10 класс. Биология. Формы размножения организмов. Половое размножение

Комментарии преподавателя

 Половое размножение

При по­ло­вом раз­мно­же­нии потом­ство по­лу­ча­ет­ся в ре­зуль­та­те сли­я­ния ге­не­ти­че­ско­го ма­те­ри­а­ла га­п­ло­ид­ных ядер. Обыч­но эти ядра со­дер­жат­ся в по­ло­вых клет­ках – га­ме­тах. При их сли­я­нии об­ра­зу­ет­ся ди­пло­ид­ная зи­го­та, из ко­то­рой впо­след­ствии фор­ми­ру­ет­ся новый зре­лый ор­га­низм.

Био­ло­ги­че­ский смысл по­ло­во­го раз­мно­же­ния со­сто­ит в объ­еди­не­нии ге­не­ти­че­ской ин­фор­ма­ции ро­ди­тель­ских осо­бей, что уве­ли­чи­ва­ет ге­не­ти­че­ское раз­но­об­ра­зие по­том­ков и их жиз­не­стой­кость.

Ос­нов­ные по­ня­тия урока: гер­ма­фро­ди­тизм

Виды, у ко­то­рых одна и та же особь спо­соб­на про­из­во­дить как муж­ские, так и жен­ские по­ло­вые клет­ки или га­ме­ты, на­зы­ва­ют гер­ма­фро­дит­ны­ми, или обое­по­лы­ми.

Рис. 1. Жи­вот­ные-гер­ма­фро­ди­ты

К их числу от­но­сят­ся неко­то­рые ки­шеч­но­по­лост­ные (обе­лия), плос­кие черви, (со­ли­тер), оли­го­хе­ты (дож­де­вой червь), ра­ко­об­раз­ные (мор­ской же­лудь). Такие мол­люс­ки, как улит­ка, неко­то­рые рыбы и яще­ри­цы, а также боль­шин­ство цвет­ко­вых рас­те­ний также яв­ля­ют­ся обое­по­лы­ми (рис 2).

Рис. 2. Обое­по­лые жи­вот­ные и рас­те­ния

Гер­ма­фро­ди­тизм пред­став­ля­ет собой при­спо­соб­ле­ние к си­дя­че­му, ма­ло­по­движ­но­му или па­ра­зи­ти­че­ско­му об­ра­зу жизни.

Од­на­ко у боль­шин­ства гер­ма­фро­дит­ных осо­бей, если, ко­неч­но, поз­во­ля­ют усло­вия, в опло­до­тво­ре­нии участ­ву­ют га­ме­ты от раз­ных осо­бей, то есть на­блю­да­ет­ся так на­зы­ва­е­мое пе­ре­крест­ное опло­до­тво­ре­ние, по­сколь­ку внут­ри гер­ма­фро­ди­та на­блю­да­ют­ся раз­лич­ные фи­зио­ло­ги­че­ские, мор­фо­ло­ги­че­ские и даже ге­не­ти­че­ские при­спо­соб­ле­ния, ко­то­рые не дают воз­мож­но­сти пе­рей­ти к са­мо­опло­до­тво­ре­нию.

Но, на­при­мер, у неко­то­рых жи­вот­ных яйца и спер­ма­то­зо­и­ды со­зре­ва­ют не в одно и то же время. Сна­ча­ла со­зре­ва­ют яй­це­клет­ки, а потом спер­ма­то­зо­и­ды, и это дает воз­мож­ность пе­рей­ти к пе­ре­крест­но­му опло­до­тво­ре­нию.

Ос­нов­ные по­ня­тия урока: пар­те­но­ге­нез

Пар­те­но­ге­нез – одна из мо­ди­фи­ка­ций по­ло­во­го раз­мно­же­ния, при ко­то­ром жен­ская га­ме­та раз­ви­ва­ет­ся в новую особь без опло­до­тво­ре­ния муж­ской га­ме­ты. Пар­те­но­ге­нез ши­ро­ко пред­став­лен как в цар­стве рас­те­ний, так и у жи­вот­ных. В неко­то­рых слу­ча­ях он поз­во­ля­ет до­воль­но быст­ро уве­ли­чить чис­лен­ность видов. А у таких об­ще­ствен­ных на­се­ко­мых, как осы, пчелы и му­равьи, пар­те­но­ге­нез спо­соб­ству­ет об­ра­зо­ва­нию раз­лич­ных каст (рис. 3).

Рис. 3. Пче­ли­ная семья

На­при­мер, у ме­до­нос­ной пчелы при от­клад­ке ди­пло­ид­ных яиц раз­ви­ва­ют­ся из них либо ра­бо­чие пчелы, либо пче­ли­ная матка, а из неопло­до­тво­рен­ных яиц, име­ю­щих га­п­ло­ид­ный набор хро­мо­сом, раз­ви­ва­ют­ся трут­ни, ко­то­рые в ре­зуль­та­те ми­то­за про­из­во­дят фер­мии, то есть пар­те­но­ге­нез может ре­гу­ли­ро­вать чис­лен­ность по­том­ков каж­до­го типа.

Срав­не­ние бес­по­ло­го и по­ло­во­го раз­мно­же­ния

Да­вай­те рас­смот­рим ос­нов­ные черты бес­по­ло­го и по­ло­во­го раз­мно­же­ния

В бес­по­лом раз­мно­же­нии участ­ву­ет одна ро­ди­тель­ская особь, в по­ло­вом раз­мно­же­нии – обыч­но две ро­ди­тель­ские особи.

При бес­по­лом раз­мно­же­нии га­ме­ты не об­ра­зу­ют­ся, при по­ло­вом раз­мно­же­нии об­ра­зу­ют­ся га­ме­ты с оди­нар­ным на­бо­ром хро­мо­сом, ядра ко­то­рых сли­ва­ют­ся, и об­ра­зу­ет­ся зи­го­та, ко­то­рая несет хро­мо­со­мы обоих ро­ди­те­лей. При бес­по­лом раз­мно­же­нии мейоз от­сут­ству­ет, при по­ло­вом раз­мно­же­нии на ка­кой-ли­бо ста­дии жиз­нен­но­го цикла про­ис­хо­дит мейоз, что пре­пят­ству­ет удво­е­нию хро­мо­сом в каж­дом по­ко­ле­нии.

При бес­по­лом раз­мно­же­нии по­яв­ля­ют­ся по­том­ки, иден­тич­ные ро­ди­тель­ским осо­бям. При по­ло­вом раз­мно­же­нии по­том­ки не яв­ля­ют­ся точ­ны­ми ко­пи­я­ми ро­ди­тель­ских осо­бей, у них на­блю­да­ет­ся ге­не­ти­че­ская из­мен­чи­вость, воз­ни­ка­ю­щая в ре­зуль­та­те ге­не­ти­че­ской ре­ком­би­на­ции.

Бес­по­лое раз­мно­же­ние ха­рак­тер­но для рас­те­ний, неко­то­рых жи­вот­ных и мик­ро­ор­га­низ­мов. У выс­ших жи­вот­ных не встре­ча­ет­ся. По­ло­вое раз­мно­же­ние ха­рак­тер­но для боль­шин­ства рас­те­ний и жи­вот­ных. Бес­по­лое раз­мно­же­ние часто при­во­дит к быст­ро­му со­зда­нию боль­шо­го числа по­том­ков, при по­ло­вом раз­мно­же­нии на­блю­да­ет­ся менее быст­рое уве­ли­че­ние чис­лен­но­сти по­том­ков.

 Гермафродиты

Ис­то­ри­че­ски более древни­ми яв­ля­ют­ся обое­по­лые жи­вот­ные, или гер­ма­фро­ди­ты. На­при­мер, ки­шеч­но­по­лост­ные, плос­кие черви, коль­ча­тые черви (рис. 4). Раз­дель­но­по­лые виды на­ча­ли пре­об­ла­дать толь­ко в про­цес­се эво­лю­ции.

А                                          Б                                      В                                    Г

Рис. 4. Жи­вот­ные-гер­ма­фро­ди­ты. А – Ки­шеч­но­по­лост­ные, Б – Плос­кие черви, В –Коль­ча­тые черви, Г – Мол­люс­ки

Пре­иму­ще­ство гер­ма­фро­ди­тиз­ма со­сто­ит в спо­соб­но­сти ор­га­низ­ма к са­мо­опло­до­тво­ре­нию.

Рис. 5–6. Плос­кие па­ра­зи­ти­че­ские черви: Бычий це­пень        

Это очень важно для круп­ных па­ра­зи­ти­че­ских чер­вей – цеп­ней, ко­то­рые встре­ча­ют­ся в ор­га­низ­ме по од­но­му (рис. 5–6). Ве­ро­ят­ность встре­тить парт­не­ра у цеп­ней край­нее мала, од­на­ко при бла­го­при­ят­ных усло­ви­ях у гер­ма­фро­ди­тов на­блю­да­ет­ся пе­ре­крест­ное опло­до­тво­ре­ние (сли­я­ние гамет, при­над­ле­жа­щих раз­ным осо­бям).

 Формы полового процесса

По­ло­вой про­цесс воз­ник до­ста­точ­но давно, его при­ми­тив­ные формы встре­ча­ют­ся у про­стей­ших и бак­те­рий. На­при­мер, по­ло­вой про­цесс ин­фу­зо­рии-ту­фель­ки на­зы­ва­ет­ся конъ­юга­ция (рис. 7).

Рис. 7. По­ло­вой про­цесс у ин­фу­зо­рии-ту­фель­ки

При конъ­юга­ции две ин­фу­зо­рии ту­фель­ки сбли­жа­ют­ся и между ними про­ис­хо­дит обмен ге­не­ти­че­ским ма­те­ри­а­лом. При этом обе ин­фу­зо­рии по­лу­ча­ют новые свой­ства, по­лез­ные для вы­жи­ва­ния в из­ме­ня­ю­щих­ся усло­ви­ях среды. Од­на­ко число ин­фу­зо­рий не уве­ли­чи­ва­ет­ся, по­это­му этот про­цесс на­зы­ва­ют не по­ло­вым раз­мно­же­ни­ем, а имен­но по­ло­вым про­цес­сом.

Рис. 8. Сли­я­ние оди­на­ко­вых гамет в ходе изо­га­мии

У неко­то­рых од­но­кле­точ­ных ор­га­низ­мов на­блю­да­ет­ся раз­но­вид­ность по­ло­во­го про­цес­са, ко­то­рый на­зы­ва­ют ко­пу­ля­ци­ей. При ко­пу­ля­ции целые клет­ки ор­га­низ­ма пре­вра­ща­ют­ся в га­ме­ты и, сли­ва­ясь, об­ра­зу­ют зи­го­ту.

У наи­бо­лее древ­них ор­га­низ­мов фор­ми­ру­ет­ся толь­ко один вид гамет. Их нель­зя на­зы­вать жен­ски­ми или муж­ски­ми.

Такой тип по­ло­во­го раз­мно­же­ния на­зы­ва­ют изо­га­ми­ей (рис 8). Од­на­ко в про­цес­се эво­лю­ции по­яви­лись зна­чи­тель­ные от­ли­чия жен­ских гамет (яй­це­кле­ток) от муж­ских гамет (спер­ма­то­зо­и­дов).

 Половой процесс у животных

У боль­шин­ства жи­вот­ных яй­це­клет­ки, как пра­ви­ло, круп­ные и непо­движ­ные, а спер­ма­то­зо­и­ды, на­о­бо­рот, мель­че и об­ла­да­ют по­движ­но­стью. Тип по­ло­во­го про­цес­са, при ко­то­ром об­ра­зу­ют­ся раз­ные га­ме­ты, на­зы­ва­ют ге­те­ро­га­ми­ей, то есть га­ме­ты могут от­ли­чать­ся и по форме, и по по­движ­но­сти.

Рис. 9. Ани­зо­га­мия: две по­движ­ные га­ме­ты, от­ли­ча­ю­щи­е­ся по внеш­ним при­зна­кам

Рис. 10. Оога­мия – край­ний слу­чай ани­зо­га­мии, когда одна га­ме­та (спер­ма­то­зо­ид) по­движ­на, а дру­гая (яй­це­клет­ка) – непо­движ­на.

При этом раз­ли­ча­ют ани­зо­га­мию (рис. 9), когда одна га­ме­та боль­ше по раз­ме­рам, чем дру­гая, и оога­мию (рис. 10), когда одна га­ме­та не толь­ко боль­ше по раз­ме­ру, но и непо­движ­на, а вто­рая га­ме­та мель­че и об­ла­да­ет по­движ­но­стью. Как пра­ви­ло, га­ме­ты бы­ва­ют двух типов: жен­ско­го и муж­ско­го, и фор­ми­ру­ют­ся они у боль­шин­ства жи­вот­ных в спе­ци­аль­ных струк­ту­рах, ко­то­рые на­зы­ва­ют по­ло­вы­ми же­ле­за­ми.

У жи­вот­ных жен­ские по­ло­вые клет­ки – яй­це­клет­ки (рис. 11) – фор­ми­ру­ют­ся в спе­ци­аль­ных же­ле­зах, ко­то­рые на­зы­ва­ют­ся яич­ни­ка­ми. Обыч­ные яй­це­клет­ки – круп­ные и непо­движ­ные и со­дер­жат запас пи­та­тель­ных ве­ществ в виде желт­ка.

Рис. 11. Яй­це­клет­ка мле­ко­пи­та­ю­ще­го

В ядре клет­ки со­дер­жит­ся ДНК, а также за­пас­ные ин­фор­ма­ци­он­ные РНК. Кроме этого, в за­ви­си­мо­сти от ко­ли­че­ства и рас­пре­де­ле­ния желт­ка, раз­ли­ча­ют несколь­ко типов яй­це­кле­ток.

На­при­мер, у мол­люс­ков и лан­цет­ни­ка, жел­ток рас­пре­де­лен по клет­ке рав­но­мер­но, ядро на­хо­дит­ся в цен­тре, а сама яй­це­клет­ка мала. У неко­то­рых рыб, птиц, реп­ти­лий, яй­це­кла­ду­щих мле­ко­пи­та­ю­щих желт­ка в яйце много и ци­то­плаз­ма с ядром сдви­ну­ты на один из по­лю­сов клет­ки.

Сама же яй­це­клет­ка у этих жи­вот­ных может быть очень круп­ной. У пла­цен­тар­ных мле­ко­пи­та­ю­щих яй­це­клет­ки малы, их диа­метр со­став­ля­ет от 100 до 200 мкм. Желт­ка они прак­ти­че­ски не со­дер­жат, и их бу­ду­щий за­ро­дыш раз­ви­ва­ет­ся прак­ти­че­ски за счет ма­те­рин­ско­го ор­га­низ­ма.

У жи­вот­ных муж­ские по­ло­вые га­ме­ты, а имен­но спер­ма­то­зо­и­ды, фор­ми­ру­ют­ся у спе­ци­аль­ных же­ле­зах, се­мен­ни­ках. Се­мен­ни­ки рас­по­ла­га­ют­ся в спе­ци­аль­ной по­ло­сти – мо­шон­ке.

Мо­шон­ка вы­пол­ня­ет функ­цию фи­зио­ло­ги­че­ско­го хо­ло­диль­ни­ка, по­сколь­ку в мо­шон­ке под­дер­жи­ва­ет­ся тем­пе­ра­ту­ра от 33 до 34 гра­ду­сов (зна­чи­тель­но ниже тем­пе­ра­ту­ры тела). Эта тем­пе­ра­ту­ра необ­хо­ди­ма для нор­маль­но­го со­зре­ва­ния спер­ма­то­зо­и­дов. Обыч­но спер­ма­то­зо­и­ды – очень мел­кие клет­ки (рис. 12), длина го­лов­ки спер­ма­то­зо­и­да со­став­ля­ет от 4,5 до 5,5 мкм.

Рис. 12. Спер­ма­то­зо­ид

Спер­ма­то­зо­ид со­сто­ит из го­лов­ки, ко­то­рая пол­но­стью за­ня­та ядром с га­п­ло­ид­ным на­бо­ром хро­мо­сом; шейки, в ко­то­рой на­хо­дит­ся струк­ту­ра, сход­ная по стро­е­нию с цен­три­о­ля­ми, а также здесь на­хо­дят­ся ми­то­хон­дрии и хвост. Хвост об­ра­зу­ют мик­ро­тру­боч­ки, имен­но он обес­пе­чи­ва­ет по­движ­ность спер­ма­то­зо­и­да.

В пе­ред­ней части спер­ма­то­зо­и­да на­хо­дит­ся ви­до­из­ме­нен­ный ком­плекс Голь­д­жи, на­зы­ва­е­мый ак­ро­со­мой. Здесь за­па­са­ют­ся опре­де­лен­ные гид­ро­ли­ти­че­ские фер­мен­ты, необ­хо­ди­мые для рас­тво­ре­ния обо­лоч­ки яй­це­клет­ки (иначе не про­изой­дет опло­до­тво­ре­ние).

источник конспекта - http://interneturok.ru/ru/school/biology/10-klass/undefined/formy-razmnozheniya-organizmov-polovoe-razmnozhenie

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=18bGM_10Rs4

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=IEnMfrmj0vc

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=FMgsK2K7-cc

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=bpgiI1Up0qM

источник видео - http://www.youtube.com/watch?v=iB8xql3J1NA

источник презентации - http://prezentacii.com/biologiya/12439-bespoloe-i-polovoe-razmnozhenie-organizmov.html

Файлы