В чем преимущество полового размножения перед. Преимущества полового размножения

Вопросы в начале параграфа.

Вопрос 1. Почему вид может существовать практически неограниченное время, в то время как каждая отдельная особь смертна?

Особь не может эволюционировать. Она может изменяться, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но эти изменения не эволюционные, так как они не передаются по наследству. Вид, как правило, неоднороден и состоит из ряда популяций. Популяция относительно самостоятельна и может длительное время существовать вне связи с другими популяциями вида. В популяции протекают все эволюционные процессы: у особей возникают мутации, между особями происходит скрещивание, действуют борьба за существование и естественный отбор. В результате генофонд популяции со временем изменяется и она становится родоначальником нового вида. Именно поэтому элементарная единица эволюции - популяция, а не вид.

Вопрос 2. Как созревают сперматозоиды и яйцеклетки?

Мужские половые клетки - сперматозоиды образуются в семенниках (яичках). Созревание сперматозоидов происходит при температуре около 35 "С. Это ниже температуры брюшной полости тела. Поэтому семенники находятся вне брюшной полости, в кожном мешочке - мошонке. Полное созревание сперматозоидов происходит в системе семявыносящих каналов, а затем они попадают в мочеиспускательный канал, в начало которого впадают и протоки дополнительных желез - семенных пузырьков и предстательной железы, или простаты.

Созревание яйцеклетки происходит в граафовом пузырьке яичника. Развитие яйцеклетки продолжается около 28 суток. В результате редукционного деления зрелая яйцеклетка, также как и сперматозоид, остается с половинным набором хромосом. Каждая яйцеклетка имеет в своем составе только Х-хромосому. Следовательно, пол будущего ребенка зависит от отца.

Вопрос 3. От чего зависит пол ребенка?

Пол потомства зависит от половых хромосом.

Если в зародышевой клетке (зиготе) оказались две Х-хромосомы (X от матери и X от отца), родится девочка. Если оказались Х- и У-хромосомы (X от матери и У от отца), родится мальчик.

Вопросы в конце параграфа.

Вопрос 1. Каковы преимущества полового размножения перед бесполым?

При помощи полового размножения генный аппарат потомства обновляется, появляются новые комбинации генов, так как в нем участвует материнский и отцовский организм, а разнообразие индивидуальных признаков выгодно для выживания вида в меняющихся условиях среды. При бесполом размножении, в котором участвует только одна особь, набор генов у материнского и дочернего организмов одинаков.

Вопрос 2. Объясните, какое биологическое значение имеет наличие у сперматозоида и яйцеклетки половинного набора хромосом.

В ядрах мужской и женской половых клеток находится по половине набора хромосом, характерных для данного вида. При слиянии яйцеклетки и сперматозоида их хромосомные наборы объединяются, восстанавливается хромосомный набор, характерный для данного вида, а в будущем организме сочетаются наследственные признаки обоих родителей.

Вопрос 3. Где происходит оплодотворение? Что образуется в результате этого процесса?

Слияние яйцеклетки и сперматозоида происходит в маточной трубе. После проникновения сперматозоида в яйцеклетку образуется зигота - зародышевая клетка, которая несет наследственные признаки обоих родителей.

Вопрос 4. Почему зародыш может удержаться в матке, а неоплодотворенная яйцеклетка - не может?

Неоплодотворенная яйцеклетка, в отличие от зародыша, не имеет ворсинок, которые и позволяют удержаться в матке.

Даже беглый обзор способов размножения разных групп организмов показывает, что в процессе эволюции бесполое размножение уступает место половому. Действительно, бесполое размножение — это обязательный атрибут всех одноклеточных организмов, грибов, водорослей и споровых растений, а также самых примитивных многоклеточных животных. Семенные расте-ния уже теряют способность к размножению спорами, а мно-гие из них даже не способны к вегетативному размножению. Высокоорганизованные животные вообще воспроизводятся только половым путём. С чем же связаны преимущества поло-вого размножения? Почему самые совершенные организмы предпочли размножаться с помощью гамет, а не частями тела или спорами?

В отличие от бесполого размножения, которое, по сути, пред-ставляет собой процесс копирования исходного материнского организма в ряду поколений, при половом способе воспроизводства каждая особь является уникальной. Это связано с тем, что в процессе образования гаплоидных клеток (спор у растений или гамет у животных) происходит рекомбинация генетическо-го материала родительской особи.

В результате, несмотря на то, что гаметы или споры образуют-ся в одном организме, а некоторые даже берут начало от общей исходной материнской клетки, они отличаются друг от друга, так как несут каждая свою генетическую информацию. К тому же гаметы разных родителей, сливаясь друг с другом, обра-зуют в зиготе совершенно новые генетические сочетания. В результате оказывается, что при половом способе размножения каждая особь приобретает «собственное лицо» — свой набор генов, который и определяет уникальность её строения (рис. 7) и функционирования. Это значит, что каждый организм обла-дает особыми биологическими свойствами. Одни особи лучше переносят жару, вторые — холод, третьи способны быстро раз-множаться, четвёртые оказываются устойчивыми к болезням. В результате при резком потеплении климата, экстремально суровых зимах или эпидемиях всегда находятся устойчивые к неблагоприятным факторам. Они выживают и дают начало новым генерациям. Когда же наступают благоприятные условия, появляются новые лидеры, ценность которых состоит в иных способностях, например в быстром размножении.

Если при бесполом размножении каждый организм раз-множается без какого-либо участия особей своего вида, то при половом размножении все организмы, принадлежащие к одному и тому же виду, потенциально связаны «узами брака». Наследственные изменения, возникающие в генетическом аппа-рате и позволяющие организму иметь определённые преиму-щества по сравнению с другими особями своего вида, не только повышают его шансы на выживание, но и дают возможность оставить больше потомства с такими полезными свойствами. Материал с сайта

Это ключевое положение современной биологии распростра-няется на организмы, размножающиеся как бесполым, так и половым путём. Однако обменяться полезными «приобрете-ниями» бесполые организмы не могут. Зато это легко делают существа, размножающиеся половым путём. Поэтому, если генетические особенности одного животного организма, позво-ляющие ему, к примеру, переносить суровые зимы, у потом-ков объединяются с другими, не менее полезными, например переносимостью гельминтозов, то у него явно больше шансов выжить и оставить потомство, чем у предков, наделённых только одним из этих положительных свойств. Если к этому добавить, что при половом размножении количество потенциальных потомков во много раз больше, чем при бесполом, то такие положительные изменения в ряду поколе-ний будут накапливаться ещё быстрее. Это значит, что половое размножение даёт гораздо больше материала для эволюции, чем бесполое. Отсюда очевидно, что в эволюционном плане половое размножение имеет все преимущества перед бесполым, а пото-му самые высокоорганизованные, эволюционно продвинутые организмы на определённом этапе отказались от бесполого размножения.

Преимущества полового размножения над бесполым связаны с тем, что потомство получает разнообразные свойства, которые существенно повышают устой-чивость вида к изменчивым и неблагоприятным условиям среды обитания и даёт гораздо больше исходного материала для эволюции.

На этой странице материал по темам:

Таблица по биологий преимущества полового размножения над бесполым
Какие организмы размножаются как бесполым так и половым путем
Почему при половом размножении потомство оказывается разнообразным?
Почему человек не может размножаться бесполым способом
Положительное в половом размножении и отрицательное

Вопросы по этому материалу:

Тема: "РАЗМНОЖЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ОРГАНИЗМОВ
Способы размножения организмов"

Семинар 2 часа

МОУ гимназии № 10 г. Мурманска
Учитель : Подмятникова Л.С. , учитель биологии, победитель конкурса лучших учителей РФ (НППО)

11 клас

Цели:

Учащиеся должны усвоить понятия «бесполое размножение, половое размножение, вегетативное размножение, споруляция, фрагментация, почкование, гаметы, гермафродизм, коньюгация, партеногенез, яичники, семенники, яйцеклетка, сперматозоид, гаметогенез, оогенез, сперматогенез, направительные тельца, зона размножения, зона роста, зона созревания, оплодотворение, зигота, двойное оплодотворение, микроспоры, мегаспоры, пыльцевое зерно, зародышевый мешок», знать сущность процессов гаметогенеза, оплодотворения, преимущества и недостатки бесполого и полового способов размножения.

Учащиеся должны уметь самостоятельно прорабатывать учебный материал, сравнивать биологические процессы, давать аргументированный ответ, делать выводы, применять знания в нестандартной ситуации.

Способствовать формированию научного мировоззрения, коммуникативных качеств у обучающихся.
Размножение – это воспроизведение
себе подобных через себе неподобных.

Ход занятия.

I. АКТУАЛИЗАЦИЯ ЗНАНИЙ, ВВЕДЕНИЕ В ТЕМУ.
На прошлом занятии мы подробно изучили разные способы деления клеток, которые лежат в основе размножения и развития не только одноклеточных, но и многоклеточных организмов.
- В чём заключается основное отличие митоза от мейоза?
- Каково биологическое значение митоза? мейоза?
Способность к размножению – одна из важнейших особенностей живого. В процессе размножения происходит передача генетического материала от родителей потомкам. Значение размножения для вида в целом состоит в непрерывном восполнении количества особей данного вида, умирающих по различным причинам. Кроме того, размножение позволяет в благоприятных условиях увеличить количество особей.
Процесс размножения – один из самых разнообразных в природе. В одних случаях размножение происходит непрерывно в течение всей жизни организма, в других – только один раз. Иногда размножение начинается после прекращения роста особи, а иногда оно возможно и в процессе роста. Способы размножения можно разделить на две группы: бесполое и половое (слайд 3) . . Хотя половое размножение по праву считается более прогрессивным способом, многие организмы в жизненном цикле сохранили способность размножаться бесполое способом (слайд 4).
- Почему половое размножение полностью не вытеснило бесполое размножение?

II. ИЗУЧЕНИЕ НОВОГО МАТЕРИАЛА
Познакомимся с особенностями и формами бесполого размножения
1. Бесполое размножение организмов – устный ответ, обсуждение
Итак, бесполое размножение широко распространено в природе. Характерны следующие особенности (слайд 5). :

в размножении принимает участие только одна особь;
осуществляется без участия половых клеток;
в основе размножения лежат митоз и мейоз (образование спор у растений);
потомки идентичны и являются точными генетическими копиями материнской особи.

Формы бесполого размножения разнообразны (слайд 6) .

А). Бинарное деление – деление, при котором образуются две равноценные дочерние клетки (амеба) – (слайд 7) .

Б) Множественное деление, или шизогония. Материнская клетка распадается на большое количество более или менее одинаковых дочерних клеток (малярийный плазмодий).

В) Споруляция. Размножение посредством спор – специализированных клеток грибов и растений. Если споры имеют жгутик и подвижны, то их называют зооспорами (хламидомонада) (слайд 8) .

Г) Почкование. На материнской особи происходит образование выроста – почки, из которой развивается новая особь (дрожжи, гидра) (слайд 9).

Д) Фрагментация – разделение особи на две или несколько частей, каждая из которых развивается в новую особь. У растений (спирогира) и у животных (кольчатые черви). В основе фрагментации лежит свойство регенерации.

Е) Размножение частями вегетативных органов. Характерно для многих групп растений. При вегетативном размножении новая особь развивается либо из части материнской, либо из особых структур (луковица, клубень и т.д.), специально предназначенных для вегетативного размножения.

Ж) Полиэмбриония. Размножение во время эмбрионального развития, при котором из одной зиготы развивается несколько зародышей – близнецов (однояйцевые близнецы у человека). Потомство всегда одного пола (слайд 10) .

З) Клонирование. Искусственный способ бесполого размножения. В естественных условиях не встречается. Клон – генетически идентичное потомство, полученное от одной особи в результате того или иного способа бесполого размножения (слайд 11) ..
Задание 1. Могут ли потомки, возникшие при бесполом размножении, иметь признаки, отличающие их от признаков материнского организма?
Проверка выполнения.
Давайте выявим достоинства и недостатки бесполого размножения (слайд 12)

1. Половое размножение. Способы полового размножения – устный ответ, обсуждение
Особенности полового размножения (слайд 13) :
Участвуют 2 родительские особи
Формируются гаметы – половые клетки
Происходит оплодотворение
В основе лежит процесс мейоза
Потомки генетически разнородны.

2. Строение гамет. Гаметогенез – устный ответ, обсуждение (слайд 14)
Задание 2. Рассмотрите рис 1. и заполните таблицу «Образование половых клеток»

Рис 1. Схема образования половых клеток

Образование половых клеток

В чём основное сходство и основное различие в этих процессах?
Проверка выполнения (слайд 15) .

Дополнения.

Размер яйцеклеток колеблется в широких пределах – от нескольких десятков микрометров до нескольких сантиметров (яйцеклетка человека – около 100 мкм, яйцо страуса, имеющее длину со скорлупой порядка 155 мм, – тоже яйцеклетка).
В ходе оогенеза яйцеклетка накапливает все необходимые вещества для начальных этапов развития зародыша. Способы получения этих веществ различны: у низших животных – путём фагоцитоза яйцеклеткой соседних клеток, у высших животных – из фолликулярных клеток через цитоплазматические мостики (насекомые) или щелевые контакты (позвоночные). При этом желток часто синтезируется в органах, далёких от яйцеклетки, например, в клетках печени. Желток обычно сосредоточен у вегетативного полюса, а ядро – у анимального полюса. Кроме желтка яйцеклетка накапливает некоторые органоиды – рибосомы (до 10 13). Происходит амплификация генов р-РНК (млн. экземпляров). У яйцеклетки поверх мембраны образуется ещё одна оболочка – первичная. Она состоит из гликопротеидов и участвует в видоспецифическом узнавании сперматозоидов. У многих животных образуется также вторичная (выделяемая фолликулярными клетками) и третичная (выделяемая стенками яйцеводов0 оболочки яйца. Они образуются после оплодотворения. Пример – белок, пергаментная оболочка, скорлупа яйца птицы. Под оболочкой яйцеклетки накапливаются кортикальные гранулы – мембранные пузырьки, участвующие в оплодотворении. У млекопитающих яйцеклетки имеют блестящую оболочку, поверх которой располагается лучистый венец – слой фолликулярных клеток.
Клетки, завершившие деление митоза, - ооциты 1 порядка. У человека ещё в ходе эмбрионального развития женского организма ооциты вступают в профазу 1 деления мейоза и на этой стадии остаются в течение 12 – 13 лет – до периода полового созревания. Лишь после этого под действием половых гормонов периодически некоторые ооциты завершают 1 деление мейоза, становятся гаплоидными – ооциты 2 порядка. Оплодотворение происходит на стадии метафазы II. После оплодотворения процесс мейоза завершается, ооциты становятся зрелыми яйцеклетками. Если оплодотворения не происходит ооцит разрушается.

3. Оплодотворение – устный ответ, обсуждение (слайд 16, 17)
Дополнение.
Яйцеклетки многих животных выделяют вещества небелковой природы 2 типов: первые активируют движение сперматозоидов, вторые вызывают их склеивание. Сперматозоиды также выделяют вещества, замедляющие движение других сперматозоидов. Сперматозоид связывается при помощи белка байндина с рецепторами-гликопротеидами первичной оболочки яйцеклетки. байндины различаются даже у близкородственных видов.
После прикрепления сперматозоида участок первичной оболочки растворяется и происходит слияние наружных мембран сперматозоида и яйцеклетки. Чаще всего сперматозоид полностью втягивается в яйцо, иногда жгутик остается снаружи и отбрасывается. С момента проникновения сперматозоида в яйцо гаметы перестают существовать, так как образуют единую клетку – зиготу. В зависимости от количества сперматозоидов, проникающих в яйцеклетку при оплодотворении, различают: моноспермию – оплодотворение, при котором в яйцо проникает только один сперматозоид (наиболее обычное оплодотворение), и полиспермию – оплодотворение, при котором в яйцеклетку проникает несколько сперматозоидов. Но даже в этом случае с ядром яйцеклетки сливается ядро только одного из сперматозоидов, а остальные ядра разрушаются.
Кортикальные гранулы сливаются с наружной мембраной, и их содержимое выливается под первичную оболочку. В результате первичная оболочка отделяется от наружной мембраны, становится более твёрдой. Её называют оболочкой оплодотворения. Эти процессы препятствуют полиспермии.

Задание 3*.

В главном процесс оплодотворения схож для большинства животных, но в частностях имеет довольно значительные отличия, начиная от брачного поведения, способов оплодотворения до различий в механизмах проникновения сперматозоида в яйцеклетку. Как вы считаете, в чём биологический смысл такого разнообразия?
Задание 4*. Опытным путём можно разрушить ядро яйцеклетки рентгеновскими лучами или УФО, а затем оплодотворить её двумя сперматозоидами. После слияния их ядер может развиться полноценное потомство. Чем будут различаться результаты таких опытов у птиц и у млекопитающих?
Проверка выполнения.

4. Двойное оплодотворение у цветковых растений – устный ответ, обсуждение

Главный процесс - естественный отбор. Он решает, какие адаптации для данной среды обитания благоприятны, а какие не столь желательны. Если адаптация является благоприятной, тогда организмы, у которых есть , кодирующие эту черту, будут жить достаточно долго, чтобы размножаться и передавать свои гены следующему поколению.

Для того, чтобы естественный отбор работал на популяцию, должно быть многообразие. Чтобы получить разнообразие в индивидуумах, необходима разная генетика и выраженные . Все это зависит от способа размножения определенного вида.

Бесполое размножение

Бесполое размножение - это получение потомства от одного родителя, которое не сопровождается спариванием или смешиванием генов. Бесполое размножение приводит к клонированию родителя, то есть потомство имеет идентичную ДНК своего предка. Как правило, отсутствует видовое разнообразие от поколения к поколению.

Один из способов получить некоторое видовое разнообразие - это мутации на уровне ДНК. Если происходит ошибка в процессе или копирования ДНК, то эта ошибка будет передана потомству, что, возможно, изменит его черты. Однако некоторые мутации не меняют фенотип, поэтому не все изменения при бесполом размножении приводят к вариациям потомства.

Половое размножение

Половое размножение происходит, когда женская половая (яйцеклетка) объединяется с мужской клеткой (сперматозоид). Потомок - это генетическое сочетание матери и отца, половина его хромосом происходит от одного родителя, а другая половина - от другого. Это гарантирует, что потомство генетически отличается от родителей и даже братьев, и сестер.

Мутации также могут происходить у видов, размножающихся половым способом, для дальнейшего увеличения разнообразия потомства. Процесс , который создает (половые клетки), используемые для размножения, также способствует увеличению разнообразия. Он гарантирует, что полученные гаметы генетически разные. Независимый набор во время мейоза и случайного оплодотворения также влияет на смешивание генов и позволяет потомству лучше адаптироваться к окружающей среде.