Размножение важнейшее свойство живых организмов объясните каким образом
Размножение – это способность организмов производить себе подобных представителей того же вида, обеспечивая непрерывность и преемственность жизни в ряду поколений.. В процессе размножения особи родительского поколения передают потомкам генетическую информацию, обеспечивающую воспроизведение у них как признаков конкретных родителей, так и вида, к которому они принадлежат. Благодаря размножению осуществляется смена и материальная преемственность поколений. В ходе размножения создаются уникальные комбинации наследственного и закрепляются наследственные изменения, возникающие у отдельных особей. Это, в свою очередь, обуславливает генетическое разнообразие особей в пределах вида и служит основой для изменчивости и дальнейшей эволюции вида. Таким образом, осуществляемая в ходе размножения смена поколений, служит непременным условием поддержания во времени биологических видов и жизни.
Известны две формы размножения: бесполое и половое. При бесполом размножении особь появляется из неспециализированных (соматических) клеток тела. При половом размножении смена поколений и развитие организмов происходит на основе слияния специализированных клеток (половых) и образования зиготы. В природе существуют разные варианты двух основных форм размножения.
Типы размножения
Бесполое Половое
Одноклеточные Многоклеточные С оплодотворением Нерегулярные
Митоз Спорообразование Изогамия Партеногенез
Спорообразование Почкование Гетерогамия Гиногенез
Почкование Вегетативное Оогамия Андрогенез
Шизогония Фрагментация
Полиэмбриония
шизогония
2. Бесполое размножение.
Осуществляется при участии одной родительской особи. В этом случае новый организм может развиться из одной клетки, а возникшие потомки по своим наследственным признакам идентичны материнскому организму. Бесполое размножение позволяет быстро увеличить число особей. Различают два вида бесполого размножения:
– спорообразование – возникновение двух или более особей в результате прорастания специализированных клеток – спор (малярийный плазмодий, хлорелла, хламидомонада, мхи, папоротники и т. д.);
– вегетативное размножение – возникновение двух или более особей в результате деления, или почкования материнского организма.
Бесполое размножение у одноклеточных (бактерии, протисты, грибы): происходит путем деления материнской клетки пополам.
Почкование заключается в том, что на материнской клетке первоначально образуется бугорок, содержащий ядро. Почка растет, достигает размеров материнской клетки и затем отделяется от нее (дрожжевые грибы, некоторые инфузории).
Шизогония – множественное деление клетки (малярийный плазмодий)……?
Спорогония – в результате мейотических делений образуются специализированные гаплоидные клетки спорозоиты (малярийный плазмодий).
Бесполое размножение у многоклеточных.
Почкование: почка состоит из эктодермы и энтодермы. Она растет, удлиняется и на переднем конце образуется ротовое отверстие с окружающими его щупальцами. Почкование завершается образованием маленького полипа, который может отделиться от материнского организма (гидра пресноводная). Множественное почкование без отделения от родительских особей (коралл красный) приводит к образованию колоний.
Фрагментация: из части тела регенерируется самостоятельная особь (морские звезды, многие черви, в частности, дождевой червь, молочная планария).
Вегетативное: размножение у растений вегетативными частями тела (черенки, усы, отводки, клубни, листья и. д.).
Спорообразование – широко распространено у споровых растений (водоросли, мхи, плауны, папоротники) и грибов. Споры покрыты плотной оболочкой, которая защищает клетки от неблагоприятных внешних воздействий.
Полиэмбриония : развитие нескольких особей из одного зародыша (характерно для броненосцев; у человека появление однояйцевых близнецов довольно редко).
Шизогония: бесполо размножение путем разделения тела на большое количество дочерних особей (фораминиферы, радиолярии).
Таким образом, при любых форма бесполого размножения все потомки имеют генотип, идентичный материнскому.
Бесполое размножение более выгодно для организмов, обитающих в относительно постоянных условиях. Оно приводит к увеличению численности особей данного вида, но не сопровождается повышением генетического разнообразия внутри вида. Поскольку основным клеточным механизмом бесполого размножения является митоз, особи дочернего поколения оказываются точными копиями родительского организма. Новые признаки, которые могут оказаться полезными при изменении условий среды, появляются только в результате мутаций.
Бесполое размножение считается более древней формой размножения, возникшей в процессе развития жизни ранее полового.
3. Половое размножение.
Половое размножение появилось более 3 млрд. лет назад и встречается во всех крупных группах ныне живущих организмов. Сущность полового размножения заключается в объединении генетической информации от двух особей одного вида – родителей – в наследственном материале потомка. Таким образом, наследственный материал каждой дочерней особи представляет собой уникальную комбинацию генетической информации родителей. Образующиеся в процессе полового размножения организмы отличаются друг от друга по генотипу, признакам, свойствам, характеру приспособленности к условиям питания. Поскольку в норме рекомбинация каждой пары генов осуществляется в каждом поколении, то приспособительные комбинации генов возникают гораздо чаще за счет рекомбинаций, чем за счет относительно редких мутаций. Разнообразие генотипов особей, составляющих вид, обеспечивает возможность более успешного и быстрого приспособления вида к меняющимся условиям питания, освоения новых экологических ниш.
Биологическое значение полового размножения:
1. Самовоспроизведение особей.
2. Обеспечение биологического разнообразия видов, их адаптационных возможностей и эволюционных перспектив. Это позволяет считать половое размножение более прогрессивным, чем бесполое.
В основе полового размножения лежит половое процесс, т. е. обмен генетическим материалом между особями одного вида (конъюгация) или объединение его (копуляция).
Типичный половой процесс протекает у бактерий инфузорий и некоторых других организмов. Рассмотрим его особенности на примере инфузории-туфельки. Две инфузории подходят друг к другу брюшными сторонами, оболочка в месте их прикосновения растворяется и между ними образуется цитоплазматический мостик. Макронуклеусы при этом растворяются, и микронуклеусы делятся мейозом на четыре ядра, три из которых разрушаются, а четвертое вновь делится пополам митозом. В результате в каждой инфузории образуются два ядра – мужское (мигрирующее) и женское (стационарное). Затем происходит обмен мигрирующими ядрами с последующим слиянием стационарного и мигрирующего ядер, после чего особи расходятся. Вскоре в каждой из них ядро делится и впоследствии образуются микро- и макронуклеусы. Таким образом, при конъюгации число особей не увеличивается, а лишь возникают новые комбинации генетической информации.
Половое размножение, в отличие от бесполого, всегда происходит путем слияния двух специализированных половых клеток – яйцеклеток и сперматозоидов, образующихся в половых железах. Основное направление эволюции полового размножения – сингамия, т. е. оплодотворение, при котором обязательно слияние двух половых клеток, происходящих от разных особей. Такой тип размножения наилучшим способ обеспечивает генетическое разнообразие потомства.
Источник
1. Все ли живые существа способны к размножению?
Все живые существа способны размножаться. Это важнейшее свойство живого.
2. Какой вид размножения появился первым?
Древнейшим способом размножения на Земле было бесполое размножение. При бесполом размножении одна или несколько клеток тела родительской особи делятся. При этом образуется одна или несколько дочерних особей, во всём схожих с родительской.
3. У каких простейших появился половой процесс?
Уже у простейших (например, инфузория) встречается половой процесс («конъюгация» — лат. «соединение»), первоначально не имеющий прямого отношения к размножению. В ходе полового процесса особи обмениваются между собой генетической информацией, что приводит к их взаимному обновлению и повышает их выживаемость.
В ходе эволюции соединение полового процесса и размножения привело к возникновению полового размножения.
4. Какие растения называются двудомными?
Двудомные растения — виды растений, у которых мужские (тычиночные) и женские (пестичные) цветки находятся не на одной особи, а на разных. Например, ива, тополь и др.
Вопросы
1. Какие виды бесполого размножения вы можете назвать?
Среди форм бесполого размножения различают деление клетки, почкование, делением тела, спорами, вегетативное.
В любом случае для размножения достаточно одной особи, в результате образуются особи, идентичные материнской.
2. Почему гидры размножаются бесполым путём только в благоприятных условиях?
После того, как маленькая гидра отделяется от материнского организма, она обычно располагается рядом с материнским организмом. «Мать» и «дочь» начинают конкурировать за пищу. Вот почему гидры размножаются почкованием только тогда, когда условия существования хорошие и пищи достаточно.
3. Перечислите способы вегетативного размножения у высших растений.
Растения могут размножаться стеблем или его частью и видоизменениями: отводками (смородина), черенками (тополь), усами (земляника), клубнями (картофель), корневищами (ирис), луковицами (лук, чеснок, тюльпан). Возможно также вегетативное размножение корнями (малина, слива) и корнеклубнями (георгин). В определённых условиях растение может размножаться и черенком листа (бегония)
4. В чём недостаток бесполого размножения?
При таком способе размножения все потомки имеют абсолютно такой же генотип, как и родительская особь: ведь они развиваются из клеток тела этой особи. Следовательно, при бесполом размножении не происходит увеличения генетического разнообразия, которое может оказаться очень полезным при изменении условий существования вида.
5. В чём преимущество полового размножения перед бесполым?
При половом размножении генетическое разнообразие в потомстве увеличивается, а значит, растёт и жизнеспособность по сравнению с родительской.
6. Каких животных называют гермафродитами?
Гермафродиты – обоеполые организмы, способные производить одновременно два вида половых клеток — как мужские, так и женские. Это некоторые кишечнополостные, все плоские черви, отдельные виды кольчатых червей, а также некоторые моллюски и даже рыбы и ящерицы.
7. Как устроены сперматозоид и яйцеклетка?
Яйцеклетка неподвижна, обычно крупных размеров и содержит запасы питательных веществ. Она обеспечивает зародыш будущего организма основной массой цитоплазмы и, особенно у яйцекладущих животных, питательным материалом (желтком). Яйцеклетка в сотни раз, а у животных с богатыми желтком яйцеклетками — в миллионы раз больше сперматозоида. Яйцеклетка большинства животных окружена защитными оболочками.
Сперматозоиды очень малы и подвижны. У млекопитающих сперматозоид состоит из головки (её длина около 5-10 мкм), шейки и хвостика (их общая длина около 60 мкм). В головке расположено ядро, содержащее гаплоидный набор хромосом. Цитоплазмы в головке очень мало. В шейке находятся небольшое число митохондрий, вырабатывающих энергию для движения сперматозоида, и центриоль, обеспечивающая колебания жгутика, лежащего вдоль оси хвостика.
Задания
Сравните процессы бесполого и полового размножения. Объясните, что общего и чём различия этих процессов. В чём заключается их биологическая сущность?
Общее у этих процессов то, что в любом случае количество особей увеличивается.
Источник
Биологическая система
– целостная система компонентов, выполняющих определенную функцию в живых системах. К биологическим системам относятся сложные системы разного уровня организации: биологические макромолекулы, субклеточные органеллы, клетки, органы, организмы, популяции.
Признаки биологических систем
– критерии, отличающие биологические системы от объектов неживой природы:
1. Единство химического состава. В состав живых организмов входят те же химические элементы, что и в объекты неживой природы. Однако соотношение различных элементов в живом и неживом неодинаково. В неживой природе самыми распространенными элементами являются кремний, железо, магний, алюминий, кислород. В живых же организмах 98% элементарного (атомного) состава приходится на долю всего четырех элементов: углерода, кислорода, азота и водорода.
2. Обмен веществ. К обмену веществ с окружающей средой способны все живые организмы. Они поглощают из среды элементы питания и выделяют продукты жизнедеятельности. В неживой природе также существует обмен веществами, однако при небиологическом круговороте они просто переносятся с одного места на другое или меняют свое агрегатное состояние: например, смыв почвы, превращение воды в пар или лед и др. У живых же организмов обмен веществ имеет качественно иной уровень. В круговороте органических веществ самыми существенными являются процессы синтеза и распада (ассимиляция и диссимиляция – см. дальше), в результате которых сложные вещества распадаются на более простые и выделяется энергия, необходимая для реакций синтеза новых сложных веществ.
Обмен веществ обеспечивает относительное постоянство химического состава всех частей организма и как следствие – постоянство их функционирования в непрерывно меняющихся условиях окружающей среды.
3. Самовоспроизведение (репродукция, размножение) – свойство организмов воспроизводить себе подобных. Процесс самовоспроизведения осуществляется практически на всех уровнях жизни. Существование каждой отдельно взятой биологической системы ограничено во времени, поэтому поддержание жизни связано с самовоспроизведением. В основе самовоспроизведения лежит образование новых молекул и структур, обусловленное информацией, заложенной в нуклеиновой кислоте – ДНК, которая находится в родительских клетках.
4. Наследственность – способность организмов передавать свои признаки, свойства и особенности развития из поколения в поколение. Наследственность обеспечивается стабильностью ДНК и воспроизведением ее химического строения с высокой точностью. Материальными структурами наследственности, передаваемыми от родителей потомкам, являются хромосомы и гены.
5. Изменчивость – способность организмов приобретать новые признаки и свойства; в ее основе лежат изменения материальных структур наследственности. Это свойство как бы противоположно наследственности, но вместе с тем тесно связано с ней. Изменчивость поставляет разнообразный материал для отбора особей, наиболее приспособленных к конкретным условиям существования, что, в свою очередь, приводит к появлению новых форм жизни, новых видов организмов.
6. Рост и развитие. Способность к развитию – всеобщее свойство материи. Под развитием понимают необратимое направленное закономерное изменение объектов живой и неживой природы. В результате развития возникает новое качественное состояние объекта, изменяется его состав или структура. Развитие живой формы материи представлено индивидуальным развитием (онтогенезом) и историческим развитием (филогенезом). Филогенез всего органического мира называют эволюцией.
На протяжении онтогенеза постепенно и последовательно проявляются индивидуальные свойства организмов. В основе этого лежит поэтапная реализация наследственных программ. Индивидуальное развитие часто сопровождается ростом – увеличением линейных размеров и массы всей особи и ее отдельных органов за счет увеличения размеров и количества клеток.
Историческое развитие сопровождается образование новых видов и прогрессивным усложнением жизни. В результате эволюции возникло все многообразие живых организмов на Земле.
7. Раздражимость – это специфические избирательные ответные реакции организмов на изменения окружающей среды. Всякое изменение окружающих организм условий представляет собой по отношению к нему раздражение, а его ответная реакция является проявлением раздражимости. Отвечая на воздействия факторов среды, организмы взаимодействуют с ней и приспосабливаются к ней, что помогает им выжить.
Реакции многоклеточных животных на раздражители, осуществляемые и контролируемые центральной нервной системой, называются рефлексами. Организмы, не имеющие нервной системы, лишены рефлексов, и их реакции выражаются в изменении характера движения (таксисы) или роста (тропизмы).
8. Дискретность (от лат. discretus – разделенный). Любая биологическая система состоит из отдельных изолированных, то есть обособленных или отграниченных в пространстве, но тем не менее, тесно связанных и взаимодействующих между собой частей, образующих структурно-функциональное единство. Так, любая особь состоит из отдельных клеток с их особыми свойствами, а в клетках также дискретно представлены органоиды и другие внутриклеточные образования.
Дискретность строения организма – основа его структурной упорядоченности. Она создает возможность постоянного самообновления системы путем замены износившихся структурных элементов без прекращения функционирования всей системы в целом.
9. Саморегуляция (авторегуляция) – способность живых организмов поддерживать постоянство своего химического состава и интенсивность физиологических процессов (гомеостаз). Саморегуляция осуществляется благодаря деятельности нервной, эндокринной и некоторых других регуляторных систем. Сигналом для включения той или иной регуляторной системы может быть изменение концентрации какого-либо вещества или состояния какой-либо системы.
10. Ритмичность – свойство, присущее как живой, так и неживой природе. Оно обусловлено различными космическими и планетарными причинами: вращением Земли вокруг Солнца и вокруг своей оси, фазами Луны и т.д.
Ритмичность проявляется в периодических изменениях интенсивности физиологических функций и формообразовательных процессов через определенные равные промежутки времени. Хорошо известны суточные ритмы сна и бодрствования у человека, сезонные ритмы активности и спячки у некоторых млекопитающих и многие другие. Ритмичность направлена на согласование функций организма с периодически меняющимися условиями жизни.
11. Энергозависимость. Биологические системы являются «открытыми» для поступления энергии. Под «открытыми» понимают динамические, т.е. не находящиеся в состоянии покоя системы, устойчивые лишь при условии непрерывного доступа к ним веществ и энергии извне. Живые организмы существуют до тех пор, пока в них поступают из окружающей среды энергия и вещества в виде пищи. В большинстве случаев организмы используют энергию Солнца: одни непосредственно – это фотоавтотрофы (зеленые растения и цианобактерии), другие опосредованно, в виде органических веществ потребляемой пищи, – это гетеротрофы (животные, грибы и бактерии).
Источник