1. Размножение делением
Деление свойственно, прежде всего, одноклеточным организмам. Как правило,
оно осуществляется путем простого деления клетки надвое. У некоторых простейших
(например, фораминифер) происходит деление на большее число клеток. Во всех
случаях образующиеся клетки полностью идентичны исходной.
Крайняя простота
этого способа размножения, связанная с относительной простотой организации
одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро. Так, в
благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые 30–60 минут.
Размножающийся бесполым путем организм способен бесконечно воспроизводить себя,
пока не произойдет спонтанное изменение генетического материала – мутация.
3. Вегетативное размножение
Другой вариант бесполого размножения осуществляется путем отделения от
организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них
развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и
кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или
клубнями.
Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным
размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Вегетативное
размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может
случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной
комбинацией признаков.
У семян данного растения эта удачная комбинация почти
наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового
размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь
обычно используют вегетативное размножение — отводками, черенками или
прививками почек на другие деревья.
Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму
особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а
тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них
условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к
половому размножению.
Принципиальное отличие полового размножения от бесполого состоит в том,
что в нем участвуют обычно два родительских организма, признаки которых
перекомбинируются у потомства. Половое размножение свойственно всем эукариотам,
но преобладает оно у животных и высших растений.
Переход к этому типу размножения имел огромное значение для эволюции жизни
на Земле. Половое размножение создает бесконечное разнообразие особей, в том
числе и таких, которые успешно адаптируются к изменчивым внешним условиям,
«завоевывают мир», распространяясь в новые места обитания, и оставляют
потомство, передавая ему свой наследственный материал.
Потомки же двух успешных
родительских особей могут оказаться обладателями еще более удачной комбинации
наследственных признаков, и соответственно они разовьют успех родителей. Особи
с неудачной комбинацией признаков будут элиминированы естественным отбором.
Таким образом, половое размножение создает богатый материал для естественного
отбора и эволюции. Любопытно и другое: само возникновение особи как
индивидуальности, неделимого и смертного существа, является результатом
перехода к половому размножению.
При бесполом размножении клетка бесконечно
делится, повторяя саму себя: она потенциально бессмертна, но особью может быть
названа только условно, так как не отличима от неопределенного множества
дочерних клеток. При половом размножении, напротив, все потомки различаются
между собой и отличаются от родителей, а те с течением времени умирают, унося с
собой свойственные им неповторимые особенности.
Американский зоолог Р.Хегнер,
обсуждая простейших, выразил это таким образом: «Они приобрели очередное
новшество – пол; цена этого приобретения – неминуемая естественная гибель… Не
велика ли эта цена?»[[2]] Подчеркнем
однако, что одновременно открылись возможности для развития и
совершенствования, и они привели к появлению разнообразных живых форм, не
сопоставимых по уровню организации с теми организмами, которые остановились на
бесполом размножении.
1. Половое размножение животных
Переход к половому размножению связан с появлением специализированных половых
клеток – мужских и женских гамет, в результате слияния которых (оплодотворения)
образуется зигота – клетка, из которой развивается новый организм, обладающий
новой комбинацией исходных генетических признаков.[[3]]
Половое размножение впервые появилось у простейших, но переход к нему не
был связан с немедленной утратой способности к репродукции бесполым путем: ряд
животных сохранили ее, обычно чередуя бесполое размножение с половым. Такое
чередование поколений наблюдается у некоторых простейших, кишечнополостных и
оболочников.
2. Гаметы и гонады
Основой образования гамет (гаметогенеза) служит мейоз – клеточное деление
с уменьшением вдвое числа хромосом, вследствие чего гаметы, в отличие от всех
других клеток организма, гаплоидны. Слияние гамет восстанавливает число
хромосом в зиготе до диплоидного.
Последующее деление зиготы происходит путем
митоза. Отметим, что у всех многоклеточных организмов деление всех клеток тела,
кроме половых, происходит путем митоза. Следовательно, бесполое размножение
клеток посредством деления надвое сохранилось в эволюции как основной механизм
роста и развития организма, но не его репродукции.
У многих простейших половое размножение происходит с участием
морфологически одинаковых мужских и женских гамет (у фораминифер, например, они
представлены очень мелкими клетками, образующимися в гаплоидной родительской
клетке в цикле чередования поколений). Такое явление называется изогамией. Она
свойственна только одноклеточным.
Однако уже у некоторых простейших, например споровиков, и у всех
многоклеточных организмов произошла дифференциация гамет: они стали различаться
по форме и функции – возникла гетерогамия, т.е. разделение половых клеток на яйца
(женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы).
Большинству животных свойственна т.н. оогамия: крупная неподвижная
яйцеклетка (яйцо) и мелкий подвижный сперматозоид, за счет активных движений
которого происходит его контакт с яйцом, ведущий к оплодотворению.
У губок и некоторых ресничных червей половые клетки рассеяны в теле и
выводятся через разрывы стенки тела или через ротовое отверстие, но у многих
плоских червей (а в зачаточной форме – и у гидры) появились гонады
специальные железы, продуцирующие гаметы.
Мужские гонады – это семенники,
женские – яичники. Правда, у таких гермафродитных животных, как брюхоногие
моллюски, мужские и женские половые клетки созревают в одной и той же гонаде,
но обычно в разное время, так что гонада функционирует то как семенник, то как
яичник, и самооплодотворения не происходит.
У других гермафродитных животных,
например плоских червей или пиявок, одна особь содержит и яичники, и семенники;
однако даже в случае одновременного созревания яиц и сперматозоидов животное
избегает самооплодотворения и обычно спаривается с другой особью (исключение
составляют, например, солитеры (цепни), одиночно живущие в кишечнике).
Гермафродитизм наиболее распространен у червей и моллюсков и редко встречается
у более высокоорганизованных форм – иглокожих, членистоногих и позвоночных; с
другой стороны, он довольно редок и у таких древнейших многоклеточных, как
кишечнополостные и в частности медузы.
Уже у некоторых червей и моллюсков в дополнение к гонадам сформировались
половые протоки – семяпроводы и яйцеводы. Гонады и половые протоки составляют
основные функциональные части внутренних половых органов, и они имеются у всех
более высокоорганизованных животных.
Реферат: способы размножения живых организмов. эволюция размножения
Содержание
Введение. 3
1. Половой процесс и эволюция размножения. 4
2. Бесполое размножение. 7
2.1. Размножение делением. 7
2.2. Размножение спорами. 8
2.3. Вегетативное размножение. 9
3. Половое размножение. 10
3.1. Половое
размножение животных. 11
3.2. Гаметы и гонады.. 11
3.3. Осеменение. 13
3.4. Усложнение половой системы.. 14
3.5. Спаривание. 15
4. Способы воспроизведения потомства. 17
Заключение. 22
Литература. 23
Размножение, или репродукция, присущая всем живым существам функция
воспроизведения себе подобных. В отличие от всех других жизненно важных функций
организма, размножение направлено не на поддержание жизни отдельной особи, а на
сохранение ее генов в потомстве и продолжение рода – тем самым на сохранение
генофонда популяции, вида, семейства и т.д.
В ходе эволюции у разных групп
организмов сформировались – во многих случаях независимо – разные пути и
стратегии размножения, и тот факт, что эти группы выжили и существуют,
доказывает эффективность разных способов осуществления данного процесса.
Все разнообразие способов размножения можно разделить на два основных
типа: бесполое (его вариант – вегетативное) размножение и половое размножение.
Многие организмы, размножающиеся бесполым путем, все же изобрели ряд
способов, с помощью которых они время от времени совершают обмен генетическим
материалом между двумя клетками одного вида. Такой обмен получил название
полового процесса. У большинства форм он осуществляется путем конъюгации
(соединения).
Классический пример конъюгации демонстрируют инфузории. Две их
особи временно соединяются ротовыми аппаратами, и между ними образуется
цитоплазматический мостик, по которому происходит обмен ядерным материалом.
Этому обмену предшествует мейотическое деление ядра (микронуклеуса). По
завершении обмена клетки расходятся и затем размножаются путем деления
(митоза).
У некоторых бактерий при конъюгации происходит однонаправленный перенос
линейной последовательности генов хромосомы от «мужской» клетки (донора) к
«женской» (реципиенту), причем величина переносимого фрагмента обычно зависит
от времени контакта клеток.
Таким образом, половой процесс сводится не к размножению, а к созданию в
клетке новых комбинаций генов; собственно размножение происходит бесполым
путем.
Чередование поколений. Многие организмы могут размножаться как бесполым,
так и половым путем. При этом говорят о разных поколениях данного вида. Если
они закономерно сменяют друг друга, такое явление называется чередованием
поколений. Границей, разделяющей половое и бесполое поколение в цикле развития
является процесс оплодотворения.
Клонирование. В феврале 1997 года биомедицинская наука зафиксировала факт
искусственного создания млекопитающего. Овца Долли – генетическая копия матери,
полученная путем клонирования. Современная культура с понятием «клонирование»
связывает технологию размножения живых организмов, в результате которой из
одной клетки получаются генетически идентичные особи.
Новая технология
логически соединяет методы искусственного оплодотворения in vitro и
генетическое «проектирование» или моделирование наследственности. Другими
словами, если с помощью искусственного оплодотворения осуществляется борьба за
возможность возникновения жизни, а с помощью генетики пытаются решить вопрос о
ее качестве (например, освобождение с помощью молекулярной хирургии от
неизлечимых болезней), то клонирование «призвано» бороться за возможность
возникновения жизни с определенными качественными параметрами.
Так, создатели овцы Долли приступили к экспериментам с человеческими
генами. Ген человека был имплантирован в ядро соматической клетки взрослой
овцы. Результат эксперимента – овечка Поли – существо, способное давать
целебное (с человеческим белком) молоко.
Эксперименты дают вполне конкретный
ответ на поставленный выше вопрос о возможности человеческого соавторства
биологической эволюции. Именно поэтому они не сглаживают, но обостряют
этические проблемы. Если опыты по клонированию животных из соматических клеток
взрослого организма – это осуществление мечты нескольких поколений
селекционеров, то осуществлением «мечты» какого «селекционера могут стать опыты
по клонированию человека, т.е. по дублированию людей с определенным набором
способностей?
Слово «мечта» здесь не уместно, в данном случае речь может идти
только об умысле, с полным сохранением отрицательного содержания этого слова,
ведь речь идет о возможностях прагматического использования человеческих
существ, включая человеческие эмбрионы.
Эволюция размножения шла, как правило, в направлении от бесполых форм к
половым, от изогамии к анизогамии, (Гаметы) от участия всех клеток в
размножении к разделению клеток на соматические и половые, от наружного
оплодотворения к внутреннему с внутриутробным развитием (Половая система) и
заботой о потомстве.
Темп размножения, численность потомства, частота смены
поколений наряду с другими факторами определяют скорость приспособления вида к
условиям среды. Например, высокие темпы размножения и частая смена поколений
позволяют насекомым в короткий срок вырабатывать устойчивость к ядохимикатам.
Бесполое размножение, или агамогенез — форма размножения, при которой
организм воспроизводит себя самостоятельно, без всякого участия другой особи.
Следует отличать бесполое размножение от однополого размножения
(партеногенеза), который является особой формой полового размножения.
Крайняя простота этого способа размножения, связанная с относительной
простотой организации одноклеточных организмов, позволяет размножаться очень быстро.
Так, в благоприятных условиях количество бактерий может удваиваться каждые
30–60 минут. Размножающийся бесполым путем организм способен бесконечно
воспроизводить себя, пока не произойдет спонтанное изменение генетического
материала – мутация.
Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму
особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а
тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них
условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к
половому размножению.
Рефераты по биологии | материал по биологии (11 класс) на тему: | образовательная социальная сеть
Примерные темы рефератов
Органические вещества растительной клетки, доказательства их наличия в растении.
Неорганические вещества клеток растений. Доказательства их наличия и роли в растении.
Био-, макро-, микроэлементы и их роль в жизни растения.
Практические доказательства образования органических веществ в растении путем фотосинтеза. Повышение продуктивности фотосинтеза в искусственных экологических системах.
Доказательства передвижения органических и неорганических веществ в растении.
Создание и поддержание культур бактерий, одноклеточных водорослей, простейших. Наблюдения за их строением и жизнедеятельностью.
Наблюдения за экологическим исключением трофически близких видов простейших при совместном обитании.
Доказательства разной интенсивности метаболизма в разных условиях у растений и животных.
Витамины, ферменты и гормоны и их роль в организме. Нарушения при их недостатке и избытке.
Прокариотические организмы и их роль в биоценозах.
Практическое значение прокариотических организмов (на примерах конкретных видов).
Клетка эукариотических организмов. Мембранный принцип ее организации.
Структурное и функциональное различие растительной и животной клеток.
Митохондрии как энергетические станции клеток. Стадии энергетического обмена в различных частях митохондрий.
Строение и функции рибосом и их роль в биосинтезе белка.
Ядро как центр управления жизнедеятельностью клетки, сохранения и передачи наследственных признаков в поколениях.
Клеточная теория строения организмов. История и современное состояние.
Биологическое значение митоза и мейоза.
Бесполое размножение, его многообразие и практическое использование.
Половое размножение и его биологическое значение.
Чередование полового и бесполого размножения в жизненных циклах хвощей, папоротников, простейших. Биологическое значение чередования поколений.
Партеногенез и гиногенез у позвоночных животных и их биологическое значение.
Эмбриологические доказательства эволюционного родства животных.
Биологическое значение метаморфоза в постэмбриональном развитии животных.
Влияние окружающей среды и ее загрязнения на развитие организмов.
Влияние курения, употребления алкоголя и наркотиков родителями на эмбриональное развитие ребенка.
Закономерности фенетической и генетической изменчивости.
Наследственная информация и передача ее из поколения в поколение.
Драматические страницы в истории развития генетики.
Успехи современной генетики в медицине и здравоохранении.
Центры многообразия и происхождения культурных растений.
Центры многообразия и происхождения домашних животных.
Значение изучения предковых форм для современной селекции.
История происхождения отдельных сортов культурных растений.
История развития эволюционных идей до Ч.Дарвина.
«Система природы» К.Линнея и ее значение для развития биологии.
Эволюционные идеи Ж.Б.Ламарка и их значение для развития биологии.
Предпосылки возникновения эволюционной теории Ч.Дарвина.
Современные представления о механизмах и закономерностях эволюции.
Формирование устойчивых популяций микроорганизмов и вредителей культурных растений к воздействию ядохимикатов как доказательство их адаптивных возможностей.
Адаптивная радиация организмов (на конкретных примерах) как результат действия естественного отбора.
Араморфозы в эволюции позвоночных и беспозвоночных животных.
Современные представления о зарождении жизни.
Различные гипотезы происхождения.
Принципы и закономерности развития жизни на Земле.
Ранние этапы развития жизни на Земле.
Причины и возможная история выхода на сушу растений и животных.
Расцвет рептилий в мезозое и возможные причины исчезновения динозавров.
Современные представления о происхождении птиц и зверей.
Влияние движения материков и оледенений на формирование современной растительности и животного мира.
Эволюция приматов и этапы эволюции человека.
Современный этап развития человечества. Человеческие расы. Опасность расизма.
Воздействие человека на природу на различных этапах развития человеческого общества.
Причины и границы устойчивости биосферы к воздействию деятельности людей.
Биоценозы (экосистемы) разного уровня и их соподчиненность в глобальной экосистеме – биосфере.
Видовое и экологическое разнообразие биоценоза как основа его устойчивости.
Различные экологические пирамиды и соотношения организмов на каждой их ступени.
Пути повышения биологической продуктивности в искусственных экосистемах.
Сукцессии и их формы.
Роль правительственных и общественных экологических организаций в современных развитых странах.
Рациональное использование и охрана (конкретных) невозобновимых природных ресурсов.
Рациональное использование и охрана (конкретных) возобновимых природных ресурсов.
Опасность глобальных нарушений в биосфере. Озоновые «дыры», кислотные дожди, смоги и их предотвращение.
Экологические кризисы и экологические катастрофы. Предотвращение их возникновения.
Устойчивое развитие природы и общества.
