Reproducerea sexuală și tipurile acesteia. Reproducerea sexuală și asexuată, principalele lor tipuri și forme
Este cel mai vechi?
2. Sunt toate vieţuitoarele capabile de reproducere?
Reproducerea este o proprietate universală a organismelor vii, constând în capacitatea legume şi fructe indivizi asemănători din propria specie. Datorită reproducerii, există o schimbare nesfârșită a generațiilor fiecărei specii. În timpul procesului de reproducere, pot apărea combinații unice de material genetic, ducând la apariția unor modificări ereditare în organism. Astfel, apare diversitatea genetică a indivizilor dintr-o singură specie și se pun bazele pentru variabilitatea și evoluția ulterioară a speciei.
Reproducere - conditie necesara existența vieții pe Pământ.
Reproducere asexuată.
Cea mai veche formă de reproducere de pe planeta noastră este reproducerea asexuată. Ea implică divizarea unui organism unicelular (sau a uneia sau mai multor celule ale unui organism multicelular) și formarea indivizilor fiice. Această formă de reproducere apare cel mai adesea în procariotă, plante, ciuperci și protozoare, se observă și la unele specii de animale.
Tipuri de reproducere asexuată.
Să ne uităm la principalele tipuri de reproducere asexuată.
Reproducere prin diviziune.
La procariote, înainte de divizare, singurul inel se dublează, apare un sept între cei doi cromozomi fiice, iar celula se împarte în două.
Multe alge unicelulare (de exemplu, Chlamydomonas, Euglena verde) și protozoare (amoeba) se divid prin mitoză, formând două celule.
Reproducerea prin spori.
Sporii sunt celule haploide specializate ale ciupercilor și plantelor (a nu se confunda cu sporii bacterii), servind pentru reproducere și răspândire. La ciuperci și plante inferioare, sporii se formează prin mitoză, la plantele superioare - ca urmare a meiozei.
La plantele cu semințe, sporii și-au pierdut funcția de dispersie, dar sunt un pas necesar ciclu redare
Înmulțirea vegetativă.
Metodele de reproducere asexuată prezentate mai sus sunt unite de faptul că, în toate aceste cazuri, un nou organism se dezvoltă dintr-o celulă a unui părinte unicelular sau multicelular. Cu toate acestea, foarte des în timpul reproducerii asexuate a organismelor multicelulare, descendenții se dezvoltă dintr-un grup de celule părinte. Această metodă de reproducere asexuată se numește vegetativă. Există mai multe tipuri de înmulțire vegetativă. Prima dintre ele este înmulțirea plantelor prin părți ale organelor vegetative (parte a talului, tăierea tulpinii, tăierea rădăcinilor) sau modificările speciale ale lăstarilor (rizom, bulb, tubercul).
Un alt tip de propagare vegetativă este fragmentarea, proces bazat pe regenerare.
De exemplu, un fragment de corp râma dă naștere unui întreg individ. Cu toate acestea, trebuie avut în vedere faptul că în conditii naturale fragmentarea este rară, în special la viermi poliheți, mucegaiuri și unele alge (spirogyra).
Al treilea tip de înmulțire vegetativă este înmugurirea.
În acest caz, un grup de celule ale individului părinte începe să se dividă în mod concert, dând naștere unui individ fiică, care se dezvoltă de ceva timp ca parte a organismului matern și apoi se separă de acesta (hidra de apă dulce) sau formează colonii de mulți indivizi (polipi de corali).
Sensul reproducerii asexuate.
Reproducerea asexuată permite o creștere rapidă a numărului de indivizi dintr-o anumită specie în condiții favorabile. Dar cu această metodă de reproducere, toți descendenții au un genotip identic cu cel părinte. În consecință, cu reproducerea asexuată practic nu există o creștere a diversității genetice, ceea ce ar putea fi foarte util dacă este necesară adaptarea la condițiile de mediu modificate. Din acest motiv, marea majoritate a organismelor vii se reproduc periodic sau continuu pe cale sexuală.
Reproducere asexuată. Înmulțirea vegetativă.
1. Ce fel de reproducere se numește asexuat?
2. Ce tipuri de reproducere asexuată există?
3. Care este semnificația biologică a reproducerii asexuate?
Un tip special de reproducere vegetativă a organismelor este poliembrionul. În acest caz, embrionul (embrionul) animalelor superioare, la scurt timp după formare, este împărțit în mai multe fragmente, fiecare dintre ele se dezvoltă independent într-un individ cu drepturi depline. Această diviziune a embrionilor are loc, de exemplu, la armadillos. Poliembrionia include, de asemenea, formarea de gemeni identici la oameni. În acest caz, zigotul rezultat din obișnuit fertilizare, despărțindu-se, formează un embrion, care, din motive care nu sunt încă în întregime clare, este împărțit în mai multe părți. Fiecare dintre aceste părți parcurge calea dezvoltării embrionare normale, în urma căreia se nasc doi sau mai mulți copii practic identici, întotdeauna de același sex. Rata natalității gemenilor identici nu depășește una din 250 de nașteri normale. Dar uneori separarea embrionului în curs de dezvoltare este incompletă. În acest caz, apar organisme care au părți comune ale corpului sau organe interne. Astfel de gemeni identici sunt de obicei numiți siamesi, în onoarea lui Chang și Eng Banker, născuți în Thailanda (atunci Siam) (Fig. 50), Chang și Eng au fost conectați în zona pieptului printr-un ligament dens de aproximativ 9 cm ani, probabil au fost , puteau fi separați chirurgical, dar nu au fost de acord cu acest lucru. După ce s-au căsătorit cu două surori americane, au devenit fermieri prosperi, soțiile lor au avut un total de 22 de copii. Uneori natura face greșeli mai grave. În Franța, o adolescentă care suferea de anemie și curbura coloanei vertebrale a fost descoperită în mod neașteptat că avea un făt în cavitatea abdominală în timpul unui examen medical.
Cu toate acestea, acest embrion nu a fost localizat în uter, ci a fost conectat prin vasele de sânge de vasele cavității abdominale, deoarece embrionul a crescut rapid, a trebuit să fie îndepărtat chirurgical, altfel „mama” sa ar fi murit. Embrionul a ajuns la 30 cm lungime. Cum a putut apărea o asemenea greșeală a naturii? Aparent, una dintre celulele din cavitatea abdominală a fetei a început să se fragmenteze în același mod cu fragmentele unui zigot după fertilizare și a dat naștere unui nou organism uman. Cu toate acestea, embrionul a fost condamnat de la început și nu s-ar fi putut transforma niciodată într-un copil sănătos cu drepturi depline, deoarece s-a dezvoltat în locul nepotrivit și nu a fost furnizat cu hormonii și substanțele nutritive necesare. După ce embrionul a fost îndepărtat, fata și-a revenit rapid și organele ei interne, comprimate de embrionul în creștere, au început să se dezvolte normal.
Kamensky A. A., Kriksunov E. V., Pasechnik V. V. Biologie clasa a X-a
Trimis de cititorii de pe site
Această lecție este dedicată reproducerii și dezvoltării individuale a organismelor vii. În timpul lecției, veți afla despre formele procesului sexual care sunt caracteristice diferitelor grupuri de animale și plante. Cunoașteți diferitele strategii sexuale ale organismelor vii. Înțelegeți semnificația termenilor „hermafroditism”, „partenogeneză”, comparați reproducerea sexuală și asexuată. Aflați de ce oamenii și alte animale se reproduc mai degrabă sexual decât asexuat.
În reproducerea sexuală, descendenții sunt produși prin fuziunea materialului genetic din nucleele haploide. De obicei, acești nuclei sunt conținute în celulele germinale - gameți. Când se unesc, se formează un zigot diploid, din care se formează ulterior un nou organism matur.
Sensul biologic al reproducerii sexuale este de a combina informațiile genetice ale părinților, ceea ce crește diversitatea genetică a urmașilor și vitalitatea acestora.
Concepte de lecție: Hermafroditism
Speciile în care același individ este capabil să producă atât celule reproductive masculine, cât și feminine sau gameți sunt numite hermafrodite sau bisexuale.
Orez. 1. Animale hermafrodite
Acestea includ unele celenterate (obelia), viermi plati (tenie), oligohete (vierme de pământ), crustacee (ghinda de mare). Moluștele precum melcul, unii pești și șopârle și majoritatea plantelor cu flori sunt, de asemenea, bisexuale (Figura 2).
Orez. 2. Animale și plante bisexuale
Cu toate acestea, la majoritatea indivizilor hermafrodiți, dacă, desigur, condițiile permit, gameții de la diferiți indivizi participă la fertilizare, adică se observă așa-numita fertilizare încrucișată, deoarece în interiorul acesteia se observă diverse adaptări fiziologice, morfologice și chiar genetice. hermafrodita, care nu fac posibilă trecerea la autofertilizare.
Dar, de exemplu, la unele animale, ouăle și sperma nu se maturizează în același timp. În primul rând, ovulele se maturizează, apoi spermatozoizii, iar acest lucru face posibilă trecerea la fertilizarea încrucișată.
Concepte de lecție: Partenogeneză
Partenogeneza este una dintre modificările reproducerii sexuale în care gametul feminin se dezvoltă într-un nou individ fără fecundarea gametului masculin. Partenogeneza este larg reprezentată atât în regnul vegetal, cât și în cel animal. În unele cazuri, permite creșterea destul de rapidă a numărului de specii. Și la astfel de insecte sociale precum viespi, albine și furnici, partenogeneza contribuie la formarea diferitelor caste (Fig. 3).
Orez. 3. Familia de albine
De exemplu, la o albină, atunci când depune ouă diploide, din ele se dezvoltă fie albinele lucrătoare, fie o matcă, iar din ouăle nefertilizate care au un set haploid de cromozomi se dezvoltă trântori, care, ca urmare a mitozei, produc fermi, adică partenogeneza poate regla numărul de descendenţi de fiecare tip.
Comparație între reproducerea asexuată și sexuală
Să ne uităm la principalele caracteristici ale reproducerii asexuate și sexuale
Reproducerea asexuată implică un părinte, în timp ce reproducerea sexuală implică de obicei doi părinți.
În timpul reproducerii asexuate, gameții nu se formează în timpul reproducerii sexuale, se formează gameți cu un singur set de cromozomi, ai căror nuclei se contopesc și se formează un zigot, care poartă cromozomii ambilor părinți. În timpul reproducerii asexuate, nu există meioză în timpul reproducerii sexuale, meioza are loc într-un anumit stadiu al ciclului de viață, ceea ce împiedică dublarea cromozomilor în fiecare generație.
Cu reproducerea asexuată, se produc descendenți identici cu părinții. În reproducerea sexuală, descendenții nu sunt copii exacte ale părinților lor; ei prezintă o variabilitate genetică rezultată din recombinarea genetică.
Reproducerea asexuată este caracteristică plantelor, unor animale și microorganismelor. Nu se găsește la animalele superioare. Reproducerea sexuală este caracteristică majorității plantelor și animalelor. Reproducerea asexuată duce adesea la crearea rapidă a unui număr mare de descendenți cu reproducerea sexuală, se observă o creștere mai puțin rapidă a numărului de descendenți.
Din punct de vedere istoric, animalele bisexuale sau hermafroditele sunt mai vechi. De exemplu, celenterate, viermi plati, anelide (Fig. 4). Speciile dioice au început să predomine doar în procesul de evoluție.
Orez. 4. Animale hermafrodite. A - Celenterate, B - Viermi plati, C - Anelide, D - Moluște
Avantajul hermafroditismului este capacitatea organismului de a se autofertiliza.
Procesul sexual a apărut cu destul de mult timp în urmă formele sale primitive se găsesc în protozoare și bacterii. De exemplu, procesul sexual al papucului ciliat se numește conjugare (Fig. 7).
Orez. 7. Procesul sexual în papucul ciliat
În timpul conjugării, doi ciliați de papuci se apropie și material genetic este schimbat între ei. În același timp, ambii ciliați primesc noi proprietăți utile pentru supraviețuire în condițiile de mediu în schimbare. Cu toate acestea, numărul de ciliați nu crește, așa că acest proces nu se numește reproducere sexuală, ci mai degrabă procesul sexual.
Orez. 8. Fuziunea gameților identici în timpul izogamiei
Unele organisme unicelulare experimentează un tip de proces sexual numit copulație. În timpul copulării, celule întregi ale corpului se transformă în gameți și fuzionează pentru a forma un zigot.
În cele mai vechi organisme, se formează un singur tip de gameți. Nu pot fi numiți femei sau bărbați.
Acest tip de reproducere sexuală se numește izogamie (Figura 8). Totuși, în procesul de evoluție, au apărut diferențe semnificative între gameții feminini (ouă) și gameții masculini (sperma).
La majoritatea animalelor, ouăle sunt de obicei mari și imobile, în timp ce sperma, dimpotrivă, este mai mică și mobilă. Tipul de proces sexual în care se formează diferiți gameți se numește heterogamie, adică gameții pot diferi atât ca formă, cât și ca mobilitate.
Orez. 9. Anizogamie: doi gameți mobili care diferă prin caracteristici externe
Orez. 10. Oogamia este un caz extrem de anizogamie, când un gamet (sperma) este mobil, iar celălalt (oul) este imobil.
În acest caz, se face o distincție între anizogamie (Fig. 9), când un gamet este mai mare ca dimensiune decât celălalt, și oogamie (Fig. 10), când un gamet este nu numai mai mare ca dimensiune, ci și imobil și al doilea gamet este mai mic și are mobilitate. De regulă, gameții sunt de două tipuri: femele și masculi, iar la majoritatea animalelor se formează în structuri speciale numite gonade.
La animale, celulele reproducătoare feminine - ouă (Fig. 11) - se formează în glande speciale numite ovare. Ouăle obișnuite sunt mari și imobile și conțin o cantitate de nutrienți sub formă de gălbenuș.
Orez. 11. Ou de mamifere
Nucleul celulei conține ADN, precum și ARN mesager de stocare. În plus, în funcție de cantitatea și distribuția gălbenușului, se disting mai multe tipuri de ouă.
De exemplu, la moluște și lancelete, gălbenușul este distribuit uniform în întreaga celulă, nucleul este în centru, iar oul în sine este mic. La unii pești, păsări, reptile și mamifere ovipare, există mult gălbenuș în ou, iar citoplasma și nucleul sunt deplasate către unul dintre polii celulei.
Oul în sine la aceste animale poate fi foarte mare. La mamiferele placentare, ouăle sunt mici, diametrul lor variază de la 100 la 200 de microni. Practic nu conțin gălbenuș, iar viitorul lor embrion se dezvoltă aproape în detrimentul corpului mamei.
La animale, gameții reproducători masculini, și anume spermatozoizii, se formează în glande speciale, testiculele. Testiculele sunt situate într-o cavitate specială - scrotul.
Scrotul funcționează ca un frigider fiziologic, deoarece scrotul menține o temperatură de 33 până la 34 de grade (semnificativ mai mică decât temperatura corpului). Această temperatură este necesară pentru maturarea normală a spermei. De obicei, spermatozoizii sunt celule foarte mici (Fig. 12), lungimea capului spermatozoizilor este de la 4,5 la 5,5 microni.
Orez. 12. Spermatozoizi
Spermatozoidul este format dintr-un cap, care este ocupat complet de un nucleu cu un set haploid de cromozomi; gâturile, care conțin o structură similară ca structură cu centriolele, precum și mitocondrii și o coadă. Coada este formată din microtubuli, care asigură motilitatea spermatozoizilor.
În partea din față a spermei se află un complex Golgi modificat numit acrozom. Aici sunt depozitate anumite enzime hidrolitice necesare pentru dizolvarea cojii de ou (altfel nu va avea loc fertilizarea).
Bibliografie
- A.A. Kamensky, E.A. Kriksunov, V.V. Apicultor. Biologie generală, clasele 10-11. - M.: Bustard, 2005. Descarcă manualul de pe link-ul: ().
Teme pentru acasă
- Comparați reproducerea sexuală și asexuată. În ce condiții oferă un avantaj?
- Ce tipuri de gameți cunoașteți?
- Ce forme ale procesului sexual cunoașteți?
- Care sunt avantajele și dezavantajele izogamiei?
- Este posibilă partenogeneza la mamifere și păsări?
Toate metodele cunoscute de reproducere a organismelor din natură se rezumă la două forme principale: asexuată și sexuală.
Reproducere asexuată. În forma asexuată, reproducerea este efectuată de individul părinte în mod independent, fără a face schimb de informații ereditare cu alți indivizi. Un organism fiică se formează prin separarea uneia sau mai multor celule somatice (corpului) de la părinte și reproducerea lor ulterioară prin mitoză. Progenitul moștenește caracteristicile părintelui, fiind genetic al lui o copie exacta. Există mai multe tipuri de reproducere asexuată.
Împărțire simplă. Reproducerea asexuată este frecvent întâlnită în special în bacterii și alge albastre-verzi. Celula unică a acestor organisme fără nucleu este împărțită în jumătate sau în mai multe părți simultan. Fiecare parte este un organism funcțional complet.
Amebe, ciliati, euglena si alte protozoare se reproduc prin simpla diviziune. Diviziunea are loc prin mitoză, astfel încât organismele fiice primesc același set de cromozomi de la părinții lor.
Care înmugurește. Acest tip de reproducere este folosit atât de organisme unicelulare, cât și de unele multicelulare: drojdii (ciuperci inferioare), ciliați, polipi de corali.
Care înmugurește la hidrele de apă dulce se întâmplă astfel. În primul rând, pe peretele hidrei se formează o creștere, care se prelungește treptat. La capătul său apar tentacule și o deschidere a gurii. Din mugure crește o mică hidră, care se separă și devine un organism independent. La alte creaturi, rinichii pot rămâne pe corpul părintelui.
Fragmentare. O serie de viermi plate și anelide, echinoderme (stelele de mare) se pot reproduce prin dezmembrarea corpului în mai multe fragmente, care sunt apoi construite într-un întreg organism. Fragmentarea se bazează pe capacitatea multor creaturi simple de a regenera organele pierdute. Deci, dacă o rază este separată de o stea de mare, atunci o stea de mare se va dezvolta din nou din ea. Hydra este capabilă să se recupereze de la 1/200 din corpul său. De obicei, reproducerea prin fragmentare are loc atunci când este deteriorată. Fragmentarea spontană este efectuată numai de mucegaiuri și unele anelide marine.
Sporularea. Strămoșul unui nou organism poate fi o celulă specializată a creaturii părinte - un spor. Această metodă de reproducere este tipică pentru plante și ciuperci. Algele pluricelulare, mușchii, ferigile, coada-calului și mușchii se reproduc prin spori.
Sporii sunt celule acoperite cu o membrană durabilă care le protejează de pierderea excesivă de umiditate și este rezistentă la temperatură și influențe chimice. Sporii plantelor terestre sunt transportați pasiv de vânt, apă și viețuitoare. Aflându-se în condiții favorabile, sporul își deschide învelișul și începe mitoza, formând un nou organism. Algele și unele ciuperci care trăiesc în apă se reproduc prin zoospori echipați cu flageli pentru mișcare activă.
Un animal unicelular, Plasmodium falciparum (agentul cauzal al malariei), se reproduce prin schizogonie - diviziuni multiple. În primul rând, în celula sa se formează un număr mare de nuclei prin diviziune, apoi celula se descompune în multe celule fiice.
Înmulțirea vegetativă. Acest tip de reproducere asexuată este larg răspândit în plante. Spre deosebire de sporulare, reproducerea vegetativă este efectuată nu de celule specializate speciale, ci de aproape orice parte a organelor vegetative.
Ierburile sălbatice perene se reproduc prin rizomi (ciulinul de scroafă produce până la 1800 de indivizi/m2 de sol), căpșunile prin virici și strugurii, coacăzele și prunele prin stratificare. Cartofii și daliile folosesc tuberculi pentru înmulțire - secțiuni subterane modificate ale rădăcinii. Lalelele și ceapa se reproduc din bulbi. În copaci și arbuști, lăstarii - butași - prind rădăcini pentru a forma o nouă plantă, iar în begonii rolul butașilor poate fi jucat de frunze. Zmeura, prunele, cireșele și trandafirii sunt înmulțite prin butași. Lăstarii se formează pe rădăcinile și cioturile copacilor, care apoi se transformă în plante independente.
Reproducere sexuală. Spre deosebire de reproducerea asexuată, reproducerea sexuală implică o pereche de indivizi. Celulele lor sexuale (gameții) poartă seturi haploide de cromozomi. În timpul procesului de fertilizare, gameții fuzionează și formează un ou fecundat diploid (zigot), care dă naștere unui nou organism.
Unul dintre cromozomii omologi ai unei celule somatice provine de la „mamă”, iar celălalt de la „tată”. Ca urmare, părți din materialul genetic al părinților sunt combinate, iar la urmași apar noi combinații de gene. Diversitatea materialului genetic permite urmașilor să se adapteze cu mai mult succes la condițiile externe în schimbare. Principalul avantaj al reproducerii sexuale, principala sa semnificație biologică, este îmbogățirea informațiilor ereditare.
Plantele bisexuale au o serie de caracteristici care exclud autofertilizarea. Staminele și pistilele florilor bisexuale nu se maturizează în același timp, așa că are loc polenizarea încrucișată a diferiților indivizi. Cânepa are flori separate masculine de pistil și femele staminate pe diferiți indivizi.
Dezvoltarea celulelor germinale. Formarea celulelor germinale (gametogeneza) are loc în gonade. Dezvoltarea gameților feminini (ouă) are loc în ovare și lat. ovul ovul + originea genezei). a bărbaţilor<носит название овогенеза (гаметы (сперматозоиды) формируются в семенниках в процессе сперматогенеза. Половые железы практически всех существ имеют трубчатое строение. Гаметогенез происходит последовательно в трех зонах: размножения, роста и созревания. Соответственно выделяют и три периода развития гамет.
În timpul perioadei inițiale de reproducere, celulele sexuale au un set diploid de cromozomi și se divid prin mitoză. Gameții masculini se reproduc în mod deosebit intens. La bărbați, celulele reproducătoare se formează aproape pe tot parcursul vieții. Formarea ouălor de mamifere are loc numai în perioada embrionară, după care rămân latente.
Odată ajunse în zona de creștere, celulele germinale nu se mai divid, ci doar cresc. Gameții masculini nu cresc prea mult, dar ouăle își măresc dimensiunea de sute, mii și milioane de ori (amintiți-vă de un ou de găină). Cojile exterioare ale ouălor protejează în mod fiabil fătul în curs de dezvoltare, bacteriile și virușii nu pătrund prin ele, în special prin coaja ouălor de păsări, iar aerul trece liber.
Spermatozoizii sunt mult mai mici decât ouăle. La mamifere au forma unui filament lung cu cap, gât și flagel. Capul contine cromozomi, iar in partea frontala se afla un complex Golgi cu enzime care dizolva membrana ovulului si asigura patrunderea nucleului spermatozoidului (membrana ramane in exterior). Gameții masculini nu numai că contribuie cu informații genetice, ci și inițiază dezvoltarea oului. Centriolul este situat în gât, formând flagelul spermatozoizilor, permițându-i acestuia să se miște intens. Sursa de energie pentru mișcările flagelului sunt moleculele de ATP stocate în gât. Pentru a umple ATP, mitocondriile sunt situate în gât.
După ce gameții cresc la dimensiunea celulelor germinale adulte, ei intră în zona de maturare.
Baza pentru maturarea gameților este procesul specific de împărțire a fiecărei celule germinale în patru noi. Maturarea ovulelor și a spermatozoizilor se desfășoară practic în același mod, diferențele apar doar în ultima etapă din următorul motiv; Pentru o fertilizare cu succes este necesar un număr suficient de mare de spermatozoizi. Prin urmare, toate cele patru celule masculine rezultate sunt funcționale și viabile. Sarcina principală a oului nu este doar fertilizarea, ci și maturizarea cu succes a fătului. În acest scop, procesul de divizare are loc în mod inegal: întregul gălbenuș intră într-un singur ou și se dovedește a fi singurul viabil. Restul de trei ouă complet funcționale nu primesc nutrienți în timpul maturării și mor în curând. Ele sunt numite corpuri direcționale sau polare.
Perioada de maturare a gameților, însoțită de împărțirea specifică a fiecăruia dintre ei în patru noi, se numește meioză.
Informații conexe.
Obiectivele lecției:
Definiți conceptul de „reproducție”;
- denumiți tipurile de reproducere și diferențele dintre acestea;
- enumerați metodele de reproducere asexuată;
- continua să-și dezvolte abilitățile de a lucra cu text, de a evidenția principalele puncte și de a trage concluzii;
- discutați și exprimați propria părere despre problemele științifice și etice actuale legate de tema reproducerii organismelor, necesitatea acestor cunoștințe în viața modernă.
Echipamente si materiale: tabele cu diagrame ale formelor de reproducere asexuată, propagarea vegetativă a plantelor și animalelor, fișe cu sarcini de actualizare a cunoștințelor.
Concepte și termeni de bază: tipuri de reproducere, reproducere asexuată, reproducere sexuală, diviziune celulară multiplă, spori, sporulare, reproducere vegetativă, hermafroditism, partenogeneză.
Conceptul de lecție: pe baza cunoștințelor despre proprietățile de bază ale viețuitoarelor, arată că reproducerea este o proprietate universală a viețuitoarelor și se realizează printr-o varietate de procese; Opriți mai în detaliu asupra reproducerii asexuate, trăsăturile sale, avantajele și viciile evolutive, dați exemple din diferite regate ale organismelor vii.
Tip de lecție:învăţarea de materiale noi.
Structura lecției
I. Etapa organizatorică - 2 min.
II. Actualizarea cunoștințelor de bază și activități de învățare motivante - 10 min.
III. Învățarea de materiale noi - 20 min.
IV. Generalizarea, sistematizarea și controlul cunoștințelor și aptitudinilor elevilor - 10 min.
V. Tema pentru acasă - 3 min.
În timpul orelor
Structura lecției
I. Etapa organizatorică.
Povestea profesorului
Folosind cunoștințele acumulate la cursurile de botanică, zoologie și anatomie, fiziologie umană, continuă povestea răspunzând la toate întrebările de susținere.
„În fiecare secundă, zeci de mii de organisme mor pe Pământ. Unii de la bătrânețe. Alții din cauza bolilor, alții sunt mâncați de prădători... Culegem o floare în grădină, călcăm accidental o furnică, omorâm un țânțar care ne-a mușcat, prindem o știucă în lac. Fiecare organism este muritor, așa că orice specie trebuie să se asigure că numărul său nu scade. Mortalitatea unor indivizi este compensată de nașterea altora.”
II. Actualizarea cunoștințelor de bază și activitățile de învățare motivante.
Întrebări pentru studenți
1) Ce este reproducerea? Care este semnificația reproducerii?
2) Ce stă la baza reproducerii organismelor vii?
3) Care sunt principalele tipuri de reproducere caracteristice tuturor organismelor vii care trăiesc pe Pământ? Care este diferența fundamentală dintre aceste două tipuri?
Răspunsuri sugerate
- Reproducerea este una dintre proprietățile importante ale naturii vii, reproducerea de felul ei. Existența fiecărui individ este enormă în timp. Prin urmare, menținerea vieții timp de sute, mii, milioane de ani poate fi asociată doar cu auto-reproducția. Fiecare individ încetează să existe în timp, dar viața speciei, de regulă, nu se oprește.
- Reproducerea se bazează pe capacitatea celulelor de a se diviza.
- Există două forme principale de reproducere: sexuală și asexuată. Reproducerea sexuală este schimbarea generațiilor și dezvoltarea organismelor bazată pe fuziunea celulelor specializate (reproductive) și formarea unui zigot. Odată cu reproducerea asexuată, un nou individ apare din celulele nespecializate ale corpului - somatice, asexuate.
Reproducerea și formele sale. Deoarece elevii au deja informații despre procesele de reproducere, procesul de reproducere poate fi definit clar și apoi pot fi arătate diferențele dintre reproducerea sexuală și cea asexuată. Aceste diferențe sunt după cum urmează:
a) în cazul reproducerii asexuate, un singur individ participă la proces, iar în cazul reproducerii sexuale, de obicei doi;
b) în timpul reproducerii asexuate, apar indivizi identici cu organismul matern, iar în timpul reproducerii sexuale, există o variabilitate combinativă, ceea ce duce la o varietate de descendenți;
c) în timpul reproducerii sexuale, indivizii formează celule sexuale specializate - gameți, dar în timpul reproducerii asexuate acest lucru nu se întâmplă;
d) la reproducerea asexuată, principalul mecanism celular este mitoza, iar la reproducerea sexuală, meioza;
e) semnificația evolutivă a reproducerii asexuate este că ajută la susținerea celei mai mari adaptabilitati la condițiile de viață (întărește rolul de stabilizare a selecției), iar reproducerea sexuală asigură diversitate genetică și creează premisele dezvoltării diverselor habitate, oferă perspective evolutive și ecologice. (promovează rolul creativ selecția naturală).
III. Învățarea de materiale noi.
Toate aceste metode trebuie descrise, subliniind că reproducerea asexuată este o metodă de reproducere de lungă durată și destul de eficientă, caracteristică multor organisme vii.
Reproducerea asexuată are loc cu ajutorul celulelor nereproductive.
În cursul lucrărilor noastre ulterioare, ascultând cu atenție tovarășii tăi, ar trebui să întocmești un tabel: „Reproducție asexuată”. La sfârșitul lecției vom verifica cu fiecare grupă.
Organismele vă sunt prezentate
Determinați metoda de reproducere, spuneți-ne despre caracteristicile acestei reproduceri.
Divizia - metoda de reproducere asexuata, caracteristică organismelor unicelulare, în care mama este împărțită în două sau mai multe celule fiice.
Putem evidentia:
A ) diviziune binară simplă(procariote),
b) fisiune binară mitotică(protozoare, alge unicelulare),
V) fisiune multiplă sau schizogonie(plasmodium malaria, tripanozomi).
Lucrați în grupuri. Ascultarea opțiunilor de răspuns.
Temă pentru grupuri: Desenați o diagramă a reproducerii asexuate a amibei.
Luați în considerare următorul organism
Determinați metoda de reproducere a acesteia, descrieți cum are loc acest proces.
Înmugurirea este o metodă de reproducere asexuată în care se formează noi indivizi sub formă de excrescențe pe corpul individului părinte. Indivizii fiice se pot separa de mamă și trec la un stil de viață independent (hidra, drojdie), putând rămâne atașați de acesta, în acest caz formând colonii (polipi de corali).
Sarcină pentru grupuri: enumerați etapele înmuguririi hidrei.
Luați în considerare următorul organism.
Determinați metoda de reproducere asexuată a râmelor. Descrieți acest proces.
Fragmentare - metoda de reproducere asexuata,în care se formează noi indivizi din fragmente (părți) în care se descompune individul-mamă (anelide, stele de mare, spirogyra, elodea). Fragmentarea se bazează pe capacitatea organismelor de a se regenera.
Sarcină pentru grupuri: Numiți organismele vii capabile de fragmentare.
Numiți organele vegetative ale plantelor prezentate și determinați metodele de reproducere.
Înmulțirea vegetativă este o metodă de reproducere asexuată în care noi indivizi se formează fie din părți ale corpului vegetativ al individului mamă, fie din structuri speciale (rizom, tubercul, etc.) special concepute pentru această formă de reproducere. Înmulțirea vegetativă este tipică pentru multe grupuri de plante și este utilizată în grădinărit, grădinărit de legume și ameliorarea plantelor pentru a păstra calitățile benefice (înmulțire vegetativă artificială).
Temă pentru grupuri: Uitați-vă la plantele de interior prezentate: crin, sparanghel, defenbachia, sanseviera, violeta Uzumbara, begonia regală, chlorophytum crested, ursul. Sugerați modalități de propagare vegetativă a acestor specii de plante.
Răspundeți la întrebarea: „Care este importanța înmulțirii vegetative?”
Luați în considerare următoarele tipuri de plante
Amintiți-vă cărei grupe aparțin aceste specii de plante, indicați metodele de reproducere asexuată.
Aceste specii de plante aparțin plantelor cu spori superiori. Sporularea sau sporularea este reproducerea prin spori. Sporii sunt celule specializate la majoritatea speciilor se formează în organe speciale numite sporangi. (mușchi, licheni, ciuperci) La plantele superioare, formarea sporilor este precedată de meioză. (coda-calului, mușchi, ferigi.
Activitate de grup: Unde dezvoltă ferigile sporii și cum se împrăștie? Cum diferă propagarea ferigilor de propagarea mușchilor?
Profesor: Poliembrion - metoda de reproducere asexuata , în care se formează noi indivizi din fragmente (părți) în care se descompune embrionul
Sarcina pentru grupuri: Ce organisme vii indică acest tip de reproducere?
Profesor: Această metodă de reproducere are loc în timpul dezvoltării embrionare, în care mai mulți embrioni se dezvoltă dintr-un zigot - gemeni (gemeni identici la om). Progeniturile sunt întotdeauna de același sex.
Sarcină pentru grupuri: Amintiți-vă numele setului de metode folosite de oameni pentru a obține copii identice genetic ale celulelor sau una specială. Furnizați dovezi că această metodă este o metodă de reproducere asexuată
Profesor : Clonarea - o metodă artificială de reproducere asexuată. Nu se găsește în condiții naturale. Clonare - descendenți identici genetic obținuți de la un individ ca urmare a uneia sau alteia metode de reproducere asexuată. Baza pentru obținerea unei clone este mitoza (în bacterii - diviziune simplă). Clonarea este o metodă de inginerie genetică în care descendenții sunt obținuți din celula somatică a unui strămoș și, prin urmare, au exact același genom.
Într-o fermă experimentală de lângă Edinburgh, în Scoția, a fost pășunată recent o oaie pe nume Dolly, născută folosind metoda clonării. Oamenii de știință au luat un nucleu care conținea material genetic din celula ugerului unei oi mame și l-au implantat în oul altei oaie, din care propriul său material genetic fusese anterior îndepărtat. Embrionul rezultat a fost implantat într-o a treia oaie, care a acționat ca o mamă surogat. În urma britanicilor, geneticienii americani au clonat cu succes maimuțe.
Clonarea animalelor ne permite să rezolvăm multe probleme din medicină și biologie moleculară, dar în același timp dă naștere la multe probleme sociale.
Partenogeneză. Partenogeneza este un fenomen neobișnuit, care, datorită caracteristicilor sale, ocupă o poziție intermediară între reproducerea asexuată și cea sexuală.
Profesor: Deci, există multe tipuri de reproducere asexuată. Vă rog să trimiteți tabelele.
Conversație-rezumat pe baza tabelului.
Profesor: Ce crezi că caracterizează reproducerea asexuată?
Se caracterizează prin faptul că un nou individ nu se dezvoltă din celule reproductive, ci din celule somatice, asigurând astfel omogenitatea descendenților.
IV. Generalizarea, sistematizarea și controlul cunoștințelor și aptitudinilor.
Pe tablă: diagrama „Reproducție asexuată”.
1. Ce este reproducerea?
2. Ce tipuri de reproducere cunoașteți?
3. Cum este caracterizată reproducerea asexuată? (Suport cu exemple bazate pe tabel).
4. Ce formă de reproducere asexuată este tipică pentru mușchi și ferigi? (formarea de spori)
5. Ce formă de reproducere asexuată este cea mai tipică pentru hidra și drojdie? (Care înmugurește)
6. Ce formă de reproducere asexuată este caracteristică planariei și unor anelide? (Fragmentare)
7. Este adevărată afirmația: Reproducerea asexuată crește variabilitatea ereditară a organismelor? (Nu)
8. Este corectă afirmația: Reproducerea asexuată a amebei are loc prin schizogonie? (Nu)
9. Este corectă afirmația: În reproducerea asexuată, toate fiicele sunt o copie exactă a mamei? (Da)
Concluzie. În timpul lecției, ne-am familiarizat cu mecanismul de transmitere a informațiilor ereditare de la părinți la urmași, mecanismul reduplicării. Diviziunea este baza pentru reproducerea și creșterea celulelor. Acesta este unul dintre principiile principale ale sistemelor vii, diversitatea și unitatea naturii vii. Pătruns în secretele celulei. Din cursul botanicii și zoologiei, ne-am amintit tipurile de reproducere asexuată și importanța reproducerii vegetative.
V. Tema pentru acasă.
1) Studiați materialul din § 1 al manualului.
2) Dați răspunsuri la întrebările din manual, p. 10, nr. 1-6.
3) Scrieți un mini-eseu de cel mult 10 propoziții „De ce profesii au nevoie oamenii de cunoștințe despre reproducerea asexuată a organismelor” (opțional).
Una dintre proprietățile de bază ale tuturor organismelor vii. Reproducerea menține existența pe termen lung a speciilor prin generații succesive. În condiții favorabile, își poate crește semnificativ numărul și se poate răspândi în noi teritorii. În timpul procesului de reproducere, pot apărea organisme cu proprietăți diferite decât în generația anterioară, ceea ce servește ca o sursă importantă de variabilitate.
Există două tipuri de reproducere a ființelor vii. Într-un caz, indivizii unei noi generații provin dintr-un individ original. Acestea sunt diferite forme de reproducere asexuată și vegetativă. În al doilea caz, indivizii generației fiice apar cu participarea a două organisme ale generației părinte: maternă și paternă. Acest reproducere sexuală.
Reproducere asexuată la organismele unicelulare apare prin împărțirea corpului lor în două sau mai multe organisme fiice, în organismele pluricelulare - sau prin formarea de celule speciale - spori (de exemplu, în mușchi, ferigi), sau prin înmugurire (de exemplu, în hidră).
Înmulțirea vegetativă realizat prin separarea unei părți de organismul original, ceea ce dă naștere unui nou individ. Această reproducere este în principal caracteristică plantelor superioare. Apare în mod natural cu ajutorul unor organe speciale (tuberculi, bulbi, rizomi). În mod artificial, o persoană poate înmulți plantele vegetativ prin butași, stratificare și diferite altoire.
Reproducerea sexuală este foarte răspândită în natură atât printre plante, cât și printre animale. În acest caz, două organisme - maternă și paternă - produc organe de reproducere specializate. Apoi, unindu-se într-o singură celulă, celulele germinale dau naștere unui nou organism. Celulele reproductive feminine sunt numite ouă, a bărbaţilor - spermatozoizi.
Celulele sexuale sunt produse în organe speciale de reproducere sexuală. Ou constă dintr-un miez, o cantitate mare de citoplasmă cu aport de nutrienți și o înveliș, care uneori are o structură foarte complexă. Oul este lipsit de capacitatea de a se mișca activ. Sperma are si un nucleu. Există foarte puțină citoplasmă în ea, coaja este subțire, dar densă. În plus, sperma animală este echipată cu diverse structuri care le permit să se miște activ. Astfel, la spermatozoizii de mamifere, se poate distinge un cap, unde se află nucleul, și un gât cu o coadă, care sunt folosite pentru mișcare.
Celulele germinale ale animalelor încep cu celule nediferențiate, care suferă o serie de modificări succesive. Formarea celulelor reproducătoare feminine se numește ovogeneza, masculin - spermatogeneza. Ambele procese sunt prezentate schematic în figură. 10.
Desen. 10. Schema: spermatogeneza (stânga) și oogeneza (dreapta). A - zona de reproducere; B - zona de crestere; C - zona de maturare: 1 - spermatozoizi, 2 - ovul, 3 - corpuri de ghidare
Citologic, ambele procese sunt de același tip și duc la faptul că în nucleii celulelor germinale rămân jumătate de cromozomi decât în celulele originale ale unui anumit organism (n în loc de 2n). Acest lucru se întâmplă după cum urmează. Procesul începe cu reproducerea crescută a celulelor originale prin mitoză normală (zona de reproducere). Numărul de celule crește brusc. Apoi încetează să se divizeze, dar cresc rapid (zona de creștere). Ouăle viitoare cresc în special în dimensiune. În acest moment, nutrienții de rezervă se acumulează în citoplasma lor. În cele din urmă, are loc maturarea celulelor germinale (zona de maturare), timp în care numărul de cromozomi din celulele germinale scade. În timpul maturării, fiecare dintre celule se divide de două ori, formând patru celule. La spermatogeneza aceste 4 celule se transformă în 4 spermatozoizi. La oogeneză doar una dintre celule devine ou, iar celelalte 3 se transformă în așa-numitele corpuri de ghidare și ulterior mor.
Diviziunea în zona de maturare, care duce la formarea fie a 4 spermatozoizi, fie a unui ovul și a 3 corpuri ghid, se numește meioză. Este format din două divizii consecutive. În profaza primei diviziuni meiotice, cromozomii omologi ai fiecărei perechi se apropie și sunt strâns adiacenți unul de celălalt; în metafază, astfel de perechi sunt situate în planul ecuatorial al celulei, iar în anafază, cromozomii omologi din fiecare pereche diverg către polii opuși ai celulei în diviziune. Ca rezultat, dintr-o celulă diploidă se dezvoltă două celule cu un număr redus de cromozomi. Acest set de cromozomi se numește haploid. A doua diviziune în meioză are loc în mod obișnuit, cu diviziunea fiecărui cromozom în jumătate (cum ar fi mitoza). Ca rezultat, din 2 celule haploide apar 4 celule haploide. Acest lucru completează maturarea celulelor germinale. Celulele mature sunt gata pentru fertilizare.
Fertilizare- procesul de fuziune a unui ovul și a unui spermatozoid într-o singură celulă, care se numește - zigot. În acest caz, spermatozoidul pătrunde în ovul, citoplasma lor se amestecă, iar nucleii se contopesc într-un singur nucleu al zigotului. Astfel, setul diploid de cromozomi este restaurat în zigot. În acest set, un cromozom omolog din fiecare pereche este adus în zigot de către ovul, iar celălalt de spermatozoizi. Prin urmare, organismul fiică care se va dezvolta dintr-un astfel de zigot este echipat în mod egal cu informații ereditare atât din organismul patern, cât și din cel matern. Această împrejurare este legată de importanța enormă pe care reproducerea sexuală o are atât în rândul plantelor, cât și în rândul animalelor. Prin reproducerea sexuală pot apărea organisme care combină caracteristicile benefice ale tatălui și ale mamei. Astfel de organisme sunt mai viabile. În practica agricolă, oamenii folosesc foarte larg această caracteristică a reproducerii sexuale.
Acest articol este disponibil și pe,
