Pitanje 1: Uporedite evolucijski značaj aseksualne i seksualne reprodukcije.

Aseksualno razmnožavanje je drevni oblik samoreprodukcije, karakterističan za organizme svih carstava žive prirode. Takva reprodukcija osigurava proces samoreprodukcije velikog broja identičnih organizama bez sudjelovanja zametnih stanica, koji provodi samo jedan roditelj. Glavno svojstvo aseksualne reprodukcije je tačna reprodukcija nasljednih svojstava roditelja. Aseksualna reprodukcija je također povoljnija pod relativno stalnim uvjetima.

Seksualno razmnožavanje vrši se uz sudjelovanje zametnih stanica dvaju roditeljskih organizama - ženskog i muškog, koje prenose karakteristike svog nasljednog materijala na novi organizam. Glavno obilježje (uslov) spolnog razmnožavanja je oplodnja, odnosno spajanje ženskih i muških reproduktivnih stanica (gamete) i formiranje jedne ćelije - zigota. Sadrži nasljedne podatke oba roditelja. Svaka ćerka jedinka koja se razvija iz zigote nosi svojstva dva različita organizma iste vrste. Stoga se u toku polnog razmnožavanja u novom organizmu uvijek pojavi nešto novo, nešto što još nije pronađeno u prirodi, iako je vrlo slično oba svoja roditelja. Takvi organizmi s novim nasljednim svojstvima dobijenim od oba roditelja često se ispostavi da su prilagođeniji životu u promjenjivim uvjetima okoline. Shodno tome, biološki značaj seksualne reprodukcije nije samo u samoreproduciranju jedinki, već iu osiguravanju biološke raznolikosti vrsta, njihovih adaptivnih sposobnosti i evolucijskih izgleda. To čini seksualnu reprodukciju biološki progresivnijom od aseksualne reprodukcije.

Pitanje 2. Opišite ulogu sekundarnih polnih karakteristika u reprodukciji organizama.

Sekundarne polne karakteristike razvijaju se pod uticajem polnih hormona, što ukazuje na seksualnu zrelost pojedinca. Očituju se u razlikama u veličini i proporcijama tijela, boji perja, osobinama dlake, emitovanim zvučnim signalima (kod ptica), prisutnosti gestacijske burze, mliječnih žlijezda itd. Kod nekih vrsta ovi znakovi su stalni , kod drugih se mogu pojaviti samo tokom sezone parenja.

Glavna uloga sekundarnih spolnih karakteristika je osigurati privlačnost u očima suprotnog spola. Naravno, mnogi sekundarni znakovi ne igraju nikakvu ulogu u reprodukciji i samo su posljedica starosnih promjena u tijelu, na primjer, Adamova jabuka kod muškaraca, produbljivanje glasa i crte kose. Ali ako pogledate dublje, svi oni doprinose davanju osobi muškosti ili ženstvenosti, što zauzvrat također osigurava privlačnost. U životinjskom svijetu sekundarne spolne karakteristike igraju još veću ulogu, sjetite se samo ponosa pijetla - češlja, rogova losa, boja mnogih mužjaka i ženki. Sve je to potrebno kako bi se privukao suprotni spol i stvorio "dostojniji" par za razmnožavanje.

Pitanje 3. Objasnite ulogu organizma (pojedinca) u evoluciji organskog svijeta, čijom se jedinicom smatra populacija.

Svaki organizam (pojedinac) nosi u sebi dio genskog fonda (svoj genotip) populacije. Svakim novim ukrštanjem jedinka dobija potpuno novi genotip. Ovo je jedinstveno važna uloga organizama koji provode proces stalne obnove nasljednih svojstava u novim generacijama zahvaljujući spolnom razmnožavanju. Jedna individua ne može evoluirati; to daje „podsticaj“ cijeloj populaciji. Može da se menja, prilagođavajući se uslovima sredine, ali to su nenasledne osobine. Organizmi, kao nijedan drugi oblik žive materije, u stanju su da osete spoljašnji svet, stanje svog tela i reaguju na te senzacije, namerno menjajući svoje postupke kao odgovor na iritaciju koja dolazi od spoljašnjih i unutrašnjih faktora. Organizmi mogu da uče i komuniciraju sa jedinkama svoje vrste, grade domove i stvaraju uslove za odgajanje mladih, i pokazuju roditeljsku brigu za svoje potomstvo.

Sažetak: Aseksualna i seksualna reprodukcija

Uvod

Sposobnost razmnožavanja, odnosno stvaranja nove generacije jedinki iste vrste, jedna je od glavnih karakteristika živih organizama. Tokom procesa reprodukcije genetski materijal se prenosi sa roditeljske generacije na sljedeću generaciju, čime se osigurava reprodukcija karakteristika ne samo date vrste, već i određenih roditeljskih jedinki. Za vrstu, značenje reprodukcije je da zamijeni one njene predstavnike koji umiru, čime se osigurava kontinuitet postojanja vrste; osim toga, pod odgovarajućim uslovima, reprodukcija omogućava povećanje ukupnog broja vrsta.

Svaka nova jedinka, prije nego što dostigne fazu u kojoj je sposobna za reprodukciju, mora proći niz faza rasta i razvoja. Neki pojedinci umiru prije nego što dostignu reproduktivnu fazu (ili seksualnu zrelost) kao rezultat uništenja od strane grabežljivaca, bolesti i raznih slučajnih događaja; dakle, vrsta može opstati samo pod uslovom da svaka generacija proizvede više potomaka nego što je bilo roditeljskih jedinki koje su učestvovale u reprodukciji. Veličine populacije variraju ovisno o ravnoteži između reprodukcije i izumiranja jedinki. Postoji niz različitih strategija razmnožavanja, od kojih svaka ima različite prednosti i nedostatke; svi oni će biti opisani u ovom sažetku.

A svrha mog rada je da razmotrim neke vrste reprodukcije.

Aseksualno i spolno razmnožavanje

Postoje dvije glavne vrste reprodukcije - aseksualno i seksualno. Aseksualna reprodukcija se odvija bez formiranja gameta i uključuje samo jedan organizam. Aseksualna reprodukcija obično proizvodi identično potomstvo, a jedini izvor genetske varijacije su nasumične mutacije.

Genetska varijabilnost je korisna za vrstu, budući da ona daje „sirovine“ za prirodnu selekciju, a time i za evoluciju. Potomstvo koje je najprilagođenije svom okruženju imat će prednost u konkurenciji s drugim pripadnicima iste vrste i imat će veće šanse da prežive i prenesu svoje gene na sljedeću generaciju. Zahvaljujući tome, vrste se mogu mijenjati, odnosno moguć je proces specijacije. Povećane varijacije mogu se postići miješanjem gena dvije različite individue, procesom koji se naziva genetska rekombinacija, što je važna karakteristika seksualne reprodukcije; U primitivnom obliku, genetska rekombinacija je već pronađena kod nekih bakterija.

Aseksualna reprodukcija

U aseksualnoj reprodukciji, potomci dolaze iz jednog organizma, bez fuzije gameta. Mejoza nije uključena u proces aseksualne reprodukcije (osim ako ne govorimo o biljnim organizmima sa naizmjeničnim generacijama), a potomci su identični roditeljskoj jedinki. Identični potomci koji potiču od istog roditelja nazivaju se klonovima. Članovi istog klona mogu biti genetski različiti samo ako dođe do slučajne mutacije. Više životinje nisu sposobne za aseksualnu reprodukciju, ali je nedavno učinjeno nekoliko uspješnih pokušaja da se neke vrste kloniraju umjetno; pogledaćemo ih kasnije.

Division

Formiranje spora (sporulacija)

Spora je jednoćelijska reproduktivna jedinica, obično mikroskopske veličine, koja se sastoji od male količine citoplazme i jezgra. Formiranje spora se opaža kod bakterija, protozoa, predstavnika svih grupa zelenih biljaka i svih grupa gljiva. Spore mogu varirati po vrsti i funkciji i često se formiraju u posebnim strukturama.

Često se spore formiraju u velikim količinama i imaju zanemarljivu težinu, što ih čini lakšim za širenje vjetrom, kao i životinjama, uglavnom insektima. Zbog svoje male veličine, spore obično sadrže samo minimalne rezerve hranjivih tvari; Budući da mnoge spore ne stignu na pogodno mjesto za klijanje, gubici spora su vrlo visoki. Glavna prednost takvih spora je sposobnost brzog razmnožavanja i širenja vrsta, posebno gljiva.

Spore bakterija, strogo govoreći, ne služe za razmnožavanje, već za preživljavanje u nepovoljnim uslovima, jer svaka bakterija proizvodi samo jednu sporu. Bakterijske spore su među najotpornijima: na primjer, često mogu izdržati tretman jakim dezinficijensima i kuhanje u vodi.

Pupanje

Pupanje je jedan od oblika aseksualnog razmnožavanja, u kojem se nova jedinka formira u obliku izrasline (pupoljka) na tijelu matične jedinke, a zatim se odvaja od njega, pretvarajući se u samostalan organizam, potpuno identičan roditelj. Pupanje se javlja u različitim grupama organizama, posebno kod koelenterata kao što je Hydra (slika 1) i kod jednoćelijskih gljiva kao što je kvasac. U potonjem slučaju, pupanje se razlikuje od fisije (koja se također opaža kod kvasca) po tome što dva formirana dijela imaju različite veličine.

Neobičan oblik pupanja opisan je u sukulentnoj biljci bryophyllum, kserofitu koji se često uzgaja kao ukrasna sobna biljka: minijaturne biljke opremljene malim korijenjem razvijaju se duž rubova listova (slika 2); ti "pupoljci" na kraju otpadaju i počinju postojati kao nezavisne biljke.

Reprodukcija po fragmentima (fragmentacija)

Fragmentacija je podjela pojedinca na dva ili više dijelova, od kojih svaki raste i formira novu individuu. Fragmentacija se javlja, na primjer, u filamentoznim algama kao što je Spirogyra. Konac spirogire se može prekinuti na dva dijela bilo gdje.

Fragmentacija se uočava i kod nekih nižih životinja, koje, za razliku od visoko organiziranih oblika, zadržavaju značajnu sposobnost regeneracije iz relativno slabo diferenciranih stanica. Na primjer, tijelo nemerteana (skupina primitivnih crva, uglavnom morskih) posebno se lako cijepa na mnoge dijelove, od kojih svaki može dovesti do novog pojedinca kao rezultat regeneracije. U ovom slučaju, regeneracija je normalan i reguliran proces; međutim, kod nekih životinja (na primjer, morske zvijezde), obnavljanje iz pojedinačnih dijelova događa se tek nakon slučajne fragmentacije. Životinje sposobne za regeneraciju služe kao objekti za eksperimentalno proučavanje ovog procesa; Često se koristi slobodnoživući planarian crv. Takvi eksperimenti pomažu u razumijevanju procesa diferencijacije.

Vegetativno razmnožavanje

Vegetativno razmnožavanje je oblik aseksualnog razmnožavanja u kojem se relativno veliki, obično diferencirani dio odvaja od biljke i razvija u samostalnu biljku. U suštini, vegetativno razmnožavanje je slično pupanju. Biljke često formiraju strukture posebno dizajnirane za tu svrhu: lukovice, kornjače, rizome, stolone i gomolje. Neke od ovih struktura služe i za skladištenje hranljivih materija, omogućavajući biljci da preživi periode nepovoljnih uslova kao što su hladnoća ili suša. Organi za skladištenje omogućavaju biljci da preživi zimu i proizvede cvijeće i plodove sljedeće godine (dvogodišnje biljke) ili preživi nekoliko godina (višegodišnje biljke). Ovi organi, koji se nazivaju organi za prezimljavanje, uključuju lukovice, korne, rizome i gomolje.

Organi koji prezimljuju mogu biti i stabljike, korijenje ili cijeli izdanci (pupoljci), ali u svim slučajevima hranjive tvari koje sadrže nastaju uglavnom tokom procesa fotosinteze koji se odvija u listovima tekuće godine. Dobijeni nutrijenti se prenose u organ za skladištenje i onda se obično pretvaraju u neki nerastvorljivi materijal za skladištenje, kao što je skrob. Kada se pojave nepovoljni uslovi, nadzemni dijelovi biljke odumiru, a podzemni organ za hibernaciju prelazi u stanje mirovanja. Na početku sljedeće vegetacijske sezone uz pomoć enzima se mobiliziraju rezerve hranjivih tvari: pupoljci se bude i u njima započinju procesi aktivnog rasta i razvoja zahvaljujući pohranjenim hranjivim tvarima. Ako nikne više pupoljaka, onda možemo pretpostaviti da je došlo do razmnožavanja.

U nekim slučajevima se formiraju posebni organi koji služe za vegetativno razmnožavanje. To su modifikovani delovi stabljike - krtole krompira, lukovice luka, lukovice belog luka, mehuriće u pazušcima listova modrice, izdanci mladih itd. Jagode se razmnožavaju „brkovima“ (Sl. 3). Na čvorovima izdanaka formiraju se adventivni korijeni, a iz pazušnih pupoljaka formiraju se izdanci s listovima. Nakon toga, internodije odumiru, a nova biljka gubi vezu sa matičnom biljkom.

Reprodukcija- sposobnost živih organizama da reprodukuju svoju vrstu. Postoje dva glavna metoda reprodukcije- aseksualne i seksualne.

Aseksualna reprodukcija se događa uz sudjelovanje samo jednog roditelja i događa se bez formiranja gameta. Generacija kćeri kod nekih vrsta nastaje iz jedne ili grupe ćelija majčinog tijela, kod drugih vrsta - u specijaliziranim organima. Razlikuju se sljedeće: metode aseksualne reprodukcije: dioba, pupanje, fragmentacija, poliembrionija, sporulacija, vegetativno razmnožavanje.

Division- metoda aseksualne reprodukcije karakteristična za jednoćelijske organizme, u kojoj se majka dijeli na dvije ili više ćelija kćeri. Možemo razlikovati: a) jednostavnu binarnu fisiju (prokarioti), b) mitotičku binarnu fisiju (protozoe, jednoćelijske alge), c) višestruku fisiju ili šizogoniju (malarijski plazmodijum, tripanosomi). Tokom podjele paramecijuma (1), mikronukleus se dijeli mitozom, a makronukleus amitozom. Tokom šizogonije (2), jezgro se prvo više puta dijeli mitozom, zatim je svako od kćerki jezgara okruženo citoplazmom i formira se nekoliko nezavisnih organizama.

Pupanje- metoda aseksualne reprodukcije u kojoj se formiraju nove jedinke u obliku izraslina na tijelu roditeljske jedinke (3). Jedinke kćeri se mogu odvojiti od majke i preći na samostalan način života (hidra, kvasac), ili mogu ostati vezane za nju, u ovom slučaju formirajući kolonije (koralni polipi).

Fragmentacija(4) - metoda aseksualne reprodukcije, u kojoj se iz fragmenata (dijelova) na koje se majčinska jedinka raspada (anneli, morske zvijezde, spirogira, elodea) formiraju nove jedinke. Fragmentacija se zasniva na sposobnosti organizama da se regenerišu.

Poliembrionija- metoda aseksualne reprodukcije u kojoj se od fragmenata (dijelova) na koje se embrij raspada (monozigotni blizanci) formiraju nove jedinke.

Vegetativno razmnožavanje- metoda aseksualne reprodukcije u kojoj se nove jedinke formiraju ili iz dijelova vegetativnog tijela majke jedinke, ili iz posebnih struktura (rizoma, gomolja, itd.) posebno dizajniranih za ovaj oblik razmnožavanja. Vegetativno razmnožavanje tipično je za mnoge grupe biljaka i koristi se u vrtlarstvu, povrtlarstvu i uzgoju biljaka (vještačko vegetativno razmnožavanje).

Sporulacija(6) - razmnožavanje sporama. Kontroverza- specijalizovane ćelije, kod većine vrsta nastaju u posebnim organima - sporangijama. Kod viših biljaka formiranju spora prethodi mejoza.

Kloniranje- skup metoda koje ljudi koriste za dobijanje genetski identičnih kopija ćelija ili pojedinaca. Klon- zbirka ćelija ili jedinki koje potiču od zajedničkog pretka aseksualnom reprodukcijom. Osnova za dobivanje klona je mitoza (kod bakterija - jednostavna podjela).

Seksualna reprodukcija se odvija uz sudjelovanje dvije roditeljske jedinke (muška i ženska), u kojima se formiraju specijalizovane ćelije u posebnim organima - gamete. Proces formiranja gameta naziva se gametogeneza, a glavna faza gametogeneze je mejoza. Generacija kćeri se razvija iz zigote- ćelija nastala kao rezultat fuzije muških i ženskih gameta. Proces spajanja muških i ženskih polnih ćelija naziva se đubrenje. Obavezna posljedica seksualne reprodukcije je rekombinacija genetskog materijala u generaciji kćeri.

Ovisno o strukturnim karakteristikama gameta, mogu se razlikovati sljedeće: oblici seksualne reprodukcije: izogamija, heterogamija i oogamija.

Izogamija(1) - oblik polne reprodukcije u kojem su gamete (uslovno ženske i uslovno muške) pokretne i imaju istu morfologiju i veličinu.

Heterogamija(2) - oblik spolnog razmnožavanja u kojem su ženske i muške gamete pokretne, ali su ženske spolne stanice veće od muških i manje pokretne.

Oogamy(3) - oblik seksualne reprodukcije u kojem su ženske gamete nepokretne i veće od muških. U ovom slučaju nazivaju se ženske polne ćelije jaja, muške polne ćelije, ako imaju flagele, - spermatozoida, ako ga nemaju, - sperma.

Oogamija je karakteristična za većinu vrsta životinja i biljaka. Izogamija i heterogamija se javljaju kod nekih primitivnih organizama (alga). Pored navedenog, neke alge i gljive imaju oblike razmnožavanja u kojima se ne formiraju polne ćelije: hologamija i konjugacija. At hologamija jednoćelijski haploidni organizmi se spajaju jedni s drugima, koji u ovom slučaju djeluju kao gamete. Rezultirajuća diploidna zigota se zatim dijeli mejozom kako bi proizvela četiri haploidna organizma. At konjugacija(4) spajanje sadržaja pojedinačnih haploidnih ćelija filamentoznog stelja. Kroz posebno formirane kanale, sadržaj jedne ćelije teče u drugu, formira se diploidna zigota, koja se obično, nakon perioda mirovanja, takođe deli mejozom.

Idi predavanja br. 13“Metode diobe eukariotskih ćelija: mitoza, mejoza, amitoza”

Idi predavanja br. 15"Seksualno razmnožavanje u angiospermi"

Reprodukcija je metoda reprodukcije generacija svojstvena svim živim organizmima, bez obzira na složenost organizacije. Postoji spolno i aseksualno razmnožavanje organizama. Ova dva procesa se značajno razlikuju jedan od drugog.

Aseksualno

Razmnožavanje se smatra aseksualnim ako gamete - polne ćelije - ne učestvuju u formiranju novog organizma. Dobijena jedinka se praktično ne razlikuje od roditeljskog organizma.
Postoji nekoliko metoda aseksualne reprodukcije:

• divizije - formiranje nekoliko jedinki kćeri iz tijela roditelja, karakterističnih za jednoćelijske organizme;
• sporulacija ili sporulacija - razmnožavanje posebnim ćelijama (sporama), karakterističnim za gljive i biljke;
• fragmentacija ili strobilacija - formiranje potomaka iz dijelova ili segmenata roditeljske jedinke, karakterističnih za alge, višećelijske životinje (koelenterati, crvi);
• pupanje - pojava nove jedinke iz izraslina matičnog organizma, karakteristična za neke vrste gljiva, mahovina, kao i koelenterate, spužve, crve;
• vegetativno razmnožavanje - razmnožavanje uz pomoć vegetativnih organa (korijena, listova, stabljike, modificiranih izdanaka), karakterističnih za biljke.

Rice. 1. Strobilacija kod meduze u fazi polipa.

Seksualno

Tokom seksualne reprodukcije, genetski materijal se razmjenjuje između dvije individue, a formiranje novog organizma događa se fuzijom gameta. U tabeli su prikazani tipovi seksualne reprodukcije.

Rice. 2. Poređenje zametnih ćelija sa izogamijom, anizogamijom, oogamijom.

Seksualno i aseksualno razmnožavanje biljaka tipično je za mnoge predstavnike odjela kritosjemenjača, kao i za alge. Cvjetnice se mogu razmnožavati vegetativnim organima i sjemenkama. Na primjer, novi grm maline može izrasti iz sjemena i iz reznice matične biljke. Chlamydomonas se dijeli pod povoljnim uvjetima i formira gamete u nepovoljnim uvjetima.

Rice. 3. Metode razmnožavanja Chlamydomonas.

Poređenje

Glavna razlika između aseksualne i seksualne reprodukcije su ćelije. Za dobijanje nove jedinke spolnim putem potrebne su gamete, a aseksualno somatske ćelije.

Poređenje spolnog i aseksualnog razmnožavanja dato je u tabeli.

Značenje

Pored svog biološkog značaja (razmnožavanje jedinki), reprodukcija ima i evolucijski značaj povezan sa genotipom i varijabilnosti. Nasljedne osobine se prenose s generacije na generaciju. Štaviše, tokom ontogeneze - individualnog razvoja - svaki pojedinac, bez obzira na način razmnožavanja, stiče lične osobine koje nisu karakteristične za njegove roditelje.

TOP 2 člankakoji čitaju uz ovo

Varijabilnost je glavni uvjet prirodne selekcije, zbog čega se pojavljuju nove vrste prilagođenije uvjetima okoline.

Seksualna reprodukcija ima prednost nad aseksualnom reprodukcijom u obliku rekombinacije. Ovo je proces preraspodjele roditeljskih gena koji se javlja tokom mejoze. Kao rezultat toga, potomci dobijaju novu kombinaciju gena. Rekombinacija je osnova varijabilnosti i način preživljavanja vrste. Rijetko se javlja u somatskim ćelijama, tj. sa aseksualnim razmnožavanjem.

Šta smo naučili?

Na času 9. razreda učili smo o karakteristikama, metodama i značaju aseksualne i polne reprodukcije. Tokom aseksualne reprodukcije dolazi do tačne reprodukcije roditelja. Seksualno razmnožavanje uključuje dvije individue, koje potomstvu daju nove kombinacije gena koje pomažu pri prilagođavanju promjenjivim uvjetima.

Testirajte na temu

Evaluacija izvještaja

Prosječna ocjena: 4.7. Ukupno primljenih ocjena: 254.