Hvad er fordelen ved seksuel reproduktion i sammenligning. Seksuel reproduktion og dens biologiske betydning. Spørgsmål i slutningen af ​​afsnittet

1. Hvad er fordelen ved seksuel reproduktion i forhold til aseksuel?

Svar. Under seksuel reproduktion, som udføres ved fusion af to kønsceller af kønsceller, sker udvekslingen af ​​genetisk information fra forældrene. Som et resultat opstår der afkom, der er forskellige i deres egenskaber, som kan overgå deres forældre med hensyn til levedygtighed, herunder når miljøforholdene ændrer sig.

2. Giv eksempler på organismer, der primært formerer sig ukønnet.

Svar. Ved aseksuel reproduktion kan en ny organisme opstå fra en eller flere ikke-kønnede (somatiske) celler hos moderen.

Prokaryote celler formerer sig ved at dele sig i to. Mange protozoer (ameba, grøn euglena osv.), encellede alger (chlamydomonas) formerer sig ved almindelig mitotisk celledeling. Andre encellede og nogle lavere svampe, alger (chlorella), dyr (malariaplasmodium) er karakteriseret ved spordannelse. Det ligger i, at cellen opdeles i et stort antal individer, svarende til antallet af kerner, der tidligere er dannet i modercellen som følge af den gentagne deling af dens kerne.

Spørgsmål efter § 32

1. Hvad er forskellen mellem konjugation og kopulation?

Svar. Hvis vi taler om metoder til seksuel reproduktion, så:

under kopulation smelter to encellede individer sammen (den genetiske information fra begge forældre kombineres og divideres derefter med meiose (der er en stigning i antallet af individer, der modtog genetisk information fra begge forældre).

under konjugation udveksles genetisk information uden at øge antallet af individer. Der er følgende hovedformer for konjugation: isogami, anisogami og oogami.

Med isogami dannes mobile, morfologisk identiske gameter. Isogami findes i mange alger.

Med heterogami dannes mobile, morfologisk og fysiologisk forskellige kønsceller. Denne form for seksuel proces er karakteristisk for mange alger.

I tilfælde af oogamy er gameter meget forskellige fra hinanden. Den kvindelige kønscelle er et stort, ubevægeligt æg, der indeholder en stor forsyning af næringsstoffer. Hanlige kønsceller - spermatozoer - er små, oftest mobile celler, der bevæger sig ved hjælp af en eller flere flageller. Oogamy er karakteristisk for dyr, højere planter og mange svampe.

2. Hvor dannes æggene?

Svar. Ægget er den kvindelige kønscelle hos dyr, højere planter samt mange alger og encellede organismer, som er karakteriseret ved oogami. Hos dyr dannes æg i kvindens kønskirtler - æggestokkene, hos gymnospermer og angiospermer i æggene, mosser og bregner i archegonia

3. Hvad er spermakrosomet til?

Svar. Under befrugtningen, i det øjeblik sæden kommer i kontakt med ægget, frigives enzymerne i akrosomet og opløser ægmembranerne, hvilket sikrer, at sæden trænger ind i ægget.

Spørgsmål i begyndelsen af ​​afsnittet.

Spørgsmål 1. Hvorfor kan en art eksistere i næsten ubegrænset tid, mens hvert individ er dødeligt?

Et individ kan ikke udvikle sig. Det kan ændre sig, tilpasse sig forholdene i det ydre miljø. Men disse ændringer er ikke evolutionære, da de ikke er nedarvede. Arten er normalt heterogen og består af en række populationer. Bestanden er forholdsvis uafhængig og kan eksistere i lang tid uden forbindelse med andre bestande af arten. Alle evolutionære processer finder sted i en population: mutationer forekommer i individer, krydsning sker mellem individer, der er en kamp om eksistens og naturlig selektion. Som et resultat ændrer populationens genpulje sig over tid, og den bliver stamfader til en ny art. Derfor er evolutionens elementære enhed befolkningen, ikke arten.

Spørgsmål 2. Hvordan modnes sæd og æg?

Mandlige kønsceller - spermatozoer dannes i testiklerne (testiklerne). Modningen af ​​spermatozoer sker ved en temperatur på omkring 35 "C. Dette er under temperaturen i kroppens bughule. Derfor er testiklerne placeret uden for bughulen, i hudsækken - pungen. Fuld modning af spermatozoer. forekommer i systemet af vas deferens, og derefter kommer de ind i urinrøret, i begyndelsen af ​​hvilket Kanalerne af yderligere kirtler flyder også - sædblærerne og prostatakirtlen eller prostata.

Æggets modning finder sted i æggestokkens graafiske vesikel. Udviklingen af ​​ægget varer omkring 28 dage. Som et resultat af reduktionsdeling forbliver et modent æg, ligesom en sæd, med et halvt sæt kromosomer. Hvert æg indeholder kun X-kromosomet. Derfor afhænger det ufødte barns køn af faderen.

Spørgsmål 3. Hvad bestemmer barnets køn?

Afkommets køn afhænger af kønskromosomerne.

Hvis to X-kromosomer (X fra moderen og X fra faderen) er i kønscellen (zygoten), vil en pige blive født. Hvis der er X- og Y-kromosomer (X fra moderen og Y fra faderen), vil der blive født en dreng.

Spørgsmål i slutningen af ​​afsnittet.

Spørgsmål 1. Hvad er fordelene ved seksuel reproduktion frem for aseksuel?

Ved hjælp af seksuel reproduktion opdateres afkommets genapparat, nye kombinationer af gener opstår, da de moderlige og faderlige organismer deltager i det, og mangfoldigheden af ​​individuelle egenskaber er gavnlig for artens overlevelse under skiftende miljøforhold . Ved aseksuel reproduktion, hvor kun ét individ deltager, er gensættet i moder- og datterorganismerne det samme.

Spørgsmål 2. Forklar den biologiske betydning af tilstedeværelsen af ​​et halvt sæt kromosomer i en sædcelle og et æg.

Kernerne i de mandlige og kvindelige kønsceller indeholder halvdelen af ​​det sæt kromosomer, der er karakteristiske for denne art. Når æg og sæd smelter sammen, kombineres deres kromosomsæt, kromosomsættet, der er karakteristisk for denne art, genoprettes, og i den fremtidige organisme kombineres begge forældres arvelige egenskaber.

Spørgsmål 3. Hvor foregår befrugtningen? Hvad dannes som et resultat af denne proces?

Sammensmeltningen af ​​æg og sæd finder sted i æggelederen. Efter at sæden er trængt ind i ægget, dannes en zygote - en kønscelle, der bærer begge forældres arvelige egenskaber.

Spørgsmål 4. Hvorfor kan et embryo blive i livmoderen, men et ubefrugtet æg kan ikke?

Et ubefrugtet æg har, i modsætning til embryoet, ikke villi, som tillader det at blive i livmoderen.

Seksuel reproduktion er den førende form for reproduktion i den økologiske verden. To forældre deltager i seksuel reproduktion. Det er forudgået af dannelsen i forældrenes organismer som følge af meiose af specialiserede kønsceller - kønsceller, som hver bærer et enkelt (haploid) sæt kromosomer. Selve reproduktionen består i befrugtning - sammensmeltning af kønsceller til en zygote.Meiose

Han- og hunkønsceller hos dyr dannes normalt i kønskirtlerne (testiklerne og æggestokkene). De kan være i forskellige individer eller i én; i sidstnævnte tilfælde kaldes individer hermafroditter. Hermafroditisme er den mest primitive form for reproduktion, karakteristisk for mange lavere dyr (inklusive bændelorme, regnorme, snegle) og blomstrende planter. bændelorme, regnorme, snegle, blomstrende planter

Hermafroditisme: MULIG selvbefrugtning (vigtigt for stillesiddende arter eller individer, der fører en ensom tilværelse) MEN selvbefrugtning forhindrer udveksling af genetisk materiale mellem individer; DERFOR har mange organismer anordninger, der forhindrer selvbefrugtning (genetisk uforenelighed af kønsceller fra én organisme, dannelse af mandlige og kvindelige kønsceller på forskellige tidspunkter, en speciel blomsterstruktur, der begunstiger krydsbestøvning).

Essensen af ​​Meiose Meiose er et vigtigt element i seksuel reproduktion. Under meiose dannes der celler, der kun indeholder ét sæt kromosomer, hvilket muliggør efterfølgende sammensmeltning af kimceller (gameter) fra to forældre Seksuel reproduktion Faktisk er meiose en slags mitose. Det omfatter to på hinanden følgende celledelinger, men kromosomerne duplikeres kun i den første af disse delinger. Den biologiske essens af meiose er at reducere antallet af kromosomer til det halve og dannelsen af ​​haploide kønsceller (det vil sige kønsceller, der har et sæt kromosomer hver).
19

Ved aseksuel reproduktion overføres arvelige egenskaber uændret i en række generationer. Genotypen af ​​afkom i dette tilfælde kan kun ændre sig på grund af tilfældige mutationer. Variabiliteten af ​​sådanne organismer er normalt ubetydelig.

Fordelen ved seksuel reproduktion i forhold til aseksuel reproduktion er, at i den diploide zygote kombineres haploide sæt af kromosomer fra forskellige kloner af organismer, og derudover, under den efterfølgende dannelse af kønsceller, udveksles homologe regioner af kromosomer mellem de homologe kromosomer i originale haploide sæt (krydsende). Således har individer, der er opstået under seksuel reproduktion, nye, forskellige genotyper. I dette tilfælde opnås en rekombination af forældrenes arvelige egenskaber, hvilket øger variabiliteten og giver rigere materiale til naturlig selektion. Seksuelt reproducerende organismers tilpasningsevne og udviklingshastighed er således væsentligt højere.

Essensen af ​​seksuel reproduktion er skabelsen af ​​nye genetiske kombinationer. I de mest typiske tilfælde parrer han og hun sig og producerer individer, hvis genotyper ikke er identiske med hverken faderens genotype eller moderens genotype. Hos nogle dyr kan der skabes nye genotyper som følge af processer af en anden art ny homozygot genotype. Andre former, herunder nogle fladorme og bløddyr, er hermafroditiske, dvs. har både mandlige (sperm-producerende) og kvindelige (æg-producerende) kønskirtler. Der er hermafroditiske former, der er i stand til selvbefrugtning.

Ikke al reproduktion er seksuel (det vil sige, den skaber nye genotyper). For eksempel er paramecia i stand til at dele sig i to med dannelsen af ​​to nye datterorganismer, der er genetisk identiske med det oprindelige individ Hydroide polypper (en af ​​grupperne af coelenterater) kan producere nye individer, der er identiske med dem selv som følge af knopskydningen I dette tilfælde kan der dannes flere nye organismer i en spirende zone. Andre dyr, herunder mange insekter og nogle fisk, er i stand til parthenogenetisk reproduktion, hvor afkom udvikler sig fra ubefrugtede æg.

Langt de fleste dyr, især former, der er opstået relativt for nylig, formerer sig seksuelt, det vil sige ved sammensmeltning af han- og hunkønsceller. Teoretikere er uenige om årsagerne til denne overvægt af den seksuelle proces. Da seksuel reproduktion kræver visse omkostninger, må det naturligvis give nogle væsentlige fordele. Følgende hovedårsager blev fremført til forklaring:

1) evolutionær fordel for befolkninger, der kan ændre sig hurtigere end andre gennem seksuel reproduktion;

2) evolutionær fordel forbundet med det faktum, at denne reproduktionsmetode letter artsdannelse (fremkomsten af ​​nye arter);

3) at individuelle forældreindivider kan skabe mangfoldighed i deres nærmeste afkom, hvilket gør det lettere for dem at tilpasse sig uforudsigelige miljøændringer.

Under seksuel reproduktion, som et resultat af fusionen af ​​gameter, dannes et befrugtet æg - en zygote, der bærer begge forældres arvelige tilbøjeligheder, på grund af hvilken den arvelige variabilitet af afkommet øges kraftigt. Dette er fordelen ved seksuel reproduktion frem for aseksuel reproduktion. De der. ved tilstedeværelse af genetisk rekombination producerer forældreindivider afkom, der vil adskille sig fra dem på den mest uforudsigelige måde, og blandt de nye tilfældige kombinationer af gener kan mindst halvdelen vise sig at være værre end forældregenotypen, men blandingen af ​​gener i processen med seksuel reproduktion bidrager til artens overlevelse under skiftende miljøforhold. Hvis en forælder producerer mange afkom med en bred vifte af genkombinationer, er der en større chance for, at mindst ét ​​afkom vil være godt tilpasset fremtidige livsforhold, uanset hvad de måtte være.

Ved tilstedeværelse af genetisk rekombination producerer forældreindivider afkom, der vil adskille sig fra dem på den mest uforudsigelige måde, og blandt de nye tilfældige kombinationer af gener kan mindst halvdelen vise sig at være værre end forældregenotypen, men blandingen af ​​gener i processen med seksuel reproduktion bidrager til artens overlevelse under skiftende miljøforhold. Hvis en forælder producerer mange afkom med en bred vifte af genkombinationer, er der en større chance for, at mindst ét ​​afkom vil være godt tilpasset fremtidige livsforhold, uanset hvad de måtte være.

Mange hypoteser er blevet foreslået for at forklare fordelene ved seksuel reproduktion i kampen for tilværelsen. En af dem giver en idé om, hvordan de første stadier af udviklingen af ​​seksuel reproduktion kunne være. Udviklingsforløbet afhænger i høj grad af mutationer, der ændrer eksisterende gener, og danner i stedet for dem nye alleler (varianter) af disse gener. Antag, at to individer i en bestemt population har gunstige mutationer, der påvirker nogle genetiske loci og dermed forskellige funktioner. Hos en aseksuel art vil hver af disse individer give anledning til en klon af mutantafkom, og to nye kloner vil konkurrere, indtil en af ​​dem sejrer. En af de gunstige alleler produceret af mutationer vil således sprede sig, mens den anden til sidst vil forsvinde. Forestil dig nu, at en af ​​de originale mutanter har en genetisk bestemt egenskab, der gør det muligt for den at inkludere gener fra andre kloner i sit genom fra tid til anden. Under betingelserne for kampen for tilværelsen er erhvervelsen af ​​gener fra celler fra en konkurrerende klon ensbetydende med skabelsen af ​​en celle, der bærer alle gunstige mutationer. En sådan celle vil have den største tilpasningsevne, og fordelene opnået ved den vil sikre spredningen i befolkningen af ​​et træk, der giver dig mulighed for at inkludere generne fra andre celler i dit genom. Naturlig udvælgelse vil favorisere en sådan primitiv seksuel reproduktion.

Spermatozoer er en af ​​hovedpersonerne i seksuel reproduktion.

Gæren hjalp forskerne med at vise, at avl mellem befolkningsgrupper fører til større økologisk tilpasningsevne af arten.
Artens overlevelse er forbundet med akkumulering af genetiske ændringer, der hjælper organismen med at eksistere i et bestemt miljø. Det menes, at seksuel reproduktion, som resulterer i øget genetisk variabilitet, bidrager til artens hurtige udvikling. Men i tilfælde af seksuel reproduktion tager afkommet generne fra to forskellige individer. Forestil dig, at mor og far kom fra forskellige befolkningsgrupper; moderens gener gør det muligt for hende at overleve under visse forhold, og faderens gener "skærpes" for andre. I dette tilfælde vil afkommet ikke blive tilpasset til hverken det ene eller det andet: generne vil svække hinanden og vil slet ikke være i stand til at fungere tilstrækkeligt under nogen forhold. Det viser sig, at seksuel reproduktion ikke bidrager til artens overlevelse?

Forskere fra University of Auckland (New Zealand) opstillede et eksperiment, der skulle svare direkte på spørgsmålet om, hvorvidt krydsning mellem befolkningsgrupper hjælper eller bremser evolutionen. Forskere brugte gær, som kan formere sig både ukønnet og seksuelt. Den første kultur blev dyrket under visse forhold, den anden - under andre forhold. På et tidspunkt blev mekanismen for seksuel reproduktion tændt i gær og gjorde det muligt for svampe fra forskellige populationer at finde hinanden.

I en artikel publiceret i tidsskriftet Ecology Letters skriver forfatterne, at afkommet som følge af seksuel reproduktion tilpassede sig miljøet hurtigere. Hvis forældrene var fra forskellige befolkningsgrupper, så havde deres børn det lige godt under både "moderlige" og "far" miljøforhold. Det vil sige, at seksuel reproduktion ikke kun forstyrrer, men stimulerer også artens udvikling, især når individer fra forskellige populationer mødes.

Faktisk bekræfter resultaterne af eksperimentet en alternativ, men relativt lidt kendt hypotese, ifølge hvilken gener "skærpet" under en betingelse ikke nødvendigvis forstyrrer at leve i andre. Gener for forskellige levesteder indgår ikke i konfrontation, men sameksisterer fredeligt i det samme genom og tænder og slukker efter behov.

Tidligere måtte evolutionsbiologer finde på smarte tricks, der ville forhindre individer fra forskellige populationer i at krydse hinanden og derved svække artens evolutionære position. Og selvom der, som allerede nævnt, var en alternativ hypotese, var der behov for eksperimentel bekræftelse for at hæve den over alle de andre. Kompulente oplysninger blev brugt til at udarbejde artiklen.

4. Struktur, biologiske egenskaber og udvikling af spermatozoer:

Lignende information.