В чем состоит биологический смысл полого размножения кратко

Обновлено: 05.07.2024

Защита от сбоев в генах (одна линия другую подстраховывает) и рост на экспериментах сочетаний
При смешивании выживают те, кто приспособленнее и чьи варианты удачнее
при безполовом - один сбой при передаче генов и оппаньки. Такие были, но почти не выжили

При половом размножении родители передают потомству свои гены, следовательно, потомство не будет точной копией родителя. У него появятся новые свойства, что поможет ему выжить в окруж. среде. А при бесполом размножении, потомки - копии родителя. Никакого разнообразия признаков, свойств, ему тяжелее выжить.

Половое размножение представляет из себя слияние мужских и женских половых клеток – гамет . Таким образом, потомство получает половину генетического материала от одной особи и половину от другой. Это дает преимущества перед организмами с бесполым размножением, т.к разнообразный генетический материал – потенциал для развития более приспособленного организма .

Ярким примером является факт того, что одно время были распространены браки между родственниками. Когда генетический материал не отличается разнообразием, то скапливается все больше рецессивных генов, которые несут болезни или часто неблагоприятные для организма признаки. Людям понадобилось достаточно много времени и рожденных больных детей, чтобы понять это.

Формы полового размножения

Такая форма размножения должна быть известная из курса зоологии беспозвоночных животных, ведь она наблюдается у инфузорий. Это еще не половое размножение, поэтому путать не следует.

Инфузории приближаются к друг другу, соединяются, и обмениваются частями генетического материала. Этот процесс имеет свое собственное название – конъюгация . Термин, знакомый по клеточному циклу . Обозначает примерно то же самое – сближением и обмен частями.

Копуляция

Половой процесс, при котором мужские и женские половые клетки неотличимы друг от друга. Если гаметы не отличаются, то это изогамия . Если клетки разных размеров/отличаются по другим признакам – гетерогамия . У людей, например, оогамия ( овогамия ), т.к яйцеклетка большая и неподвижная.

Размножение гермафродитов

Примеры организмов-гермафродитов: плоские и круглые черви, кишечнополостные организмы, некоторые моллюски.

Почему гермафродитом быть хорошо? У них есть обе половые системы. Гермафродитам не приходится искать себе пару для продолжения рода. Речь сейчас не идет о поиске как у людей, чтобы и характерами сошлись, и качества определенные были. Речь о том, что на поиск пары тратятся энергетические ресурсы, а в некоторых условиях это тяжело. Например, плоский червь, паразитирующий в организме. Эти животные плодовиты, размножаются быстро и много. Представьте, что в организм , в какой-то орган попали 100 самцов и 1 самка. Пока самец найдет самку, то он уже и умереть может. А там все 101 особь являются и самками, и самцами. Очень благоприятно для продолжения рода. Кроме того, некоторые гермафродиты способны к самооплодотворению, что дает 100% вероятность принести потомство.

Размножение кольчатых червей

Яйцеклетки

Крупные женские половые клетки, формирующиеся в половых железах самки – яичниках. Обычно неподвижны, не имеют, соответственно, и органов движения. Содержат в себе запас питательных веществ в виде желтка (вспомните обычное куриное яйцо, та же яйцеклетка, только известная всем). У млекопитающих яйцеклетки относительно женских гамет других хордовых маленькие, питательных веществ в них меньше, т.к плод будет получать питание из кровеносной системы матери через пуповину. В ядрах яйцеклеток находится ДНК (как и в других эукариотических клетках) и информационная РНК ( иРНК ), которая содержит информацию и некоторых, самых важных, структурных белках будущего зародыша.

Строение сперматозоида

Сперматозоиды

Мужские половые клетки. Маленькие, подвижные, поэтому имеют хвост, который совершает вращательные движения. Мужские гаметы тратят много энергии для того, чтобы добраться до яйцеклетки, поэтому в них много митохондрий, располагающихся в шейке. Формируются сперматозоиды в мужских половых железах – семенниках. Эти железы располагаются в специальном выпячивании брюшной стенки – мошонке. Это необходимо для того, чтобы создать условия для развития гамет. В мошонке температура немного ниже, 33-34 градуса. Головка сперматозоида практически вся занята ядром, заполненным ДНК. На переднем конце находится орган, подобный аппарату Гольджи . Он называется акросомой и содержит ферменты, необходимые для расщепления стенки яйцеклетки.

1) В бесполом размножении участвует один организм. Новые организмы идентичны родительским. При этом участвуют половые клетки, которые размножаются путем митоза.

Бесполым размножением можно сравнительно быстро увеличить численность организмов, сохраняя их признаки.

2) В половом размножении участвуют половые клетки двух организмов полученные путем мейоза, которые формируют одну клетку с образованием зиготы, с которой начинается развитие организма/организмов. Происходит комбинация генов. Имеет эволюционное преимущество, т.к. обеспечивает разнообразие потомков и приспособление вида к условиям среды.

Ответ: см. решение

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

А) Размножение осуществляется с помощью побегов.

Б) Происходит сочетание генов двух родителей.

В) Организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки.

Г) Размножение происходит без участия гамет.

Д) Размножение происходит путём почкования.

Е) Образуется зигота

При бесполом размножении не происходит обмена генетической информацией, дочерние особи идентичны материнским. Для бесполого размножения необходима лишь одна особь.

В половом размножении принимаю участие две особи, происходит слияние гамет, потомки отличаются от родительских особей.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

А) спорообразование папоротника

Б) образование гамет хламидомонады

В) образование спор у сфагнума

Г) почкование дрожжей

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Читаем дальше. Нерест рыбы. Это просто. Ну, конечно же, это половое размножение.

Почкование – однозначно бесполое. Очень известный пример данного типа размножения, поэтому вряд ли вызовет вопросы.

И у мха, и у папоротника есть зиготы. В ответах этого слова нет, так что относится к половому размножению эти варианты не могут.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

А) происходит без образования гамет

Б) участвует лишь один организм

В) происходит слияние гаплоидных ядер

Г) образуется потомство идентичное исходной особи

Д) у потомства проявляется комбинативная изменчивость

Е) происходит с образованием гамет

Запишите в ответ цифры, расположив их в порядке, соответствующем буквам:

Основная черта полового размножения — участие в процессе гамет (половых клеток) двух разнополых организмов, потомство притом получается разнородным, так как проявляется наследственная изменчивость , а именно — комбинативная.

У бесполого размножения, соответственно, все наоборот: потомство идентичное, участвует одна особь.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

изменению плодовитости организмов
обострению межвидовой борьбы
комбинации генетического материала родительских гамет
увеличению разнообразия фенотипов
увеличению генетического разнообразия благодаря кроссинговеру

Вся суть полового размножения в том, чтобы произвести генетически, а, значит, и фенотипически разнообразное потомство. Происходит это благодаря кроссинговеру, когда при конъюгации хромосомы приближаются и обмениваются участками гомологичных хромосом .

Варианты 345 описывают половое размножение а 1) 2) не подходят.

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

гонада
спора
оплодотворение
овогенез
почкование

Задание легкое, даже для новичков. Для полового размножения, как минимум, характерно оплодотворение .

Теперь известен такой процесс как овогенез . Есть, кстати, еще и сперматогенез . Об этом поговорим подробно чуть позже. Это так же относится к половому размножению.

Допустим, вы не знаете, то такое гонада . Остались: гонады , почкование и спора. Известный факт, что спорами размножаются грибы, это бесполое размножение . Почкуются дрожжи и грибы, это тоже должно быть на слуху. Остаются гонады.

Гонады – органы животных, в который продуцируются половые клетки. У самок – яичники , у самцов – семенники .

pазбирался: Ксения Алексеевна | обсудить разбор | оценить

ооциты первого порядка
яйцеклетки растений
сперматозоиды животных
клетки печени мыши
нейроны мозга
клетки листьев мха

Обратимся сразу к животным, так как они нам просто ближе и более знакомы, ведь и мы относимся к этому царству.

сперматозоиды животных
клетки печени мыши
нейроны мозга

Для того, чтобы зигота была диплоидна, гаплоидный сперматозоид должен оплодотворить гаплоидную яйцеклетку, таким образом, сперматозоид животного нам не подходит, он гаплоиден.

Клетки печени мыши и нейроны мозга- соматические клетки организма , они диплоидны, эти варианты нам подходят. Переберем остальные.

клетки листьев мха
яйцеклетки растений
ооциты первого порядка

В жизненном цикле мха преобладает гаметофит , так что его листья гаплоидны.

Яйцеклетки растений так же гаплоидны, как и яйцеклетки животных.

Ооцитами называются яйцеклетки на одной из стадий своего развития. Пусть пока мы не знаем овогенез (развитие яйцеклетки). Ооцит первого порядка – тот, что только начал свое развитие, пока что он диплоиден. В ходе овогенеза он станет гаплоидным и сможет участвовать в размножении.

Понятие полового размножения в биологии, особенности

Половое размножение предполагает наличие двух родителей и соединение мужской и женской гамет в процессе оплодотворения. Потомство наследует смесь генов от обоих родителей, поэтому отличается друг от друга и от своих родителей.

Половое размножение — это способ размножения, при котором происходит слияние гаплоидной женской гаметы (яйцеклетки) и гаплоидной мужской гаметы (сперматозоида).

Размножение — это процесс, в ходе которого родитель(и) воспроизводит другую особь (потомство) того же вида, в этом заключается смысл. Это один из признаков, характеризующих живое существо. Под половым размножением подразумевается размножение, при котором генетический материал двух родителей объединяется для получения потомства. Две гаплоидные гаметы объединяются, в результате чего образуется генетически различное диплоидное потомство.

Слияние двух гамет происходит при оплодотворении, в результате чего образуется диплоидная зигота. Зигота развивается в индивидуальный организм, который генетически отличается от родительских организмов. Это совершенно другой вид размножения по сравнению с бесполым, при котором организм размножается без участия гамет, а полученное потомство является клоном родительского организма.

Тем не менее, половое размножение имеет преимущество перед бесполым размножением в увеличении генетической вариативности и расширении генофонда. Кроме того, оно гарантирует, что число хромосом у конкретного вида будет оставаться неизменным на протяжении нескольких поколений.

Два основных типа полового размножения — сингамия и конъюгация.

Половое и бесполое размножение: в чем разница

Существует два метода размножения: половой и бесполый. Половое размножение включает в себя такие фундаментальные процессы, как гаметогенез и оплодотворение.

Гаметогенез — это биологический процесс, представляющий собой деление клеток, в частности митоз и мейоз, для производства гамет (половых клеток). Он начинается с того, что первичные клетки делятся митотически, а затем каждая из них подвергается мейозу.

Мейоз — это форма деления клетки, при которой клетка проходит через два последовательных клеточных деления. В результате образуются четыре гаплоидные клетки. Затем каждая гаплоидная клетка проходит процесс созревания и становится полностью дифференцированной гаметой (половой клеткой).

У женщин зрелая гамета — это яйцеклетка. У мужчин зрелой гаметой является сперматозоид. Мужская гамета должна найти путь к яйцеклетке, чтобы соединиться с ней. У высших форм животных самец и самка, обычно одного вида, вступают в половой акт, чтобы сблизить гаметы для соединения.

Сперматозоид, найдя яйцеклетку, проникает в нее, чтобы их генетический материал объединился в один полный набор (диплоидный). Этот союз знаменует собой оплодотворение, и оплодотворенная яйцеклетка проходит серию митотических делений, чтобы дать начало эмбриону, состоящему из диплоидных клеток.

Оплодотворение яйцеклетки схематично:

Асексуальное размножение отличается от полового тем, что потомство было получено бесполым путем. Процесс отличается тем, что не включает в себя мейоз и оплодотворение. Более того, родительский организм производит потомство даже при отсутствии пары. Потомство, скорее всего, будет клоном родительского организма.

Асексуальное и половое размножение у грибов

Некоторые грибы способны размножаться как половым, так и бесполым путем. Грибы размножаются с помощью спор, которые они выпускают в окружающую среду. Из споры вырастает новый гриб.

Гриб Coprinus cinereus может производить споры путем полового размножения, что помогает создавать вариации вида. Такой способ размножения выгоден при изменении окружающей среды, поскольку вносимые изменения приводят к увеличению вероятности появления более адаптируемого варианта.

Coprinuscinereus также производит споры путем бесполого размножения. Эти споры могут производиться быстро и в большом количестве, что позволяет развиваться многим отдельным грибам. Недостатком этих спор является то, что они производят потомство, которое вряд ли будет устойчиво к неблагоприятным условиям, поскольку все они генетически идентичны.

Типы полового размножения

Два основных типа полового размножения — это сингамия и конъюгация.

Сингамия означает слияние гаплоидных половых клеток, в результате которого образуется диплоидная зигота. Таким образом, по сути, сингамия относится к оплодотворению. Это наиболее распространенный тип размножения в многоклеточных половых популяциях, включая человека.
Конъюгация отличается от сингамии тем, что два организма объединяются во временном слиянии (например, посредством цитоплазматического мостика) для обмена микроядерным материалом. Это можно наблюдать среди одноклеточных организмов, таких как бактерии, простейшие и одноклеточные грибы. В то время как сингамия — это постоянное слияние двух клеток, конъюгация — это временное слияние двух клеток.

Половое размножение у одноклеточных организмов

У одноклеточных организмов, таких как бактерии, половое размножение происходит путем конъюгации. Это когда две бактериальные клетки соединяются друг с другом на время, чтобы передать генетический материал через плазмиду клетки-донора клетке-реципиенту. Плазмида может быть либо одиночной, либо частью хромосомы.

У простейших животных конъюгация — это процесс, при котором два простейших, например, цилиаты, соединяются во временном слиянии для обмена микроядерным материалом, а затем расходятся. То же самое в основном происходит и в других одноклеточных организмах. У некоторых водорослей и грибов мужская гамета соединяется с женской гаметой, что приводит к объединению их ядер и последующему образованию зиготы.

Что касается вирусов, то они способны к половому размножению, поскольку были получены доказательства генетической рекомбинации между различными отдельными вирусами. Этот обмен генами уподоблялся перекрещиванию между гомологичными хромосомами во время мейоза у высших форм жизни. Тем не менее идея о том, что вирусы размножаются половым путем, оспаривается и по сей день, поскольку некоторые даже не считают вирусы формой жизни.

Сингамия у многоклеточных организмов

У многоклеточных организмов типом полового размножения является сингамия. Обычно этот процесс состоит из двух этапов. Описание:

Первый этап — это плазмогамия. Она связана с объединением цитоплазмы двух гамет.
Второй этап, кариогамия, связан с объединением ядер двух гамет. В результате этого объединения образуется одна клетка с двумя наборами хромосом. На этом этапе образовавшаяся диплоидная клетка называется зиготой. Затем зигота делится митотически, образуя эмбрион. Это означает, что каждая родительская клетка эмбриона дает начало двум дочерним клеткам, каждая из которых обладает двумя наборами хромосом.

Существует множество способов классификации сингамии.

Сингамия у растений

Жизненный цикл растений состоит из двух поколений — гаметофита и спорофита.

Поколение гаметофита — это половая фаза жизненного цикла растений. Оно начинается с гаплоидной споры, которая подвергается митозу и дает начало гаплоидному гаметофиту, несущему половые органы. Половые органы, в свою очередь, производят гаметы, впоследствии участвующие в оплодотворении. В результате соединения мужских и женских гамет образуется диплоидная зигота, которая со временем развивается в спорофит.

Поколение спорофита — это фаза жизненного цикла растения, которая начинается с зиготы и заканчивается производством спор. Спорофит производит споры в спорангии посредством мейоза. У трахеофитов (сосудистых растений) спорофит является доминирующей формой растения и находится в многоклеточной форме. Напротив, у бриофитов (таких, как мхи и печеночники), доминирующей формой является гаметофит.

Половой орган растения — цветок. Растение, имеющее как мужские, так и женские репродуктивные органы, называется однодомным. И наоборот, растение, имеющее только один тип репродуктивного органа, называется двудомным.

У цветковых растений женский репродуктивный орган — пестик, а мужской репродуктивный орган — пыльник.
Пестик содержит завязь, которая, в свою очередь, содержит яйцеклетки.
Внутри яйцеклеток находятся яйцевые клетки.
Пыльник несет пыльцевые зерна.
Внутри пыльцевых зерен находятся сперматозоиды.

Двойное оплодотворение цветковых растений. Схема:

Сперматозоиды в пыльце должны попасть в яйцеклетку, и этому способствует опыление. Существует два типа опыления: самоопыление и перекрестное опыление.

Самоопыление происходит особенно в однополых цветках, поскольку мужские и женские органы присутствуют в одном цветке.
При перекрестном опылении пыльца переносится с мужского цветка на женский. Перенос может осуществляться ветром или насекомыми.

Исходя из способа опыления, типы полового размножения у растений — автогамия (самооплодотворение) и аллогамия (перекрестное оплодотворение). Аллогамия является более распространенным типом размножения среди высших растений.

Для опыления пыльца прилипает к рыльцу пестика и прорастает по трубке через рыльце пестика, чтобы достичь рыльца, содержащего яйцеклетку.
Оплодотворение происходит, когда сперматозоид оплодотворяет яйцеклетку, а другой сперматозоид оплодотворяет ядра эндосперма.
Таким образом, зигота будет диплоидной, а эндосперм — триплоидным от соединения сперматозоида и двух женских клеток. Зигота развивается в эмбрион, а эндосперм — в питательную ткань, окружающую эмбрион внутри семени.

Сингамия у животных

Большинство животных размножаются половым путем. Поскольку поиск пары является необходимым условием такого размножения, большинство животных демонстрируют половой диморфизм, половой отбор и ритуалы ухаживания. Под половым диморфизмом понимается наличие двух форм различных полов, когда самец отличается морфологически от самки одного вида.

Например, самцы птиц имеют более красочное оперение по сравнению с оперением самок. Самки птиц выбирают себе пару, основываясь на желательных качествах. Выбор партнера и ритуалы ухаживания существуют и у других животных, включая человека.

Человеческая сингамия

Размножение у человека происходит исключительно половым путем. Этот процесс включает в себя ухаживание и выбор партнера, копуляцию, беременность, роды и дородовой уход. Партнер выбирает потенциальную пару, руководствуясь в основном качествами, обеспечивающими получение потомства.

Пара вступает в половой акт, чтобы произошло внутреннее оплодотворение. Сперма, содержащая сперматозоиды, выделяется мужчиной в репродуктивный орган женщины. Только один сперматозоид способен оплодотворить жизнеспособную яйцеклетку, образующуюся сразу же в результате мейоза. Гаплоидные половые клетки образуют диплоидную зиготу, которая затем подвергается митозу и превращается в эмбрион.

Затем у эмбриона развиваются органы, и он становится плодом внутри женской утробы. Зародыш получает питательные вещества внутри материнской утробы через пуповину. По истечении срока беременности (обычно около 266 дней) женщина рожает, выталкивая плод из родового канала. Родившийся ребенок получает питание путем лактации. Послеродовой уход продолжается до тех пор, пока ребенок не станет самостоятельным.

Преимущества полового размножения

Одним из основных преимуществ полового размножения является сохранение хромосомного числа вида в разных поколениях. У человека, например, 46 хромосом. Половина из них достается от отца, а другая половина — от матери. Перед объединением сперматозоида и яйцеклетки гаметы подвергаются мейозу, в результате которого образуются гаплоидные гаметы.

Из-за гаплоидности при объединении гамет число хромосом остается одинаковым для всех соматических клеток. Сперматозоид содержит 23 хромосомы, и яйцеклетка также имеет 23 хромосомы. Когда они соединяются при оплодотворении, зигота, которая развивается в новую особь, будет иметь одинаковое общее число хромосом — 46.

Еще одним преимущественным свойством полового размножения является большая генетическая вариативность. Во время мейоза происходит генетическая рекомбинация и обмен генами между гомологичными хромосомами. Это гарантирует, что вновь образованная зигота, хотя и содержит первоначальное число хромосом, будет обладать геномом, который генетически отличается от генома одного из родителей, а не является его клоном.

Это улучшает генофонд, поскольку повышает вероятность приобретения качеств, которые лучше приспособлены к выживанию и естественному отбору. Из-за необходимости приобретать качества, превосходящие другие, чтобы пройти отбор или получить пару для полового размножения, виды в конечном итоге эволюционируют.

Преимущества полового размножения:

создает генетические различия в потомстве, что имеет важное значение для выживания вида;
виды могут адаптироваться к новым условиям среды благодаря вариациям, что дает им преимущество в выживании;
болезнь с меньшей вероятностью поразит всех особей в популяции.

Недостатки полового размножения:

требуется время и энергия для поиска пары;
изолированная особь не может размножаться.

Большинство животных размножаются половым путем, например, кролики. Процесс полового размножения вносит разнообразие в вид, поскольку аллели, которые несут мать и отец, смешиваются в потомстве. Недостатком является то, что половое размножение занимает больше времени, чем бесполое. Необходимо найти пару, оплодотворить яйцеклетку сперматозоидом, а затем вывести потомство.

Однако преимущество внесения генетических вариаций в вид перевешивает этот недостаток. Если популяцию кроликов поразит болезнь, то, возможно, не все кролики будут поражены из-за вариативности популяции. Это означает, что некоторые особи выживут и смогут размножаться и производить больше потомства.

Главный процесс теории эволюции – 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 гены, 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 фенотипы. 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 митоза 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 клетка (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 мейоза, который создает гаметы (половые клетки), используемые для размножения, также способствует увеличению разнообразия. Он гарантирует, что полученные гаметы генетически разные. Независимый набор хромосом во время мейоза и случайного оплодотворения также влияет на смешивание генов и позволяет потомству лучше адаптироваться к окружающей среде.

Размножение и эволюция

Как правило, считается, что половое размножение в большей степени способствует эволюции, чем бесполое, поскольку имеет гораздо большее генетическое разнообразие. Эволюции бесполой популяции, как правило способствует внезапная мутация.

Читайте также: