Биология. Общие закономерности. 9 класс - Сергей Мамонтов

Тесно связано с самовоспроизведением и другое свойство живых организмов – развитие. Оно также присуще всему живому на Земле: и мельчайшим одноклеточным организмам, и многоклеточным растениям, животным и грибам.

Глава 5. Размножение организмов

Известны различные формы размножения, но все они могут быть объединены в два типа: половое и бесполое.

Половым размножением называют смену поколений и развитие организмов из специализированных – половых – клеток, образующихся в половых железах. При этом новый организм развивается, как правило, в результате слияния двух половых клеток, образованных разными родителями. Однако у беспозвоночных животных нередко сперматозоиды и яйцеклетки формируются в теле одного организма. Такое явление – обоеполость – называют гермафродитизмом. У большинства видов покрытосеменных (цветковых) растений цветок включает и тычинки, в которых образуются мужские половые клетки – спермин, и пестики, в завязи которых формируются яйцеклетки. Такие цветки называют двуполыми. Примерно у четверти видов мужские (тычиночные) и женские (пестичные) цветки развиваются независимо, т. е. у них цветки однополые. Примером может служить конопля. У некоторых растений – кукурузы, берёзы – и мужские, и женские цветки возникают на одной особи.

У некоторых видов животных и растений наблюдается развитие из неоплодотворённой яйцеклетки. Такое размножение называют девственным или партеногенетическим.

Бесполое размножение характеризуется тем, что новая особь развивается из неполовых, соматических (телесных) клеток.

Рассмотрим подробнее оба типа размножения.

10. Бесполое размножение

Вспомните!

• Митоз • Спора • Почкование • Регенерация

• Вегетативное размножение

При бесполом размножении новый организм может возникнуть из одной клетки или из нескольких неполовых (соматических) клеток материнской особи. В размножении участвует только одна родительская особь. Поскольку клетки, дающие начало дочерним организмам, возникают в результате митоза, то все потомки сходны по наследственным признакам с материнской особью.

Рис. 21. Размножение эвглены зелёной

Многие простейшие (амебы, эвглена зелёная и др.), одноклеточные водоросли (хламидомонада) размножаются путём митотического деления клетки (рис. 21). Другим одноклеточным – некоторым низшим грибам, водорослям (хлорелла), животным (малярийный плазмодий) свойственно спорообразование. При этом клетка распадается на большое число особей, равное количеству ядер, заранее образованных в ней в результате многократного деления её ядра. Многоклеточные организмы также способны к спорообразованию: это мхи, высшие грибы, многоклеточные водоросли, папоротникообразные и некоторые другие.

Способом бесполого размножения является также почкование. Например, у дрожжевых грибов (рис. 22) и некоторых инфузорий (сосущие инфузории) при почковании на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий ядро, – почка. Она растёт, достигает размеров, близких к размерам материнского организма, и затем отделяется, переходя к самостоятельному существованию. У многоклеточных (пресноводная гидра) почка состоит из группы клеток обоих слоёв стенки тела. Почка растёт, удлиняется, на переднем её конце появляется ротовое отверстие, окружённое щупальцами. Образуется маленькая гидра, которая затем отделяется от материнского организма (рис. 23).

У других многоклеточных животных существует бесполое размножение путём фрагментации тела на отдельные части (медузы, кольчатые черви, плоские черви, иглокожие). Из каждой такой части развивается полноценная особь.

Рис. 22. Почкование дрожжевых грибов

Рис. 23. Почкование у кишечнополостных: на теле материнского организма образуется самостоятельный организм

У растений широко распространено вегетативное размножение, т. е. частями тела – черенками, усами, клубнями (рис. 24). Так, картофель размножается видоизменёнными подземными частями стебля – клубнями. У жасмина, ивы легко укореняются побеги – черенки. С помощью черенков размножают виноград, смородину, крыжовник.

Длинные ползучие стебли земляники – усы – образуют почки, которые, укореняясь, дают начало новому растению. Немногие растения, например бегония, могут размножаться листовыми черенками (листовая пластинка и черешок). На нижней стороне листа, в местах разветвления крупных жилок, возникают корни, на верхней – почки, а затем побеги.

Для вегетативного размножения используют также корень. В садоводстве с помощью черенков из боковых корней размножают малину, вишню, сливу, розу. С помощью корневых клубней размножаются георгины. Видоизменение подземной части стебля – корневище – также образует новые растения. Например, осот с помощью корневища может дать более тысячи новых особей на 1 м2 почвы.

Рис. 24. Вегетативное размножение растений: 1 – вегетативное размножение земляники надземными ползучими побегами; 2 – подземные клубни картофеля (тёмный клубень – старый, из которого выросло всё растение); 3 – молодило размножается откидышами; 4 – луковички в соцветии дикого лука; 5 – луковицы-«детки» в луковице; 6 – корневище осоки; 7 – корневище ириса (касатика); 8 – элодея, размножающаяся частями побегов

Вопросы для повторения и задания

1. Сравните бесполое и половое размножение. В чём их основные отличия?

2. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?

3. У каких организмов встречается бесполое размножение?

4. Составьте схему, иллюстрирующую многообразие способов бесполого размножения. Приведите примеры.

5. Почему при бесполом размножении потомки генетически сходны между собой и с родительской особью?

6. Обсудите на уроке, какое значение для выживания организмов имеет их способность к бесполому размножению.

Работа с компьютером

Обратитесь к электронному приложению. Изучите материал урока и выполните предложенные задания.

• Найдите в Интернете сайты, материалы которых могут служить дополнительным источником информации, раскрывающим содержание ключевых понятий параграфа.

• Подготовьтесь к следующему уроку. Используя дополнительные источники информации (книги, статьи, ресурсы сети Интернет и др.), сделайте сообщение по ключевым словам и словосочетаниям следующего параграфа.

11. Половое размножение. Развитие половых клеток

Вспомните!

• Сперматозоид • Яйцеклетка • Гамета • Мейоз

• Желток • ДНК • РНК • Хромосома

Половое размножение имеет большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. При оплодотворении происходит объединение наследственного материала от обоих родителей. Появление в каждом поколении новых комбинаций обеспечивает более успешное и быстрое приспособление вида к меняющимся условиям обитания.

В половых железах развиваются половые клетки: мужские – сперматозоиды, женские – яйцеклетки (или яйца). В первом случае их развитие называют сперматогенезом, во втором – овогенезом (от лат. ово – яйцо).

В процессе образования половых клеток выделяют ряд стадий. Первая стадия – период размножения, в котором первичные половые клетки делятся путём митоза, в результате чего увеличивается их количество.

Вторая стадия – период роста. У незрелых мужских гамет он выражен нерезко. Их размеры увеличиваются незначительно. Напротив, будущие яйцеклетки – овоциты – увеличиваются в размерах иногда в сотни, а чаще в тысячи и даже более раз. Рост овоцитов осуществляется за счёт веществ, образуемых другими клетками организма. Так, у рыб, амфибий и в большей степени у рептилии и птиц основную массу яйца составляет желток – совокупность питательных веществ (жиров, белков, углеводов и др.), необходимых для питания зародыша. Он синтезируется в печени, в особой растворимой форме переносится кровью в яичник, проникает в растущие овоциты и откладывается там в виде желточных пластинок. Кроме того, в самой будущей половой клетке синтезируются многочисленные белки и большое количество разнообразных РНК: транспортных, рибосомных и информационных.

Следующая стадия – период созревания, или мейоз, – представлена на рисунке 25. Клетки, вступающие в период созревания, содержат диплоидный набор хромосом и уже удвоенное количество ДНК. Сущность мейоза в том, что каждая половая клетка получает одинарный, гаплоидный, набор хромосом.