Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів

Тема: Репродукція як механізм забезпечення безперервності існування видів.

Мета: розглянути основні способи розмноження організмів (нестатеве, статеве); з'ясувати, як репродукція забезпечує безперервність існування видів; розвивати вміння логічно мислити та знаходити зв'язки між будовою біологічних структур та особливостями їх функціонування; проаналізувати переваги та недоліки нестатевого і статевого розмноження; на прикладі процесів збереження і реалізації спадковості спадкової інформації виховувати розуміння єдності всіх біологічних процесів

Обладнання і матеріали: підручник (В. І. Соболь).

Тип уроку: засвоєння нових знань.

Хід уроку

I. Організаційний етап

Привітання, відмітка відсутніх. Перевіримо готовність до уроку.

II. Актуалізація опорних знань і мотивація навчальної діяльності учнів

Питання для бесіди

1. У чому біологічний сенс процесу розмноження?

2. Які способи розмноження живих організмів вам відомі?

ІІІ. Вивчення нового матеріалу

Розповідь учителя з елементами бесіди

1. Форми розмноження організмів

Здатність до розмноження – одна з основних особливостей живих організмів.

Розмноження (або репродукція) – це процес відтворення нових поколінь особин собі подібним

Під час розмноження відбувається передача генетичного матеріалу від батьківського покоління до наступного. це забезпечує відтворення ознак не тільки виду, а й конкретних батьківських особин. Для виду сенс розмноження полягає у заміщенні особин, які гинуть, що забезпечує безперервність існування виду. Також за сприятливих умов розмноження допомагає збільшити чисельність виду.

Є кілька форм розмноження, кожна з яких має свої переваги та недоліки. їх ми і розглянемо сьогодні на уроці.

Існує два основних типи розмноження – нестатеве і статеве.

Нестатеве:

• відбувається без участі статевих клітин;

• бере участь тільки один організм;

• генетично подібні нащадки – клони

Статеве:

• відбувається за участю статевих клітин;

• беруть участь два організми;

• генетично різні нащадки

2. Способи нестатевого розмноження

За нестатевого розмноження нащадки походять від одного організму, без утворення та злиття гамет. При цьому всі дочірні особини такі самі, як батьківська. Таких ідентичних нащадків називають клоном. Різнитися вони можуть лише внаслідок випадкової мутації. Вищі тварини не здатні до нестатевого розмноження, але є успішні спроби клонування їх штучно.

Існує кільки типів нестатевого розмноження:

• поділ клітини навпіл, за якого утворюються дві ідентичні материнській клітини (властиве, наприклад, бактеріям та одноклітинним еукаріотам – саркодовим, джгутиковим, інфузоріям);

• множинний поділ, за якого після низки повторних поділів батьківського ядра та поділу самої клітини утворюються численні дочірні клітини (властиве малярійному плазмодію);

• розмноження спорами спороутворення - утворення нового організму за допомогою спор це можуть бути прикладом як бактерії, гриби так і рослини (приклади – мукор та пеніцилін);

• брунькування – утворення нового організму з виросту клітини або тіла материнського організму – бруньки (приклади – дріжджі, прісноводна гідра);

• вегетативне розмноження – це спосіб відтворення організму із його вегетативних частин, що ґрунтується на здатності до регенерації (цибулинами, бульбоцибулинами, бульбами, кореневищами, пагонами тощо (властиве рослинам);

• фрагментація тіла – це поділ багатоклітинного організму на декілька частин, кожна з яких дає початок новому організму (регенерує) (плоскі та кільчасті черви, голкошкірі).

Переваги нестатевого розмноження:

• потрібна лише одна батьківська особина (за статевого – дві); не потрібні спеціальні механізми на кшталт запилення, за якого марно гине багато гамет; не потрібно витрачати час та енергію на пошуки партнера;

• утворюються генетично ідентичні нащадки; якщо вид добре пристосований до свого середовища, то генетична ідентичність нащадків є перевагою, оскільки зберігаються вдалі комбінації генів;

• сприяє розселенню та поширенню виду (гриби – спорами, рослини – повзучими кореневищами тощо);

• швидке розмноження (бактерії здатні до поділу кожні 20 хвилин; множинний поділ малярійного плазмодію; нестатеве розмноження стьожкових червів та печінкового сисуна).

Недоліки нестатевого розмноження:

• відсутність генетичної мінливості серед нащадків;

• марна втрата енергії та речовин за розмноження спорами, велика частина з яких не потрапляють у сприятливе місце для проростання;

• загроза перенаселення та виснаження поживних речовин в одному місці існування.

Отже, нестатеве розмноження обмежує різноманітність ознак у нових особин, але може за короткий сприятливий період забезпечити швидке утворення великої кількості нащадків з подібними ознаками.

3. Статеве розмноження і статевий процес. Способи статевого розмноження

Статеве розмноження – відтворення собі подібних за участі статевих клітин.

За статевого розмноження нащадки утворюються внаслідок злиття двох гаплоїдних гамет з утворенням диплоїдної зиготи, з якої розвивається новий організм. Процес злиття гамет називають заплідненням. Під час запліднення зливаються ядра гамет, і це призводить до об’єднання двох наборів хромосом – батька та матері чоловічі та жіночі особини утворюють різни типи гамет. Існують види, у яких і чоловічі, і жіночі гамети утворює один і той же організм, який має і жіночі, і чоловічі репродуктивні органи. Такі організми називають гермафродитними, або двостатевими. До них належать багато одноклітинних (парамеція), кишковопорожнинних (обелія), плоскі черви (свинячий ціп’як), малощетинкові черви (дощовий черв’як), ракоподібні (морський жолудь) та молюски (виноградний равлик), деякі риби та ящірки, а також більшість квіткових рослин. Види, у яких окремо існують чоловічі та жіночі особини, називають роздільностатевими. До них належать більшість тварин та людина.

Основними способами статевого розмноження є поліембріонія, партеногенез, роздільностатевість та гермафродитизм.

Поліембріонія – процес розвитку кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Поліембріонія досить поширена серед різних груп тварин (війчасті та кільчасті черви, іноді у членистоногих, риб, птахів і ссавців). Як постійне явище вона притаманна деяким комахам (наприклад, їздцям) і ссавцям (наприклад, броненосцям). У людини у разі поліембріонії народжуються однояйцеві близнята, які мають ідентичний набір спадкової інформації.

У рослин за поліембріонії в одній насінині розвивається кілька зародків (тюльпани, лілії, латаття, суниці тощо). Додаткові зародки в насінині можуть розвиватися не тільки із заплідненої яйцеклітини, а й з інших клітин насінини.

Партеногенез (дівоче розмноження) – спосіб розмноження, за якого розвиток нового організму здійснюється із незаплідненої яйцеклітини. У рослин це явище має назву апоміксис. За партеногенезу дочірні організми мають ідентичний з материнським набір спадкової інформації і розвиваються у видів, особини яких рідко зустрічаються між собою. Притаманний багатьом рослинам (квітковим) і безхребетним тваринам (попелицям, палочникам, коловерткам, деяким видам цвіркунів, метеликів та ос), а також деяким хребетним (рибам, амфібіям, ящіркам). Партеногенез може бути гаплоїдним (наприклад, у медоносної бджоли) й диплоїдним (наприклад, у попелиць), факультативним (необов'язковим) (мурахи) та облігатним (обов'язковим) (кавказька скельна ящірка). Партеногенез широко розповсюджений також у рослин, набуваючи різних форм. Наприклад, партенокарпія у бананів або цитрусових.

Чоловічі й жіночі гамети можуть утворюватися в одному організмі або в організмів різної статі, тому за цим критерієм виокремлюють такі способи розмноження, як роздільностатевість й гермафродитизм.

Роздільностатевість – спосіб статевого розмноження, за якого сперматозоони утворюються в чоловічому організмі, яйцеклітини – в жіночому (наприклад, у членистоногих, хребетних). Поширене це явище і серед квіткових рослин, у яких розрізняють одно- та дводомні рослини.

Гермафродитизм – спосіб статевого розмноження, за якого чоловічі та жіночі гамети розвиваються в одному організмі (наприклад, плоскі та малощетинкові черви, п'явки). Такий спосіб зменшує затрати енергії на пошук партнера, підвищує ймовірність залишити нащадків у організмів, що ведуть прикріплений, паразитичний, малорухливий, глибоководний спосіб життя. У гермафродитів існують механізми, які запобігають самозаплідненню. У тварин це неодночасне дозрівання чоловічих і жіночих гамет, певні особливості будови статевої системи. У рослин – одностатеві квітки (у дво- та однодомних рослин), розташування тичинок і маточок на різних рівнях за допомогою стовпчиків різної довжини (гетеростилія), неодночасне дозрівання тичинок і маточок в одній квітці (дихогамія) та ін.

Переваги статевого розмноження:

• нащадки отримують комбінацію ознак батьків;

• за сприятливої комбінації підвищується життєздатність та покращується пристосованість нащадків до умов середовища, що змінюється;

• внаслідок комбінативної мінливості надає більше матеріалу для еволюції.

Недоліки статевого розмноження:

• необхідність пошуку партнера;

• частина видів потребує спеціальних механізмів запліднення (запилення рослин птахами, комахами, вітром);

• частина нащадків за невдалої комбінації ознак виявляються менш життєздатними, ніж батьківські особини;

• менша кількість нащадків, ніж за нестатевого розмноження;

• менша швидкість розмноження, ніж за нестатевого.

Отже, статеве розмноження має переваги над нестатевим, оскільки нові особини успадковують ознаки обох батьківських особин і тому мають можливість краще пристосовуватися до навколишнього середовища [4, 7].

IV. Узагальнення, систематизація й контроль знань і вмінь учнів

Таким чином ми сьогодні розглянули способи репродукції живих організмів розмноження відбувається двома шляхами нестатево та статево. Способи нестатевого розмноження це поділ, множинний поділ, спороутворення, брунькування, фрагментація, вегетативне розмноження, а статеве відбувається поліембріонія, партеногенез, роздільностатево, гермафродитизм та партеногенез.

V. Домашнє завдання

Опрацювати відповідний § 53, ст. 210 в зошит заповнити таблицю.