Половое и бесполое размножение организмов (биология, 9 класс)

Уроки биологии в 9 классе

На занятиях и дома выпускники будут выполнять задания и отвечать на вопросы, чтобы быстрее вникнуть во все тонкости и нюансы следующих тем:

1. Современные представления об эволюции органического мира.
2. Особенности и структура вида.
3. Основные направления эволюции.
4. Видообразование.
5. Биотические связи.
6. Функционирование популяции, и динамика ее численности в природе.

После каждого пройденного раздела учеников будет ждать опрос. Обычно он проводится письменно, но может быть и устным. Поэтому, если у ребят есть какие-либо страхи и сомнения, от этого им обязательно следует избавиться. Поможет в таком нелегком деле сборник выполненных домашних заданий.

Чередование поколений

Среди растений всегда наблюдается чередование поколений, образованных разными способами. Половые и бесполые формы называются гаметофиты и спорофиты, соответственно. У высших растений гаметофиты редуцируются и не могут существовать самостоятельно, без спорофитов. С точки зрения эволюции это нужно для защиты и распространения семян.

У голосеменных и покрытосеменных растений женский гаметофит редуцирован, причем у цветковых это выражено сильнее. Пыльца — мужской гаметофит — доставляет гаметы к яйцеклетке при помощи пыльцевой трубки. Из полученной зиготы вырастает спорофит: дерево, кустарник, трава и т. д.

3.3. Осеменение

Половые органы обеспечивают продукцию и выделение половых клеток, а тем
самым – осеменение, т.е. сближение яиц и сперматозоидов двух особей. Процесс
осеменения предшествует оплодотворению – слиянию гамет. Различают два способа
осеменения (и соответственно оплодотворения): наружное и внутреннее. При
наружном осеменении яйца и сперматозоиды выделяются в воду, где сперматозоиды,
активно плавая, могут соединиться с яйцом и произвести оплодотворение. Понятно,
что этот способ может быть свойствен только водным (или, как земноводные,
сохранившим связь с водной средой) животным, и действительно, он наблюдается у
большинства из них. Наружное осеменение обычно не связано со сложным
устройством половой системы, хотя у некоторых животных развиваются
дополнительные приспособления, например, для сцепления двух особей во время выделения
ими половых продуктов.

Бóльшую независимость от внешних факторов (в частности, от водной
среды) и более экономную продукцию гамет обеспечивает другой способ осеменения
– внутреннее, при котором сперматозоиды вводятся непосредственно в женские половые
пути. Известен также вариант внутреннего осеменения с помощью сперматофоров –
капсул, наполненных сперматозоидами. Такое осеменение называют иногда
наружно-внутренним.

У саламандры, например, самка захватывает выделенный самцом сперматофор
своей клоакой, куда открываются половые протоки; самцы многих паукообразных с
помощью своих клешневидных хелицер (первой пары головных конечностей) переносят
сперматофор прямо в половое отверстие самки; самец головоногих моллюсков
захватывает сперматофор особым видоизмененным щупальцем и переносит его в
мантийную полость самки. Но в любом случае оплодотворение происходит внутри
тела самки, обычно в яйцеводах. Оплодотворенные яйца откладываются во внешнюю
среду (у большинства видов) или же развиваются внутриутробно. Внутреннее
осеменение свойственно ряду водных животных и всем наземным. Оно появилось уже
на очень ранней ступени эволюции, а именно у плоских червей.

Половое размножение

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?»[] 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.

Чередование поколений

Среди растений всегда наблюдается чередование поколений, образованных разными способами. Половые и бесполые формы называются гаметофиты и спорофиты, соответственно. У высших растений гаметофиты редуцируются и не могут существовать самостоятельно, без спорофитов. С точки зрения эволюции это нужно для защиты и распространения семян.

У голосеменных и покрытосеменных растений женский гаметофит редуцирован, причем у цветковых это выражено сильнее. Пыльца — мужской гаметофит — доставляет гаметы к яйцеклетке при помощи пыльцевой трубки. Из полученной зиготы вырастает спорофит: дерево, кустарник, трава и т. д.

2.3. 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.

Искусственное клонирование

Человек способен получить живой организм бесполым методом искусственным путем. Этот процесс получил название — клонирование. В живой природе такое явление происходит крайне редко. Образец настоящего клонирования в биологии — гомозиготные, или однояйцовые близнецы. Однако они аналогичны только по сравнению между собой и сильно отличаются от родительских особей.

В современном мире способно осуществляться даже клонирование тех особей, которые способны воспроизводить потомство половым способом. Простой пример — известная овечка Долли. Ее клонирование производилось методом переноса ядра соматической клетки родительской особи в донорскую яйцеклетку. По сути, любой вид бесполого воспроизводства будет относиться к клонированию, так как в процедуре участвует соматическая клетка вместо половой, а новый организм идентичен родительской особи.

Что касается растений, в пробирках, колбах и чашках Петри человек получает клетки, аналогичные исходным экземплярам. В основе данной схемы находится тотипотентность клеток. Это свойство подразумевает способность клетки делиться и производить клеточные организмы. Такое явление имеет много преимуществ для человека. Можно взять какую-либо часть растения, будь то корень или стебель, поместить его в необходимую среду, и при благоприятных условиях из основы можно получить новый экземпляр.

Однако понятно, что если взять часть человеческого тела и поместить ее в специальную среду, новой особи не появится. Создание клона животного или человека — крайне сложная процедура. Клональное микроразмножение обладает высочайшим коэффициентом воспроизводства потомства. Благодаря вегетативному размножению способно появляться 10−100 растений за один год, клональное микроразмножение позволяет произвести от 5 тыс. до 1 млн единиц в год. в лабораторных условиях.

Значение

Помимо биологического значения (воспроизводство особей) размножение имеет эволюционное значение, связанное с наследственностью и изменчивостью. Наследственные признаки передаются от поколения к поколению, чтобы обеспечивает сходство организмов одного вида. При этом в ходе онтогенеза – индивидуального развития – каждая особь, вне зависимости от способа размножения, приобретает персональные черты, не свойственные родителям.

ТОП-2 статьи

которые читают вместе с этой

Половое размножение приводит к появлению комбинативной изменчивости среди потомков – это одно из условий естественного отбора, в результате которого выживают новые, более приспособленные к условиям окружающей среды организмы.

Половое размножение имеет преимущество перед бесполым в виде рекомбинации. Это процесс перераспределения родительских генов, происходящий при мейозе. В результате потомки получают новое сочетание генов. Рекомбинация – основа изменчивости и способ выживания вида.

Что мы узнали?

Из урока 9 класса узнали об особенностях, способах и значении бесполого и полового размножения. В ходе бесполого размножения происходит точное воспроизводство родительской особи. В половом размножении участвуют две особи, обеспечивающие потомство новыми комбинациями генов, которые помогают приспосабливаться к меняющимся условиям среды.

1. /10

   Вопрос 1 из 10

Оплодотворение

Оплодотворению (см. выше) предшествует осеменение. Осеменение — процесс, обеспечивающий встречу сперматозоидов и яйцеклеток.

Типы осеменения: наружное (характерно для водных обитателей; сперматозоиды и яйцеклетки выделяются в воду, где и происходит их слияние) и внутреннее (происходящее с помощью ко-пулятивных органов; характерно для обитателей суши).

У млекопитающих и человека яйцеклетки приобретают способность к оплодотворению в результате овуляции.

Овуляция — выход зрелых клеток у млекопитающих в полость тела. Периодичность овуляции регулируется нервной системой и гормонами эндокринной системы.

❖ Фазы оплодотворения:
■ проникновение сперматозоида в яйцеклетку (при этом в яйцеклетке формируется оболочка оплодотворения, препятствующая проникновению в яйцеклетку других сперматозоидов);
■ слияние ядер и восстановление диплоидного набора хромосом;
■ активация развития зиготы (формирование веретена деления, побуждающего зиготу к делению).

Сложности с биологией в 9 классе

В новом учебном году школьникам предстоит активно готовиться к ОГЭ, что для некоторых из них может стать огромным стрессом. Мало того, что учителя совершенно не скупятся на домашние задания, так еще начинают давать много дополнительных упражнений. Не все ребята справляются с такими нагрузками. Некоторые ученики начинают терять ранее завоеванные позиции — появляются пробелы и плохие оценки в дневниках. Чтобы исправить ситуацию и своевременно бороться с возникающими трудностями, стоит воспользоваться сборником ГДЗ к рабочей тетради по биологии 9 класс Лисов Н.Д. (Аверсэв).

Благодаря представленному пособию учащиеся узнают:

1. Строение тканей организма человека.
2. Общие принципы работы нервной системы.
3. Строение и функции спинного мозга.
4. Гигиену нервной системы.
5. Строение и функции скелета человека.

Решебник станет для девятиклассников верным соратником на протяжении всего учебного года. Детям не придется ждать, пока родители придут с работы и помогут им разобраться с вопросами или примерами. Со всеми поставленными задачами ученики справятся самостоятельно, опираясь на материалы из электронного справочника.

Сравнение

Главное отличие бесполого и полового размножения – исходные клетки. Для получения новой особи половым путём нужны гаметы, бесполым – соматические клетки.

Сравнение полового и бесполого размножения приведено в таблице.

Сравнительная характеристика	Размножение
Бесполое	Половое
Количество особей	Одна родительская	Два родителя (иногда один)
Источник генетического материла	Соматическая клетка	Гаметы
Клеточный механизм	Митоз	Мейоз и оплодотворение
Генетические особенности потомства	В условиях отсутствия мутаций – точная копия (клон)	Потомки разные, сочетают признаки обоих родителей

Сравнительный анализ

Общая характеристика обоих типов размножения – это использование клеток. Бесполое размножение проходит при помощи спор, а для полового необходимы гаметы. Сравнение двух способов размножения представлен в таблице:

Признак	Бесполое	Половое
Число особей	Одна	Две
Источник генов	Клетка соматическая	Половая клетка — гамета
Механизм деления	Митоз	Мейоз
Генотип потомков	Точная копия родительской особи, клон. Исключение, если имел место мутационный процесс.	Новый генетический набор, отличный от родительских особей

Эволюция в создании потомков шла от бесполого способа к половому. Размножение с использованием гамет, несущих два генетических набора, позволяет получить особей, отличных от родителей. При этом гены с вредными мутациями передаются гаплоидным набором, а не диплоидным, как при бесполом.

Потомки, несущие материнский и отцовский набор генов, являются материалом для естественного отбора.

Задание для проверки учеников: объясните эволюционное преимущество полового размножения перед бесполым.

Как устроен онлайн-учебник по биологии

На этой странице вы найдете новый учебник по биологии за 5 класс Пасечника с готовыми домашними заданиями по каждой теме. Книга устроена так, что вам будет удобно найти каждый параграф и каждую страничку с домашним заданием и ответами. Нажимайте на кнопку, чтобы перейти к нужному разделу и открыть необходимую страницу. Авторы этой книги в удобной форме разместили нужные сведения по предмету:

1. Теоретический материал по биологии за пятый класс.
2. Правильные ответы к домашним заданиям.
3. Примеры решений практических задач.

Кому пригодится этот учебник? Прежде всего – ребятам, которые выполняют домашнее задание по биологии и не знают, как приступить к задаче. На страницах книги школьники найдут подробное описание опыта, рекомендации по оформлению своей работы в школьной тетрадке, а также примеры домашних заданий. Используя наш решебник, вы проведете все научные опыты на отлично. Также пособие пригодится родителям, которые помогают детям выполнять домашнюю работу.

Опытные педагоги советуют детям вначале хорошо изучить теорию, прочитать заданный на уроке параграф, и только потом приступать к выполнению практики. В нашем решебнике вы найдете пример оформления своей практической работы, увидите, как это должно выглядеть в тетради.

Учебник нужен, прежде всего, учителям, ведь именно они первые берут его в руки, чтобы в соответствии с программой построить план урока. Это пособие написано авторским коллективом научных работников, в их числе: Пасечник В.В., Суматохин С.В., Гапонюк З.Г., Швецов Г.Г., год издания учебника: 2023. С этой книгой, дорогие учителя, вы легко подготовитесь к урокам биологии, в том числе к теоретической части и к практическим занятиям с детьми.

Партеногенез у животных

Партеногенез — это явление, широко распространенное в животном мире, в основном у беспозвоночных и у некоторых позвоночных, которое позволяет родить нового человека с одним родителем. Хотя это форма бесполого размножения, некоторые виды партеногенеза считаются типами полового размножения..

При мейотическом партеногенезе яйцеклетка формируется мейозом и может или не может быть оплодотворена спермой от мужчины.

В некоторых случаях яйцеклетки должны быть активированы мужской гаметой. В этом случае не происходит слияния обоих ядер, так как генетический материал из спермы отбрасывается.

Однако у некоторых видов яйцеклетка может развиваться самопроизвольно без необходимости процесса активации.

Школьная программа по биологии за 5 класс

• Клеточное строение организмов. Цитология — наука о клетке. Клетка – наименьшая единица строения и жизнедеятельности организмов. Строение клетки под микроскопом.
• Многообразие организмов и их классификация: царства, типы, классы, отряды, семейства, роды, виды.
• Процессы питания, дыхания и транспорта веществ в жизнедеятельности организмов.

Эти темы могут быть сложными из-за необходимости усвоения большого количества новой информации, понимания сложных процессов, из-за использования новых терминов и понятий. Лабораторные работы и практика могут потребовать дополнительных усилий от учеников. На уроках школьники осваивают практические навыки изучения живой природы: наблюдение, эксперимент, описание, измерение, классификация. В этой работе ребятам поможет решебник с ГДЗ, где можно посмотреть ход выполнения практической работы и правильно сделать домашнее задание.

Бесполое

Размножение считается бесполым, если в образовании нового организма не участвуют гаметы – половые клетки. Образовавшаяся особь практически неотличима от родительского организма.Выделяют несколько способов бесполого размножения:

• деление – образование из родительской клетки новых клеток (у эукариот митозом), характерно для одноклеточных организмов;
• спорообразование или споруляция – размножение специальными клетками (спорами), свойственно грибам и растениям;
• фрагментация или стробиляция – образование потомков из частей или сегментов родительской особи, характерно для водорослей, некоторых многоклеточных животных (кишечнополостные, черви, иглокожие);
• почкование – появление новой особи из выроста родительского организма, характерно для дрожжевых грибов, кишечнополостных, некоторых червей;
• вегетативное размножение – воспроизводство с помощью вегетативных органов (корней, листьев, стеблей, видоизменённых побегов), свойственно растениям.

Рис. 1. Стробиляция у медуз на стадии полипа.

Как происходит размножение

Деление клетки является основой размножения и индивидуального развития особей. Этот процесс важен для жизни всех организмов. Новые клетки заменяют старые, что позволяет поддерживать структуру и нормальное функционирование особей. Деление эукариотических клеток реализуется тремя способами:

• амитоз в виде прямого деления;
• митоз, как непрямое деление;
• мейоз в форме редукционного деления.

Определение

Амитоз является относительно редким и малоизученным методом деления клетки, характерен для клеток, которые стареют и патологически изменены.

В процессе амитоза происходит деление интерфазного ядра путем перетяжки. При этом наследственный материал не распределяется равномерно. Обычно деление ядра осуществляется путем образования двухъядерных клеток. Последующее распределение цитоплазмы не предусмотрено. После амитоза клетка утрачивает способность к нормальному митотическому циклу. В связи с этим, амитоз характерен для клеток и тканей, которые обречены на гибель. К примеру, процесс можно наблюдать в клетках зародышевых оболочек млекопитающих и опухолей.

Определение

Митоз является универсальным способом деления эукариотических клеток.

Митоз протекает в клетках в течение примерно одного часа. Процесс отличается непрерывностью. Фазы митоза:

• профаза;
• метафаза;
• анафаза;
• телофаза.

Определение

Клеточный цикл представляет собой последовательность процессов, которые происходят между формированием рассматриваемой клетки и ее делением на дочерние клетки.

Клеточный цикл включает три основные стадии:

• интерфаза, в виде интенсивного синтеза и роста, сопровождается репликацией ДНК;
• митоз, в процессе которого делится ядро (кариокинез) при отделении хроматид друг о друга и их перераспределении в форме хромосом между дочерними клетками;
• цитокинез, при котором цитоплазма делится между двумя дочерними клетками.

Клеточный цикл отличается по продолжительности, на что влияет тип клетки и внешние факторы, включая температуру, питательные вещества и кислород. Деление бактериальных клеток протекает каждые 20 минут, клеток кишечного эпителия — каждые 8-10 минут.

Митоз обладает определенным биологическим значением. Результатом процесса является образование клеток, имеющих наследственную информацию, которая по качественным и количественным характеристикам аналогична информации материнской клетки. Равномерность распределения наследственного материала достигается, благодаря следующим процессам:

• репликация ДНК;
• удвоение хромосом в процессе интерфазы митотического цикла;
• спирализация и равномерное распределение хроматид между новыми клетками.

С помощью митоза обеспечивается стабильность кариотипа, характерная для ряда поколений клеток. Митоз представляет собой специальный клеточный механизм, который составляет процессы роста и развития особи, необходим для регенерации и бесполого размножения. Схематично митоз представлен на рисунке.

 

 

 

 

 
Определение

Мейоз является специфическим методом деления клеток, в результате которого количество хромосом, содержащихся в них, уменьшается в два раза.

Мейоз представляет собой центральное звено гаметогенеза у животных организмов и спорогенеза — у растительных организмов. Мейоз включает два последовательных процесса деления, протекающих после однократной редупликации ДНК. Деление реализуется за счет накопленных на этапе интерфазы I веществ и энергии. В процессе практически не наблюдается интерфаза II. Клетки делятся достаточно быстро. Деления мейоза состоят из четырех стадий:

• профаза;
• метафаза;
• анафаза;
• телофаза.

Благодаря мейозу, с точки зрения биологии, образуются клетки, для которых характерен редуцированный набор хромосом, стабилизируется кариотип для нескольких поколений особей, размножение которых происходит половым способом. Мейоз представляет собой основу комбинативной изменчивости. Таким образом, обеспечивается генетическое разнообразие гамет за счет кроссинговера, расхождений и комбинаторики родительских хромосом. Они могут менять структуру из-за неравного кроссинговера, сбоев в расхождении всех или конкретных хромосом на этапе анафазы I и II мейотических делений. В результате образуются аномальные гаметы. Процесс может стать причиной гибели организма или развития у потомства определенных хромосомных синдромов. Стадии мейоза представлены на схеме.

 

 

 

 

 

 

 

Половое

При половом размножении генетическим материалом обменивается две особи, а образование нового организма происходит при слиянии гамет. В таблице приведены виды полового процесса.

Способ	Описание	Пример
Конъюгация	Оплодотворение путём взаимного обмена генетической информацией. Обмен ядрами происходит по цитоплазматическому мостику	Инфузории, спирогиры
Гермафродитизм	Наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца)	Виноградные улитки, плоские черви, морской окунь
Партеногенез	«Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца	Пчёлы, некоторые виды ящериц, дафнии, тля
Копуляция (гаметогамия)	Процесс слияния гамет и образования одноядерной зиготы. Бывает трёх видов: – изогамия – участие в половом процессе одинаковых гамет со жгутиками (улотрикс, хламидомонада); – анизогамия – зиготу образуют разные по размеру подвижные гаметы (мхи, зелёные водоросли); – оогамия – сливаются две разные клетки: одна большая неподвижная (яйцеклетка), другая – мелкая и подвижная (сперматозоид)	Водоросли, большинство позвоночных и беспозвоночных животных и цветковых растений

Рис. 2. Сравнение половых клеток при изогамии, анизогамии, оогамии.

Половое и бесполое размножение характерно как для растений, так и для грибов и животных. Цветковые растения могут размножаться вегетативными органами (бесполое размножение) и семенами (половое размножение). Например, новый куст малины может вырасти из семени и из черенка родительской особи. Хламидомонада при благоприятных условиях размножается бесполым способом, при неблагоприятных – образует гаметы.

Рис. 3. Способы размножения хламидомонады.

3.4. Усложнение половой системы

Переход к внутреннему осеменению и оплодотворению сопровождался
усложнением половой системы и формированием дополнительных половых органов.
Так, образовались железы, например выделяющие жидкость, в которой находятся
сперматозоиды и которая необходима им для движения, или – у самок – формирующие
наружную оболочку яиц. У плоских червей и ряда других животных, особенно у
насекомых, развились семяприемники для хранения поступающей при осеменении
спермы. Поскольку сперматозоиды могут длительно сохранять в них
жизнеспособность, наличие семяприемников делает оплодотворение менее зависимым
от встречи партнеров: многие насекомые успешно размножаются, спариваясь
единственный раз в жизни. Соответственно и время между спариванием и откладкой
яиц может варьировать в широких пределах.

У самок ряда насекомых (стрекоз, цикад, кузнечиков, наездников и др.)
образовался такой дополнительный половой орган, как яйцеклад, служащий для
откладки яиц в ячейки, землю либо в ткани растений или животных.

Возникли также копулятивные (совокупительные) органы как приспособление
для внутреннего осеменения. У разных групп животных они формировались разным
путем: у многих из них – из нижнего отдела полового протока, но, например, у
ракообразных – путем видоизменения одной пары ножек, у мух и других двукрылых
насекомых – из конечных сегментов брюшка, у живородящих рыб – из выростов
плавников. Однако у ряда животных, например многих птиц, специальные
копулятивные органы отсутствуют.

Если у некоторых яйцекладущих совершенствовался аппарат для откладки яиц,
то у животных, перешедших к живорождению, прежде всего у млекопитающих,
произошли иные изменения половой системы; самое значительное из них –
преобразование среднего отдела яйцевода в матку, где развивается зародыш.