Размножение - одно из фундаментальных свойств живых организмов. Оно является необходимым условием существования и эволюции видов.
1) Сформулируйте определение понятия "размножение". Какое значение имеет этот процесс?
Ответ: Размножение - это воспроизведение себе подобных, обеспечивающее продолжение существования вида. В результате размножения увеличивается число особей определенного вида, осуществляется непрерывность и преемственность в передаче наследственной информации.
2) Заполните таблицу "Основные типы размножения".
Ответ:
| Признаки | Типы размножения | |
| бесполое | половое | |
| Число родительских особей | 1 | 2 |
| Особенности клеток, из которых развивается новый организм | Быстрее развиваются, увеличивают свою численность, расселение на территории | Уникальный набор свойств, более приспособлены к жизни |
| Степень сходства новых организмов с родительскими (или родительским) | Наследственные свойства | Наследственные свойства |
| Примеры организмов, которым свойствен данный тип размножения | Одноклеточные организмы, грибы, бактерии | Растения, животные, человек |
| Практическое и научное значение | Воспроизводство однородного потомства | Непрерывная смена поколений |
3) Заполните пропуски в предложениях.
Ответ: Самую первую клетку, которая дает начало новому организму при половом размножении, называют гамета . Она образуется в результате оплодотворения . Сущность оплодотворения в том, что происходит слияние женской и мужской половых клеток - образуется зигота .
4) Используя текст учебника о гаметах разных организмов, сравните спермии и сперматозоиды. Выявите черты сходства и различия, сформулируйте вывод.
Ответ: Спермии развиваются у всех покрытосеменных и голосеменных растений, а сперматозоиды у водорослей, мхов, папоротников, плаунов, хвощей, у большинства животных, у человека.
5) Заполните таблицу "Особенности женских и мужских гамет у млекопитающих".
Ответ:
6) Заполните таблицу "Способы бесполого размножения".
Ответ:
| Способы бесполого размножения | Особенности | Примеры организмов |
| Деление и почкование | Выросты - почки, из которых развиваются новые особи | Одноклеточные и многоклеточные организмы |
| Спорообразование | Проростание и образование новых организмов | Растения, грибы |
| Вегетативное размножение | Размножение фрагментами тела | Растения, у некоторых животных |
7) Объясните, почему у большинства одноклеточных и многоклеточных организмов бесполое размножение может чередоваться с половым. Ответ проиллюстрируйте примерами.
Ответ: Бесполое размножение осуществляется, когра организм находится в благоприятных условиях. Например, у некоторых морских кишечнополостных половое поколение представлено одноклеточными свободноплавающими медузами, а бесполое - сидячими полипами.
Итоговая работа за I семестр
по биологии
Вариант 1
I . : гомеостаз, прокариоты, углеводы, диссимиляция, кроссинговер.
II . .
1. Как называется процесс самоудвоения молекулы ДНК?
1. репликация;
2. рекомбинация;
3. ренатурация.
1. метаболизмом
2. ассимиляцией
3. анаболизмом
4. катаболизмом
3. В процессе фотосинтеза:
1. поглощается кислород
2. выделяется углекислый газ
3. выделяется кислород
1. двумя нуклеотидами
2. одним нуклеотидом
3. тремя нуклеотидами
5. К процессам анаболизма не относится:
1. фотосинтез
2. дыхание
3. синтез белка
4. синтез липидов
1.биосинтезом
2. трансляцией
3. редупликацией
4. транскрипцией
7. Назовите особенность обмена веществ некоторых организмов, по наличию которой их называют гетеротрофными:
1. синтезируют органические вещества из неорганических;
2. расщепляют органические вещества до неорганических;
3. синтезируют новые органические вещества, преобразуя органические вещества других организмов.
8.Конечными продуктами окисления органических веществ являются:
1. АТФ и вода;
2. вода и углекислый газ;
3. АТФ и кислород
9. Обмен веществ в клетке состоит из процессов:
1.возбуждения и торможения;
2. пластического и энергетического обмена;
3. роста и развития;
10. Живые системы считаются открытыми потому, что они:
11. Кроме растений, к автотрофным организмам относят:
1. грибы - сапротрофы;
2. бактерии гниения;
12. Митозу предшествует:
2. удвоение хромосом;
13. Митоз не обеспечивает:
3. бесполого размножения.
14. Укажите правильную последовательность фаз митоза:
15. В результатах мейоза количество хромосом в образовавшихся клетках:
1. удваивается
2. остается прежним
3. уменьшается вдвое
4. утраивается.
1. растений;
2. бактерий;
3. животных;
4. грибов.
17. Назовите вид деления клетки, при котором из одной исходной эукариотической клетки образуются две дочерние клетки с такой же наследственной информацией, как и в материнской клетке.
1. амитоз;
2. митоз;
3. мейоз;
4. половое размножение.
18. Какой органоид клетки является местом хранения хромосом?
1. ядро;
2. митохондрия;
3. хлоропласт;
4. комплекс Гольджи.
19. Как называется оплодотворенная яйцеклетка?
1. гамета
2. зигота
3. бластомер
20. Хемосинтезирующие бактерии в экосистеме:
4. Какая форма размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды?
по биологии
Вариант 2
I . Дайте определения следующим понятиям : адаптация, клеточная теория, ферменты, автотрофы, мейоз
II . К каждому вопросу выберите один правильный ответ .
1. Кольцевая молекула ДНК, не связанная с белками, характерна для клеток:
1. растений;
2. грибов;
3. бактерий.
2. Соединение простых веществ в сложные называется:
1. метаболизмом
2. ассимиляцией
3. анаболизмом
4. катаболизмом
3. В процессе фотосинтеза:
1. поглощается кислород
2. выделяется углекислый газ
3. выделяется кислород
4. Как называется процесс образования молекулы белка в рибосомах из аминокислот?
1. транскрипция
2. редупликация
3. трансляция
5. Каждая аминокислота кодируется:
1. двумя нуклеотидами
2. одним нуклеотидом
3. тремя нуклеотидами
6. Животные не создают органические вещества из неорганических, поэтому их относят к:
1. автотрофам;
2. гетеротрофам;
3. хемотрофам.
7. Живые системы считаются открытыми потому, что они:
1. построены из тех же химических элементов, что и неживые системы;
2. обмениваются веществом, энергией и информацией с внешней средой;
3. обладают способностью к адаптациям.
8. Митозу предшествует:
1. исчезновение ядерной оболочки;
2. удвоение хромосом;
3. образование веретена деления;
4. расхождение хромосом к полюсам клетки.
9. Пара гомологичных хромосом в метафазе митоза содержит количество хроматид, равное:
1. 4
2. 2
3. 8
10. Митоз не обеспечивает:
1. сохранения постоянного для вида числа хромосом
2. генетического разнообразия видов
3. бесполого размножения.
11. Укажите правильную последовательность фаз митоза:
1. метафаза, профаза, анафаза, телофаза
2. анафаза, метафаза, профаза, телофаза
3. профаза, метафаза, анафаза, телофаза
4. телофаза, анафаза, метафаза, профаза
12. Тип развития лягушки:
1. прямой;
2. непрямой;
3. плацентарный.
13. К процессам катаболизма относится:
1. фотосинтез;
2. синтез белка;
3. клеточное дыхание.
14. Общая биология изучает:
1. общие закономерности развития и функционирования живых систем;
2. единство живой и неживой природы;
3. происхождение видов.
15. В клетках животных запасным углеводом является:
1. целлюлоза;
2. глюкоза;
3. гликоген.
16. В гаплоидных клетках человека содержится 23 хромосомы. Сколько хромосом содержится в соматических клетках организма человека?
1. 23 хромосомы;
2. 46 хромосом;
3. 69 хромосом.
17. Противоположными по смыслу являются пары понятий:
1. пиноцитоз – эндоцитоз;
2. фагоцитоз – экзоцитоз;
3. эндоцитоз – экзоцитоз.
18. Индивидуальное развитие любого организма от момента оплодотворения до завершения жизнедеятельности – это
1. филогенез,
2 онтогенез,
3 партеногенез,
4 эмбриогенез.
19. У животных в половых клетках содержится набор хромосом
1. равный материнской клетке
3. гаплоидный
4. диплоидный
20. Начальный этап эмбрионального развития - это образование
1. гамет
2. зиготы
3 гаструлы
4. нейрулы
III . Дайте ответы на следующие вопросы.
5. Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве?
Итоговая работа за I семестр
по биологии
Вариант 3
I . Дайте определения следующим понятиям : денатурация, биология, фотосинтез, интерфаза, половой диморфизм
II . К каждому вопросу выберите один правильный ответ .
1. К эукариотическим клеткам относятся клетки:
1. грибов;
2. бактерий;
3. сине-зеленых.
1. метаболизмом
2. диссимиляцией
3. анаболизмом
4. катаболизмом
1. фотосинтез
2. дыхание
3. синтез белка
4. синтез липидов
4. Каждая аминокислота кодируется:
1. двумя нуклеотидами
2. одним нуклеотидом
3. тремя нуклеотидами
5. В процессе фотосинтеза:
1. поглощается кислород
2. выделяется углекислый газ
3. поглощается углекислый газ
6. Процесс перевода информации с и-РНК в белок называется:
1.биосинтезом
2. трансляцией
3. редупликацией
4. транскрипцией
7. В результатах мейоза количество хромосом в образовавшихся клетках:
1. удваивается
2. остается прежним
3. уменьшается вдвое
4. утраивается.
8. Гомеостаз – это:
2. обмен веществ
3. относительное постоянство внутренней среды организма
9. Гаструляция – это:
1. митотическое деление зиготы
2. образование двухслойного (трехслойного) зародыша
3. развитие отдельных органов.
10. Какой способ деления клеток осуществляется при образовании половых клеток у животных и растений:
1. митоз
2. амитоз
3. мейоз.
4. почкование.
11. Какой органоид клетки является местом хранения хромосом?
1. ядро;
2. митохондрия;
3. хлоропласт;
4. комплекс Гольджи.
12. Как называется оплодотворенная яйцеклетка?
1. гамета
2. зигота
3. бластомер
13. Назовите стадию мейоза, во время которой в клетке происходит кроссинговер – перекрест гомологичных хромосом, в результате которого эти хромосомы обмениваются гомологичными участками:
1. профаза I
2. метафаза I
3. профаза II ;
4. метафаза II .
14. Хемосинтезирующие бактерии в экосистеме:
1. потребляют готовые органические вещества;
2. разлагают органические вещества до минеральных;
3. разлагают минеральные вещества;
4. создают органические вещества из неорганических.
1. растений;
2. бактерий;
3. животных;
4. грибов.
16. Партеногенез – это:
1. размножение путем развития взрослой особи из неоплодотворенной яйцеклетки;
2. размножение гермафродитов, имеющих одновременно и семенники и яичники;
3. размножение путем почкования.
17. Бластуляция – это:
1. рост клеток;
2. многократное дробление зиготы;
3. деление клетки пополам.
18. Животные не создают органические вещества из неорганических, поэтому их относят к:
1. автотрофам;
2. гетеротрофам;
3. хемотрофам.
1. метафаза, профаза, анафаза, телофаза
2. анафаза, метафаза, профаза, телофаза
3. профаза, метафаза, анафаза, телофаза
4. телофаза, анафаза, метафаза, профаза.
20. Гомеостаз – это:
1. защита организма от антигенов
2. обмен веществ
3. относительное постоянство внутренней среды организма.
III . Дайте ответы на следующие вопросы.
1. Решение каких проблем человечества зависит от уровня биологических знаний?
2. Почему энергетический обмен не может существовать без пластического?
3. Предположите, что произойдет, если исчезнут все бактерии на Земле.
4. Какое значение в приспособлении к условиям жизни имело развитие с превращением?
5. Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве?
Итоговая работа за I семестр
по биологии
Вариант 4
I . Дайте определения следующим понятиям : изменчивость, гидрофильность, эукариоты, хромосома, онтогенез.
II . К каждому вопросу выберите один правильный ответ .
1. К какому типу клеток относится данная характеристика: имеется клеточная стенка, содержащая хитин, в цитоплазме присутствует центральная вакуоль, отсутствуют пластиды:
1. растительная клетка;
2. животная клетка;
3. грибная клетка.
2. Распад сложных веществ на простые называется:
1. метаболизмом
2. диссимиляцией
3. анаболизмом
4. катаболизмом
3. К процессам анаболизма не относится:
1. фотосинтез
2. дыхание
3. синтез белка
4. синтез липидов
4. Каждая аминокислота кодируется:
1. двумя нуклеотидами
2. одним нуклеотидом
3. тремя нуклеотидами
5. Кислород, выделяющийся при фотосинтезе, образуется при распаде:
1. глюкозы
2. АТФ
3. воды
4. белков
6. Противоположными по смыслу являются пары понятий:
1. пиноцитоз – эндоцитоз;
2. фагоцитоз – экзоцитоз;
3. эндоцитоз – экзоцитоз.
7. У животных в половых клетках содержится набор хромосом
1. диплоидный
2. в два раза больше, чем в клетках тела
3. гаплоидный
8. Начальный этап эмбрионального развития - это образование
1. гамет
2. зиготы
3 гаструлы
4. нейрулы
9. Сходство митоза и мейоза проявляется в
1. редукционном делении
2. конъюгации гомологичных хромосом
3. расположении хромосом по экватору клетки
4. наличии кроссинговера между гомологичными хромосомами
10. Каждая новая клетка происходит от такой же путем её
1. деления
2 адаптации
3 мутации
4 модификации
11. При большом увеличении микроскопа видна клетка, в центре которой в одной плоскости расположены интенсивно окрашенные структуры - хромосомы, которые имеют вид шпилек, обращенных согнутыми участками к середине клетки, а свободными - к периферии. Эта клетка находится в одной из фаз митоза. Назовите эту фазу митоза:
1. профаза
2 анафаза
3 телофаза
4 метафаза.
12. При каком развитии потомство имеет сходство со взрослым организмом, но отличается от него размерами и пропорциями тела?
1. Прямом
2. с превращением
3 с метаморфозом
4 эмбриональном.
13. Назовите стадию эмбрионального развития , которая представляет собой однослой ный зародыш и имеет форму полого шара.
1. гаструла
2 бластула
3 стадия зиготы
4 морула
14. Животные не создают органические вещества из неорганических, поэтому их относят к:
1. автотрофам;
2. гетеротрофам;
3. хемотрофам.
15. Живые системы считаются открытыми потому, что они:
1. построены из тех же химических элементов, что и неживые системы;
2. обмениваются веществом, энергией и информацией с внешней средой;
3. обладают способностью к адаптациям.
16. Кроме растений, к автотрофным организмам относят:
1. грибы - сапротрофы;
2. бактерии гниения;
3. хемосинтезирующие бактерии;
17. Митозу предшествует:
1. исчезновение ядерной оболочки;
2. удвоение хромосом;
3. образование веретена деления;
4. расхождение хромосом к полюсам клетки.
18. Пара гомологичных хромосом в метафазе митоза содержит количество хроматид, равное:
1. 4
2. 2
3. 8
19. Укажите правильную последовательность фаз митоза:
1. метафаза, профаза, анафаза, телофаза
2. анафаза, метафаза, профаза, телофаза
3. профаза, метафаза, анафаза, телофаза
4. телофаза, анафаза, метафаза, профаза
20. К процессам катаболизма относится:
1. фотосинтез;
2. синтез белка;
3. дыхание.
III . Дайте ответы на следующие вопросы.
1. Выделите основные признаки понятия «биологическая система».
2. К каким заболеваниям может привести нарушение превращения углеводов в организме человека?
3. Почему вирусные заболевания имеют характер эпидемий?
4. Какое значение в приспособлении к условиям жизни имело развитие с превращением?
5. Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве?
Проработав эти темы, Вы должны уметь:
- Сформулировать своими словами определения: эволюция, естественный отбор, борьба за существование, адаптация, рудимент, атавизм, идиоадаптация, биологический прогресс и регресс.
- Кратко описать, каким образом та или иная адаптация сохраняется отбором. Какую роль играют в этом гены, генетическая изменчивость, частота генов, естественный отбор.
- Объяснить, почему в результате отбора не образуется популяция идентичных, безупречно адаптированных организмов.
- Сформулировать, что такое генетический дрейф; привести пример ситуации, в которой он играет важную роль, и объяснить, почему его роль особенно велика в небольших популяциях.
- Описать два способа возникновения видов.
- Сравнивать естественный и искусственный отбор.
- Кратко перечислить ароморфозы в эволюции растений и позвоночных, идиоадаптация в эволюции птиц и млекопитающих, покрытосеменных растений.
- Назвать биологические и социальные факторы антропогенеза.
- Сравнивать эффективность потребления растительной и животной пищи.
- Кратко описать черты древнейшего, древнего, ископаемого человека, человека современного типа.
- Указать черты развития и сходства человеческих рас.
Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. "Общая биология". Москва, "Просвещение", 2000
- Тема 14. "Эволюционное учение." §38, §41-43 стр. 105-108, стр.115-122
- Тема 15. "Приспособленность организмов. Видообразование." §44-48 стр. 123-131
- Тема 16. "Доказательства эволюции. Развитие органического мира." §39-40 стр. 109-115, §49-55 стр. 135-160
- Тема 17. "Происхождение человека." §49-59 стр. 160-172
Подумайте!
1.Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве гибридов?
3.Как вы считаете, какая форма размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды?
Для осуществления полового размножения необходимы специализированные клетки - гаметы, содержащие одинарный (гаплоидный) набор хромосом. При их слиянии (оплодотворении) происходит образование диплоидного набора, в котором каждая хромосома имеет пару - гомологичную хромосому. В каждой паре гомологичных хромосом одна хромосома получена от отца, а вторая - от матери.
Процесс образования половых клеток - гаметогенез - протекает в специальных органах - половых железах. У большинства животных мужские половые клетки (сперматозоиды) образуются в семенниках, женские гаметы (яйцеклетки) - в яичниках. Развитие яйцеклеток называют овогенезом , а сперматозоидов - сперматогенезом.
■ Строение половых клеток . Яйцеклетки - это относительно крупные неподвижные клетки округлой формы. У некоторых рыб, пресмыкающихся и птиц они содержат большой запас питательных веществ в виде желтка и имеют размеры от 10 мм до 15 см. Яйцеклетки млекопитающих, в том числе и человека, гораздо мельче (0,1-0,3 мм) и желтка практически не содержат.
Сперматозоиды - мелкие подвижные клетки, у человека их длина всего около 60 мкм. У разных организмов они отличаются формой и размерами, но, как правило, все сперматозоиды имеют головку, шейку и хвост, обеспечивающий их подвижность. В головке сперматозоида находится ядро, содержащее хромосомы. В шейке сосредоточены митохондрии, которые обеспечивают движущийся сперматозоид энергией.
Сперматозоиды впервые были описаны голландским естествоиспытателем А. Левенгуком в 1677 г. Он же и ввел этот термин - сперматозоид (от греч, sperma - семя и zoon - живое существо), т. е. живое семя. Яйцеклетка млекопитающих была открыта в 1827 г. российским ученым К. М. Бэром.
■ Образование половых клеток . Развитие половых клеток подразделяют на несколько стадий: размножение, рост, созревание, а в процессе сперматогенеза выделяют еще и стадию формирования.
Стадия размножения . На этой стадии клетки, формирующие стенки половых желез, активно делятся митозом, образуя незрелые половые клетки. Эта стадия у мужчин начинается с наступлением половой зрелости и продолжается почти всю жизнь. У женщин образование первичных половых клеток завершается еще в эмбриональном периоде, т. е. общее количество яйцеклеток, которые у женщины будут созревать в течение ее репродуктивного периода, определяется уже на ранней стадии развития женского организма. На стадии размножения первичные половые клетки, как и все остальные клетки тела, диплоидны.
Стадия роста. На стадии роста, которая гораздо лучше выражена в овогенезе, происходит увеличение цитоплазмы клеток, накопление необходимых веществ и редупликация ДНК (удвоение хромосом).
Стадия созревания . Третья стадия - это мейоз. Мейоз - это особый способ деленияклеток, приводящий к уменьшению числа хромосом вдвое и к переходу клетки из диплоидного состояния в гаплоидное.
Будущие гаметы на стадии созревания делятся дважды. Клетки, приступающие к мейозу, содержат диплоидный набор уже удвоенных хромосом. В процессе двух мейотических делений из одной диплоидной клетки образуются четыре гаплоидные.
Мейоз состоит из двух последовательных делений, которым предшествует однократное удвоение ДНК, осуществленное на стадии роста. В каждом делении мейоза выделяют четыре фазы, характерные и для митоза (профазу, метафазу, анафазу, телофазу), однако они отличаются некоторыми особенностями.
Профаза первого мейотического деления (профаза I) значительно длиннее, чем профаза митоза. В это время удвоенные хромосомы, каждая из которых состоит уже из двух сестринских хроматид, спирализуются и приобретают компактные размеры. Затем гомологичные хромосомы располагаются параллельно друг другу, образуя так называемые биваленты, или тетрады, состоящие из двух хромосом (четырех хроматид). Между гомологичными хромосомами может произойти обмен соответствующими гомологичными участками, что приведет к перекомбинации наследственной информации и образованию новых сочетаний отцовских и материнских генов в хромосомах будущих гамет. К концу профазы I ядерная оболочка разрушается.
В метафазе I гомологичные хромосомы попарно в виде бивалентов, или тетрад, располагаются в экваториальной плоскости клетки, и к их центромерам присоединяются нити веретена деления.
В анафазе I гомологичные хромосомы из бивалента (тетрады) расходятся к полюсам. Следовательно, в каждую из двух образующихся клеток попадает только одна из каждой пары гомологичных хромосом - число хромосом уменьшается в два раза, хромосомный набор становится гаплоидным. Однако каждая хромосома при этом все еще состоит из двух сестринских хроматид.
В телофазе I образуются клетки, имеющие гаплоидный набор хромосом и удвоенное количество ДНК.
Спустя короткий промежуток времени клетки приступают ко второму мейотическому делению, которое протекает как типичный митоз, но отличается тем, что участвующие в нем клетки гаплоидны.
В профазе II разрушается ядерная оболочка. В метафазе хромосомы выстраиваются в экваториальной плоскости клетки, нити веретена деления соединяются с центромерами хромосом. В анафазе II центромеры, соединяющие сестринские хроматиды, делятся, хроматиды становятся самостоятельными дочерними хромосомами и расходятся к разным полюсам клетки. Телофаза II завершает второе деление мейоза.
В результате мейоза из одной исходной диплоидной клетки, содержащей удвоенные молекулы ДНК, образуются четыре гаплоидные клетки, каждая хромосома которых состоит из одиночной молекулы ДНК.
При сперматогенезе на стадии созревания в результате мейоза образуются четыре одинаковые клетки - предшественники сперматозоидов, которые на стадии формирования приобретают характерный вид зрелого сперматозоида и становятся подвижными.
Образование сперматозоидов у мужчин начинается с момента полового созревания. Длительность всех четырех фаз сперматогенеза составляет около 80 дней. За всю жизнь в организме мужчины образуется огромное количество сперматозоидов - до 10 10 .
Мейотические деления в овогенезе характеризуются рядом особенностей. Профаза I завершается еще в эмбриональном периоде, т. е. к моменту рождения девочки в ее организме уже имеется полный набор будущих яйцеклеток. Остальные события мейоза продолжаются только после полового созревания женщины. Каждый месяц в одном из яичников у женщины продолжает развитие одна из остановившихся в своем делении клеток.
В результате первого деления мейоза образуются крупная клетка - предшественник яйцеклетки и маленькое, так называемое полярное тельце, которые вступают во второе деление мейоза. На стадии метафазы II предшественница яйцеклетки овулирует, т. е. выходит из яичника в брюшную полость, откуда попадает в яйцевод. Если происходит оплодотворение, второе мейотическое деление завершается - образуется зрелая яйцеклетка и второе полярное тельце. Если слияния со сперматозоидом не происходит, не закончившая деление клетка погибает и выводится из организма.
Полярные тельца служат для удаления избытка генетического материала и перераспределения питательных веществ в пользу яйцеклетки. Спустя некоторое время после деления они погибают.
Несмотря на то, что в женском эмбрионе закладывается очень много яйцеклеток, созревают из них лишь немногие. За репродуктивный период, т. е. когда женщина способна к деторождению, окончательно формируются около 400 яйцеклеток.
■ Значение гаметогенеза . В течение гаметогенеза образуются половые клетки, содержащие гаплоидный набор хромосом, что позволяет при оплодотворении восстанавливать количество хромосом, характерное для вида. В отсутствие мейоза слияние гамет приводило бы к удвоению числа хромосом у каждого последующего поколения, возникающего в результате полового размножения. Этого не происходит, благодаря существованию особого процесса - мейоза, во время которого диплоидное количество хромосом (2л) сокращается до гаплоидного (1л), т. е. биологическая роль мейоза заключается в поддержании постоянства числа хромосом в ряду поколений вида.
Подробное решение параграф § 19 по биологии для учащихся 10 класса, авторов Сивоглазов В.И., Агафонова И.Б., Захарова Е.Т. 2014
Вспомните!
Какие два основных типа размножения существуют в природе?
Что такое вегетативное размножение?
Способ бесполого размножения, при котором дочерний организм развивается из группы родительских клеток, называют вегетативным размножением. Широко распространено такое размножение у растений. В естественных природных условиях оно, как правило, происходит с помощью специализированных частей тела растения. Луковица тюльпана, клубнелуковица гладиолуса, растущий горизонтально подземный стебель (корневище) ириса, ползучий, стелющийся по поверхности почвы стебель ежевики, усы земляники, клубни картофеля и корневые клубни георгина - всё это органы вегетативного размножения растений. Вегетативное размножение у животных осуществляется двумя основными способами: фрагментацией и почкованием. Фрагментация - это разделение тела на две и более частей, каждая из которых даёт начало новой полноценной особи. Этот процесс основан на способности к регенерации. Таким способом могут размножаться кольчатые и плоские черви, иглокожие и кишечнополостные. Почкование - это образование на теле материнской особи группы клеток - почки, из которой развивается новая особь. В течение некоторого времени дочерняя особь развивается как часть материнского организма, а затем или отделяется от него и переходит к самостоятельному существованию (пресноводный полип гидра), или, продолжая расти, образует собственные почки, формируя колонию (коралловые полипы). Встречается почкование и у одноклеточных организмов - дрожжевых грибов (рис. 61) и некоторых инфузорий.
Какой набор хромосом называют гаплоидным; диплоидным?
Диплоидный набор – это полный хромосомный набор соматической клетки, называется еще двойным, обозначается 2n. Например, диплоидный набор человека 46 хромосом (это всегда четное число). Гаплоидный набор – это половинный набор хромосом, одинарный (нечетное число), такой набор содержится в половых клетках (гаметах) обозначается n. Например, гаплоидный набор хромосом человека n=23.
Вопросы для повторения и задания
1. Докажите, что размножение - одно из важнейших свойств живой природы.
Способность к размножению является одним из основных свойств живой материи. Размножение, т. е. воспроизведение себе подобных, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. В процессе размножения происходит точное воспроизведение и передача генетической информации от родительского поколения следующему, дочернему, что обеспечивает существование вида на протяжении длительного времени, несмотря на гибель отдельных особей. В основе размножения лежит способность клетки к делению, а передача генетической информации обеспечивает материальную преемственность поколений любого вида. Для того чтобы особь смогла воспроизводить себе подобных, т. е. стать способной к размножению, она должна вырасти и достичь определённой стадии развития. Не все организмы доживают до репродуктивного периода и не все оставляют потомство, поэтому, чтобы поддержать существование вида, каждое поколение должно производить потомков больше, чем было родителей. Свойства живых организмов - рост, развитие и размножение - неразрывно связаны друг с другом.
2. Какие основные типы размножения вам известны?
Все разнообразные формы размножения можно объединить в два основных типа - бесполое и половое.
3. Что такое бесполое размножение? Какой процесс лежит в его основе?
Этот тип размножения происходит без образования специализированных половых клеток (гамет), и для его осуществления необходим только один организм. Новая особь развивается из одной или нескольких соматических (неполовых) клеток материнского организма и является его абсолютной копией. Генетически однородное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном. Бесполое размножение является наиболее древней формой размножения, поэтому особенно широко оно распространено у одноклеточных организмов, но встречается и среди многоклеточных. Существует несколько способов бесполого размножения.
4. Перечислите способы бесполого размножения; приведите примеры.
Деление – прокариотические организмы (бактерии и синезелёные водоросли) размножаются путём простого деления, которому предшествует удвоение единственной кольцевой молекулы ДНК.
Спорообразование. Этот способ размножения характерен в основном для грибов и растений. Специализированные клетки - споры - могут образовываться в специальных органах - спорангиях.
Вегетативное размножение – в естественных природных условиях оно, как правило, происходит с помощью специализированных частей тела растения. Луковица тюльпана, клубнелуковица гладиолуса, растущий горизонтально подземный стебель (корневище) ириса, ползучий, стелющийся по поверхности почвы стебель ежевики, усы земляники, клубни картофеля и корневые клубни георгина - всё это органы вегетативного размножения растений. Вегетативное размножение у животных осуществляется двумя основными способами: фрагментацией и почкованием.
Фрагментация - это разделение тела на две и более частей, каждая из которых даёт начало новой полноценной особи. Этот процесс основан на способности к регенерации. Таким способом могут размножаться кольчатые и плоские черви, иглокожие и кишечнополостные.
Почкование - это образование на теле материнской особи группы клеток - почки, из которой развивается новая особь. В течение некоторого времени дочерняя особь развивается как часть материнского организма, а затем или отделяется от него и переходит к самостоятельному существованию (пресноводный полип гидра), или, продолжая расти, образует собственные почки, формируя колонию (коралловые полипы).
5. Возможно ли появление генетически разнородного потомства при бесполом размножении? Аргументируйте свой ответ.
Да. Искусственное вегетативное размножение растений. При искусственном вегетативном размножении растений человек использует все виды вегетативного размножения, встречающиеся в природе. Однако существуют и дополнительные специальные методы. Листовые черенки. Сравнительно немногие растения (узамбарская фиалка, бегония, глоксиния) могут восстанавливаться из отрезанных листьев. Деление куста. Разделение растения с побегами и корнями в продольном направлении на несколько частей, которые затем рассаживают (пионы, флоксы). Отводки. Нижние ветки растения (смородины, крыжовника) пригибают к земле, фиксируют и присыпают землёй. Когда на ветке образуются придаточные корни, её отрезают от материнского куста и пересаживают. Прививка. Метод основан на пересадке частей одного или нескольких растений на другое растение, имеющее корневую систему. Растение, имеющее корневую систему, называют подвоем, второе, которое сращивают с подвоем, - привоем. Существуют разные способы прививки. Окулировка - это прививка почкой, или глазком. На небольшом расстоянии от почвы на стволе подвоя делают T-образный разрез, отодвигают кору и под неё вставляют привой - срезанный глазок вместе с плоским кусочком древесины. Затем на место операции накладывают плотную повязку. Через 10-15 дней фрагменты срастаются. Копулировка - это прививка черенками. При одинаковой толщине подвоя и привоя на них делают косые срезы, прикладывают друг к другу поверхностями срезов и накладывают повязку. Если подвой большего диаметра, черенок прививают в расщеп или под кору. Аблактировку, или метод сближения, можно использовать, если соединяемые растения растут рядом. На обоих растениях делают одинаковые по длине срезы коры, срезанные поверхности сближают, прикладывают друг к другу и туго забинтовывают вместе. В таком состоянии растения находятся всё лето и зиму.
6. Чем половое размножение отличается от бесполого? Сформулируйте определение полового размножения.
Бесполое размножение происходит без образования специализированных половых клеток (гамет), и для его осуществления необходим только один организм. Новая особь развивается из одной или нескольких соматических (неполовых) клеток материнского организма и является его абсолютной копией. Генетически однородное потомство, происходящее от одной родительской особи, называют клоном. Половое размножение - это процесс образования дочернего организма при участии половых клеток - гамет.
7. Подумайте, какое значение для эволюции жизни на Земле имело появление полового размножения.
Возникшая в процессе эволюции раздельнополость имела явные преимущества. Появилась возможность объединять генетическую информацию разных особей, формируя новые сочетания и увеличивая генетическое разнообразие вида, что способствовало его приспособлению в изменяющихся условиях обитания.
Подумайте! Вспомните!
1. Почему при вегетативном размножении не наблюдается расщепление признаков в потомстве?
Простая наследственность наблюдается при вегетативном размножении, т. е. когда новая особь формируется из вегетативной части уже существующего индивидуум, споры. Она широко распространена у растений, бактерий, простейших, губок, кишечнополостных и некоторых других животных, склонных к бесполому размножению. Простая наследственность проявляется при размножении, как специализированными клетками (споры), так и своеобразными органами вегетативного размножения (клубни, луковицы, выводковые почки и т. д.). Категория сложной наследственности распространяется на все случаи, когда развитие начинается от яйцеклетки, включая сюда и партеногенез. При вегетативном размножении потомству передаются свойства одной особи, в то время как при половом процессе зигота, из которой разовьется новый индивидуум, несет в себе наследственную информацию от двух организмов. Совершенно очевидно, что в последнем случае закономерности наследования родительских свойств оказываются более сложными и более разнообразными.
2. Объясните, в чём отличие естественного вегетативного размножения от искусственного.
Особенно часто встречаются различные формы вегетативного размножения среди растений, обитающих в суровых климатических условиях - в полярных, высокогорных и степных районах. Неожиданные заморозки в летний день способны погубить цветки или незрелые плоды тундровых растений. Вегетативное размножение позволяет им не зависеть от подобных неожиданностей. Некоторые камнеломки и горец живородящий способны образовывать выводковые почки, которые распространяются подобно семенам, мятлики образуют в соцветиях на месте цветков маленькие дочерние растеньица, способные опадать и укореняться, а сердечник луговой размножается исключительно видоизменёнными дольками перисторассечённых листьев. При искусственном вегетативном размножении растений человек использует все виды вегетативного размножения, встречающиеся в природе. Однако существуют и дополнительные специальные методы: листовые черенки, деление куста, отводки, прививка.
3. Какой тип размножения обеспечивает лучшую приспособляемость к изменениям окружающей среды? Докажите свою точку зрения.
Половое размножение. Возникшая в процессе эволюции раздельнополость имела явные преимущества. Появилась возможность объединять генетическую информацию разных особей, формируя новые сочетания и увеличивая генетическое разнообразие вида, что способствовало его приспособлению в изменяющихся условиях обитания.
4. Согласны ли вы с утверждением, что перекрёстное оплодотворение при гермафродитизме биологически более выгодно? Докажите свою точку зрения.
У разных особей разная генетическая информация, чем у одной особи, хоть и с разными половыми гаметами.
5. Может ли вегетативное размножение у растений осуществляться при помощи неспециализированных частей тела? Если да, то приведите примеры.
Вегетативные органы растений участвуют в бесполом размножении, которое заключается в образовании молодого организма из какой-либо части родительского. Этот способ размножения повсеместно распространен в дикой природе и активно применяется в растениеводстве. При этом используются как специализированные органы (корневища, луковицы, клубни, столоны), так и неспециализированные (стебли, листья).
Например. Листовые черенки. Сравнительно немногие растения (узамбарская фиалка, бегония, глоксиния) могут восстанавливаться из отрезанных листьев.
6. Докажите, что деление бактерий не является митозом.
Деление бактерий – это способ деления клетки пополам, а митоз – это тип непрямого деления ядра, а затем и цитоплазмы. Митоз – это деление ядра, которое приводит к образованию двух дочерних ядер, в каждом из которых имеется точно такой же набор хромосом, что и в родительском ядре. Деление бактерий – это бинарное деление, непосредственно самому процессу разделения клетки пополам предшествует период роста цитоплазмы и репликации (удвоения) кольцевой хромосомы бактерии.
При удвоении ДНК нуклеоида (аналог ядра в бактериальной клетке) реализуется следующая схема:
– инициация – начало деления ДНК под действием репликона (ферментативного аппарата, участка ДНК, содержащего информацию о дублировании);
– элонгация – удлинение, рост хромосомной цепи;
– терминация – завершение роста цепи и спирализация ДНК при репликации.
Параллельно с репликацией ДНК происходит рост самой клетки, и расстояние между прикрепленными посредством мезосом к цитоплазматической мембране двумя новыми хромосомами постепенно увеличивается. Прокариотическая клетка начинает делиться спустя некоторое время после репликации. Очевидно, именно дублирование ДНК запускает процесс разделения.
