших растений образованию спор, предшествуют мейоз. (хвощи, плауны, папоротники)

Для 10 класса информация :

Полиэмбриония – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион.

Этот способ размножения происходит во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцовые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола.

Учитель: Как мы увидели из предыдущих примеров процесс бесполого размножения возможен не только у растений, но и у животных. Такое размножение встречается редко (из-за высокой специализации клеток), но встречается у губок, плоских и некоторых кольчатых червей.

Учитель: Еще один способ бесполого размножения, который мы с вами не рассмотрели - это вегетативный. Вегетативное - что это такое?

Вегетативное размножение широко распространено среди растений. Мы часто видим заросли папоротника, ивы, ландыша, крапивы и других растений. Новые особи образуются из надземных или подземных частей материнского организма. Подобным образом размножаются и многие культурные растения. Способов вегетативного размножения много, с некоторыми из них вы сегодня познакомитесь, и, надеюсь, в будущем будете использовать их у себя в огороде, в саду, или дома.

Учитель: Процесс размножения неразрывно связан со свойствами живых организмов: наследственностью, изменчивостью, дискретностью.

Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение.

Изменчивость – всеобщее свойство живых организмов приобретать отличия от особей, как других видов, так и своего вида.

Процесс размножения исключительно сложен и связан не только с передачей генетической информации от родителей к потомству, но и анатомическими и физиологическими свойствами организмов, их поведением, гормональным контролем.

В основе размножения и индивидуального развития организма лежит деление клетки. Клетка не только единица строения, но и единица размножения, и единица развития, клетка – генетическая единица живого.

Учитель: Сегодня мы с вами рассмотрели бесполое размножение - его преимущества и недостатки. Так же мы знаем преимущества полового размножения. Но у меня возник вопрос при подготовке к уроку.

Вопрос:

Какая форма бесполого размножения характерна для мхов и папоротников?

Какая форма бесполого размножения наиболее характерна для гидры, дрожжей?

Какая форма бесполого размножения характерна для планарии, некоторых кольчатых червей?

Верно ли суждение: Бесполое размножение увеличивает наследственную изменчивость организмов?

Верно ли суждение: при бесполом размножение все дочерние особи являются точной копией материнской?

А1. При бесполом размножении:

Родитель только один

Родителей двое

Один и тот же организм выполняет роль обоих родителей

Родителей совсем нет

А2. Бесполое размножение происходит:

С участием половых клеток

Без участия половых клеток

Только с помощью спор

Только путем почкования

А 3. В результате размножения изменяются

Размеры организма

Численность организма

Масса организма

Форма организма

А4. Тюльпаны размножаются

Клубнями

Луковицами

Черенками

Отводками

Верны ли утверждения. (Работает весь класс одновременно: да – зелёный цвет, нет – красный)

Спорообразование характерно для гидры. -

Зелёная эвглена размножается путём деления клетки. +

При бесполом размножении участвует одна особь. +

Гермафродит - обоеполый организм. +

Мхи и папоротники размножаются почкованием. -

При бесполом размножении потомство генетически сильно отличается от родительских организмов. –

Для простейших характерно деление пополам. +

Размножение – это процесс воспроизведения себе подобных. +

Гидра размножается почкованием. +

Виноград, смородина, крыжовник, ива размножаются черенками. +

В бесполом размножении участвуют одна особь. +