63. Бесполое размножение и его формы.
Бесполое размножениеосуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования гамет. Дочернее поколение у одних видов возникает из одной или группы клеток материнского организма, у других видов — в специализированных органах. Различают следующие способы бесполого размножения: деление, почкование, фрагментация, полиэмбриония, спорообразование, вегетативное размножение.
Деление-способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток. Можно выделить:
-простое бинарное деление (прокариоты)
-митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли)-
-множественное деление, или шизогонию (малярийный плазмодий, трипаносомы). Во время шизогонии сперва многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
Почкование—способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи. Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация-способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (кольчатые черви, морские звезды, спирогира, элодея). В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония-способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается эмбрион (монозиготные близнецы).
Вегетативное размножение-способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
64. Митоз – цитологическая основа бесполого размножения.
Митоз (от греч. mitos — нить) является универсальным механизмом деления клеток. Митоз следует за G2-периодом и завершает клеточный цикл. Он длится 1-3 часа и обеспечивает равномерное распределение генетического материала в дочерние клетки. Митоз включает 4 основные фазы профазу, метафазу, анафазу и телофазу.
Профаза. Эта стадия характеризуется постепенной конденсацией и спирализацией хромосом. Под микроскопом становятся различимы хромосомы в виде нитевидных структур. Видно, что каждая хромосома состоит из двух копий-дочерних хроматид, соединенных центромерой. Другим важным событием профазы является постепенное исчезновение ядрышка, содержимое которого распределяется по ядру. К полюсам клетки расходятся дочерние центриоли, и между ними формируется митотическое веретено. Митотическое веретено-это биполярная структура, которая состоит из микротрубочек.
Метафаза. На этой стадии хромосомы, прикрепленные центромерами к нитям веретена, собираются на экваторе-плоскости, расположенной посередине между полюсами веретена. Образовавшаяся метафазная пластинка представляет собой наиболее характерную особенность метафазы. Хромосомы максимально спирализованы.
Анафаза. На этой стадии каждая центромера делится пополам. Хроматиды становятся самостоятельными хромосомами, и две дочерние ценромеры устремляются к противоположным полюсам, увлекая за собой по одной из двух дочерних хромосом.
Телофаза. Два набора дочерних хромосом группируются у противоположных полюсов веретена. Происходит деспирализация хромосом. Вокруг каждого набора хромосом образуется ядерная оболочка, вновь возникает ядрышко.
Цитокинез. Разделение цитоплазмы на две обособляющиеся части. Механическим аппаратом цитокинеза является сократимое кольцо микрофиламентов, которые состоят из актина. Митотическое веретено и сократимое кольцо располагаются перпендикулярно друг другу, и веретено оказывается внутри сократимого кольца. Борозда деления разделяет плоскость митоза и образуется две генетически равноценные клетки. Цитокинез начинается в телофазе.
Источник
Способы бесполого размножения у растений: примеры и значение
Биология
При бесполом размножении у растений воспроизводятся особи, подобные им. В биологии таким путем поддерживается преемственность между классами разных поколений и численность популяций на одном уровне. В процессе участвует только одна клетка. Его особенность — отсутствие гамет. Новый организм образуется у одних видов в определенных органах, а у других — из материнских клеток.
Основные понятия
Есть несколько способов бесполого размножения: вегетативное, спорообразование, почкование, полиэмбриония, деление, фрагментация. В процессе участвуют одноклеточные и многоклеточные растения. Для представителей цветковых характерно размножение семенами (половая схема) и вегетативными органами (бесполым путем). С примерами вегетативного размножения растений, их деления и спорообразования можно ознакомиться в таблице.
| Способ | Описание |
| Деление | Осуществляется только у одноклеточных. В основе метода находится митоз (при непрямом делении в дочерних клетках равное число хромосом). Растение делится на несколько частей. Многократное деление осуществляется под одной оболочкой и называется шизогонией. Подобные схемы свойственны для таких растительных организмов, как хлорелла и плеврококк |
| Спорообразование | Процесс образования большого количества спор осуществляется в специальных органах спорангиях. В результате созревания происходит прорыв и рассеивание спорых (клеток с защитной оболочкой) по территории. Объясняя, какие растения размножаются спорами, биологи выделяют такие названия, как папоротники, мхи, хвощ, многоклеточные водоросли |
| Вегетативное размножение | Регенерация — путь размножения растений. Органами, через которые преимущественно осуществляется процесс, являются побег и корень. При создании благоприятных условий прорастают листья, стебли, клубень. Виды растительных организмов, которые можно относить к вегетативному размножению: клубника, ива |
Проиллюстрировать половое размножение можно на примере канадской элодеи. В Европе встречаются только женские особи растения.
Его особенность — возможность образовывать семена и рассеиваться по водоемам вегетативным путем. Части элодеи разносят птицы. Плюсы бесполого размножения:
- отсутствие необходимости в затрате энергии на поиск мужской особи;
- быстрое размножение.
Из минусов процесса биологи выделяют наличие большинства видов организмов, которые при изменении природных условий становятся менее пластичными. В таком случае они уступают более сильным растительным организмам. Одноклеточные размножаются с помощью бинарного и митотического деления. Рассматривая, с помощью чего размножаются растения многоклеточные, стоит выделить специализированные и неспециализированные части материнских организмов.
Бинарное и митотическое размножение
Между бактериями происходит бинарное деление, в результате которого образуются 2 одинаковые по размеру дочерние клетки. При этом удваивается кольцевая ДНК. Одновременно с делением образуются септы (перегородки между клетками).
Для одноклеточных характерна простая схема деления.
В таком случае появляются 2 новых организма. Подобная методика наблюдается у амебы. До деления происходит рост и созревание организма.
Многообразие других процессов, предшествующих делению:
- усиленный синтез органических компонентов, способствующих построению новейших органоидов;
- репликация ДНК-структур.
Предварительно делится ядро, а затем удваиваются жгутики. На последнем этапе осуществляется цитокинез (расформирование цитоплазмы на части).
Для некоторых растений с корневищем, листьями, побегом и другими частями характерно последовательное многократное деление (шизогония).
Явления протекают под одной оболочкой. В конце образуется несколько клеток. Подобная схема наблюдается у хламидомонад.
В конце процесса образуются 4 клетки.
При делении малярийного плазмодия формируется более десяти новых организмов. Шизогония — основная причина, почему в мире насчитывается большое количество инфузории ихтиофтириуса (за одно деление появляется более 1 тыс. клеток). Подобный процесс осуществляется по специальной форме — циста.
Формирование спор
Водоросли, грибы и другие многоклеточные размножаются через споры (одноклеточное образование, находящееся в покое). Для плесневых грибов характерно деление внешних спор. Они образуются на кончиках гиф и выглядят как цепочки.
У некоторых видов грибов подобные образования находятся в спорангиях. Они представлены в виде расширенных гифов с оболочкой. Внутри формируются споры. Когда спорангия (оболочка) ломается, они рассыпаются. Споры легко образуются в простых клетках, к примеру, как у нитчатых водорослей.
Улотрикс участвует в двух митозах, что способствует появлению четырех новых спор со жгутиками (зооспор). Им свойственно плавать в воде до прикрепления к любой поверхности или предмету.
Затем они растут, а после многочисленных митозов формируют нить.
Вегетативный способ
Новый организм появляется от любого вегетативного органа, включая корень, побег. В каждой части растения присутствуют неспециализированные клетки, которым свойственно делиться. Их потомки способны превращаться в разные виды тканей, давая начало новым растениям. Кроме природного вегетативного размножения существует искусственное, например, черенкование. Оно используется в сельском хозяйстве.
При почковании дочерние клетки напоминают материнский организм. Они растут, формируя нужные структуры, отделяясь и развиваясь самостоятельно. Такое размножение характерно для пекарских дрожжей. На них формируется маленький вырост. К нему прикрепляется ядро, провоцируя митоз. Одно ядро движется к почке. В результате роста оно отделяется от клетки-матери, начиная самостоятельную жизнь.
Схему почкования можно составить для многоклеточных, к примеру, пресноводных гидр. Почка появляется в качестве выпячивания, в которое проникает кишечная полость. Позже вырастают щупальца и рот. Происходит самостоятельное питание. На следующем этапе образуется подошва. После этого можно наблюдать отторжение дочернего организма от материнского. Почкование наблюдается у некоторых видов кольчатых червей. Для других беспозвоночных характерна фрагментация:
- тело распадается на фрагменты, которые по отдельности достраивают недостающие части;
- процесс начинается на фоне механического повреждения первоначального организма.
В основе явления находится регенерация — восстановление тканей. Примеры такого размножения — водоросли, кишечнополостные.
Сельское хозяйство
Вегетативное размножение используется фермерами для увеличения количества выращиваемых культур и декоративных растений. С его помощью сокращается время прорастания, предоставляется гарантия выживаемости организмов. В сельском хозяйстве используются следующие способы размножения:
- Черенкование. В процессе участвуют стебель (виноград, смородина), листья (лилия, бегония), корень (слива, роза).
- Использование клубней (картофель, георгины).
- Луковицы и клубнелуковицы (тюльпаны, гладиолусы).
- Корневища (иван-чай).
- Прививки для сращивания частей (вишня, яблоня).
- Деление кустиков (пионы, маргаритки).
- Отводки. Пригибается ветка к земле. Вблизи почки выполняется надрез. Насыпается земля. Если корень прорастает, выполняется его отделение от родительского организма (крыжовник).
В результате вегетативного размножения появляется клон, то есть растение, идентичное родительскому организму по генетическим признакам. В процессе деления и спорообразования происходит мутация, спровоцированная изменением окружающей среды.
Источник