Формы размножения: деление, почкование, фрагментация, споры и половой процесс
Размножение увеличивает число организмов или продолжает линию в новом поколении, но слово «спора» и слово «клон» означают разные вещи в разных жизненных циклах. Сравним механизмы на определённых организмах и отделим образование потомка от роста и восстановления ткани.
Федеральная программа · углублённый уровень · 10 класс
Размножение и развитие организмов
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Бесполое и половое размножение
- Деление клетки
- Почкование
- Споруляция как образование спор размножения
- Фрагментация
- Вегетативное размножение
- Клонирование
- Гаметы и оплодотворение
- Связь формы размножения с наследственной изменчивостью
Как это устроено
При делении надвое происходит копирование наследственного материала и образование двух дочерних клеток. Почкование отличается неравным начальным размером: новая часть растёт как вырост. Фрагментация требует, чтобы каждый жизнеспособный фрагмент восстановил необходимые части; обычное заживление раны без образования нового организма размножением не является. Нельзя описывать все три механизма одной стрелкой «материнский организм разделился».
У растений вегетативное размножение может идти через побеги, корневища, клубни, луковицы или черенки, но роль структуры нужно проверять для конкретного вида. Новое растение из уса земляники возникает без нового семени. При выращивании из семени развивается результат другого этапа жизненного цикла, даже если внешне оно похоже на материнское растение. Клон по происхождению не означает полную идентичность признаков: среда и новые изменения ДНК тоже влияют на потомков.
Слово «спора» не гарантирует одинаковый механизм. Споры грибов могут возникать бесполым путём или быть результатом полового процесса; у папоротников споры обычно образуются после мейоза и дают гаметофит. Бактериальная эндоспора, изученная в разделе о защите, в первую очередь переживает неблагоприятные условия и сама по себе не увеличивает число бактерий. Чтобы определить роль споры, подпишите организм, клеточное происхождение и следующую стадию жизненного цикла.
Половой процесс объединяет наследственный материал и в типичных жизненных циклах связан с образованием гамет и последующим оплодотворением. Он часто создаёт новые сочетания наследственных вариантов; это не означает, что каждый отдельный потомок обязательно «лучше приспособлен» или что бесполые линии совсем не изменяются. Мутации возможны при обоих путях. В дальнейших уроках отдельно разбираются мейоз, образование гамет и чередование поколений у растений, потому что формула «бесполое = митоз, половое = мейоз» неверна для всех организмов.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Размножение
Процесс образования новых особей или клеточных поколений, благодаря которому продолжается существование линии организмов.
Пример: Дрожжевая клетка может дать дочернюю клетку почкованием; цветковое растение может образовать семя после полового процесса.
- Бесполое размножение
Образование нового организма без слияния гамет в данном акте размножения; генетическое сходство потомков обычно велико, но не обязательно абсолютно.
Пример: Почкование дрожжей не требует слияния гамет.
- Половое размножение
Размножение с половым процессом, включающим объединение наследственного материала соответствующих клеток; детали жизненного цикла различаются у организмов.
Пример: У многих животных слияние яйцеклетки и сперматозоида начинает развитие зиготы.
- Гамета
Клетка полового процесса, наследственный материал которой объединяется с материалом другой гаметы при оплодотворении.
Пример: Яйцеклетка и сперматозоид человека — гаметы; спора папоротника не является яйцеклеткой.
- Зигота
Клетка, возникающая при слиянии гамет, с которой начинается соответствующая стадия нового организма.
Пример: У человека зигота формируется после слияния яйцеклетки и сперматозоида.
- Деление надвое
Способ бесполого размножения некоторых одноклеточных, при котором исходная клетка даёт две дочерние после копирования наследственного материала.
Пример: Бактерия при подходящих условиях может размножаться делением надвое.
- Почкование
Образование нового организма из выроста материнской клетки или тела, который увеличивается и затем отделяется либо сохраняется в колонии.
Пример: У дрожжей растёт почка; у гидры вырост формируется на многоклеточном теле.
- Фрагментация
Разделение организма на части, некоторые из которых при достаточных возможностях регенерации дают новые особи.
Пример: У части планарий фрагмент тела может восстановить недостающие структуры.
- Вегетативное размножение
Бесполое образование новых растений из вегетативных органов или их частей без образования нового семени в данном акте.
Пример: Ус укореняющейся земляники может дать новое растение.
- Спора размножения
Клетка или защищённая единица жизненного цикла, способная дать новую стадию организма без слияния с другой клеткой в момент прорастания; происхождение спор различается.
Пример: Спора гриба может прорасти в мицелий, а спора папоротника — в гаметофит.
- Клон
Потомство клеток или организмов, происходящее от одного предка бесполым путём в рассматриваемой линии; накопление мутаций и изменения среды могут сделать членов клона неодинаковыми.
Пример: Растения из одного черенка могут быть клонами по происхождению, но не обязаны выглядеть полностью одинаково при разных условиях.
- Клонирование
Получение или размножение генетически близких клеток либо организмов от одного исходного материала; способы и результат зависят от объекта и метода.
Пример: Размножение растения черенками — пример получения клоновых потомков; перенос ядра в яйцеклетку — другой, лабораторный метод.
Пример по шагам
В лабораторной записи указано: «бактериальная эндоспора прорастает в одну активную клетку; грибная спора — в новый мицелий». Можно ли назвать оба события одинаковым бесполым размножением?
- Считаем число исходных и новых особей в первом случае: одна бактерия сформировала устойчивую стадию, затем снова активную клетку — прироста от самого образования эндоспоры нет.
- Во втором случае спора гриба может стать началом отдельного мицелия, но происхождение конкретной споры нужно указать.
- Общее название «спора» не заменяет анализа жизненного цикла.
Вывод: Бактериальная эндоспора и спора размножения гриба различаются ролью; механизм следует описывать для вида и стадии.
Практическая работа
Карточки жизненных циклов
- Разложите готовые карточки жизненных циклов дрожжей, гидры, земляники, папоротника и Bacillus; отдельно отметьте слияние гамет, если оно есть в показанном цикле.
- Для каждой стрелки подпишите число исходных и новых особей, а также название стадии.
- Пометьте, какие схемы не показывают возможные мутации и влияние среды.
Что можно заключить: Форму размножения определяют по конкретному событию жизненного цикла, а не по одному слову «спора» или «клон».
Безопасность: Используйте готовые схемы; не выращивайте неизвестные бактерии или грибы и не проводите опыты с животными.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.