Qual è il vantaggio biologico della riproduzione sessuale? Istruzione nella città di Murmansk. Vantaggi della riproduzione sessuata e asessuata

Riproduzione- la proprietà più importante di tutti gli esseri viventi. Una specie che si riproduce solo asessualmente può prosperare per un periodo piuttosto lungo se vive in condizioni relativamente costanti. Se nel suo habitat si verificano cambiamenti che causano la morte di singoli individui, è molto probabile che moriranno tutti gli individui, perché geneticamente sono molto simili.

A sessualmente gli organismi materni e paterni producono cellule germinali specializzate -. I gameti femminili non mobili sono chiamati uova, i gameti maschili non mobili sono chiamati spermatozoi e i gameti mobili sono chiamati spermatozoi. Queste cellule germinali si fondono per formare uno zigote, cioè avviene la fecondazione. Le cellule sessuali, di regola, hanno metà serie di cromosomi (), in modo che quando si uniscono, viene ripristinata una doppia serie (diploide) e un nuovo individuo si sviluppa dallo zigote. Nella riproduzione sessuale, la prole si forma dalla fusione di nuclei aploidi. I nuclei aploidi si formano come risultato della divisione meiotica.

La meiosi porta ad una riduzione della metà del materiale genetico, per cui la quantità di materiale genetico negli individui di una determinata specie rimane costante per un certo numero di generazioni. Durante la meiosi si verificano diversi processi importanti: segregazione casuale dei cromosomi (segregazione indipendente), scambio di materiale tra cromosomi omologhi (crossing over). Come risultato di questi processi, nascono nuove combinazioni di geni. Poiché il nucleo dello zigote dopo la fecondazione contiene il materiale genetico dei due genitori, ciò aumenta la diversità genetica all'interno della specie. Se l'essenza e il significato biologico del processo sessuale sono gli stessi per tutti gli organismi, le sue forme sono molto diverse e dipendono dal livello di sviluppo, dall'habitat, dallo stile di vita e da alcune altre caratteristiche.

Riproduzione sessuale Tutti i gruppi vegetali ce l'hanno. I muschi crescono in zolle erbose. Le piante maschili e femminili sono affiancate. L'acqua piovana aiuta gli spermatozoi a raggiungere le cime delle piante femminili, dove si fondono con le uova, formando uno zigote, da cui si sviluppa una scatola di spore posta su un lungo gambo. Nelle cellule germinali, le cellule germinali si sviluppano su un germe formato a seguito della germinazione delle spore. Sul lato inferiore del protallo gli organi femminili sono gli archegoni, mentre gli organi maschili sono gli anteridi. In un ambiente umido, le cellule sessuali si fondono, lo zigote dà origine a un embrione da cui cresce un giovane. Nelle piante da fiore, la riproduzione sessuale più complessa è la doppia fecondazione. Il polline (cellule riproduttive maschili) si deposita sullo stigma (organo riproduttivo femminile) e germina. Gli spermatozoi si muovono lungo il tubo pollinico verso. Gli spermatozoi penetrano nel sacco embrionale. Uno si fonde con l'ovulo e dà origine a un embrione, il secondo spermatozoo si fonde con la cellula centrale e dà origine all'endosperma, una riserva di sostanze nutritive.

Riproduzione sessuale ha grandi vantaggi rispetto all'asessuale. L'essenza della riproduzione sessuale è la combinazione nel materiale ereditario di un discendente di informazioni genetiche provenienti da due fonti diverse: i genitori. La fecondazione negli animali può essere esterna o interna. La fusione produce uno zigote con un doppio set di cromosomi.

Nel nucleo dello zigote tutti i cromosomi si accoppiano: in ciascuna coppia, uno dei cromosomi è paterno, l'altro è materno. L'organismo figlia che si sviluppa da un tale zigote è ugualmente dotato di informazioni ereditarie da entrambi i genitori.

Significato biologico della riproduzione sessualeè che gli organismi emergenti possono combinare caratteristiche utili del padre e della madre. Tali organismi sono più vitali. La riproduzione sessuale gioca un ruolo importante nell'evoluzione degli organismi.

Domanda 1. Quali sono i vantaggi della riproduzione sessuale rispetto alla riproduzione asessuata?
La riproduzione asessuata coinvolge un solo genitore, che si divide, germoglia o produce spore. Con la riproduzione asessuata, l'organismo nasce da cellule somatiche e le mutazioni casuali possono essere la fonte della variabilità.
Nel caso della riproduzione sessuale, gli individui di una nuova generazione compaiono con la partecipazione di due organismi: materno e paterno. Un nuovo organismo nasce da cellule germinali specializzate o individui che svolgono queste funzioni.
Il vantaggio della riproduzione sessuale (evolutivamente è apparsa più tardi della riproduzione asessuata) è la ricombinazione dei caratteri ereditari di entrambi i genitori, che è fonte di variabilità. La prole è più vitale e adattata alle condizioni di vita. L'evoluzione avviene più velocemente.

Domanda 2. Spiega il significato biologico della presenza di metà serie di cromosomi nello sperma e nell'uovo.
Durante la riproduzione sessuale, gli organismi materni e paterni producono cellule di campo specializzate: i gameti. I gameti femminili non mobili sono chiamati uova, i gameti maschili non mobili sono chiamati spermatozoi e i gameti mobili sono chiamati spermatozoi. Queste cellule germinali si fondono per formare uno zigote, il che significa che avviene la fecondazione. Le cellule sessuali, di regola, hanno metà serie di cromosomi (aploidi), in modo che quando si uniscono, viene ripristinata una doppia serie (diploide) e un nuovo individuo si sviluppa dallo zigote.
Pertanto, la riproduzione sessuale presenta grandi vantaggi evolutivi rispetto alla riproduzione asessuata. Ciò è dovuto al fatto che il genotipo della prole deriva da una combinazione di geni appartenenti a entrambi i genitori. Di conseguenza, aumenta la capacità degli organismi di adattarsi alle condizioni ambientali. Il processo sessuale consiste nella fusione di due cellule: i gameti. La formazione dei gameti è preceduta da una speciale forma di divisione: la meiosi, che porta al dimezzamento del numero di cromosomi.

Domanda 3. Dove avviene la fecondazione? Cosa si forma come risultato di questo processo?
Il processo di fecondazione negli animali, la fusione di un ovulo e di uno spermatozoo, può essere effettuato in due modi: esternamente o internamente. La fecondazione esterna è un metodo primitivo e piuttosto inaffidabile che si verifica nella maggior parte degli animali acquatici (pesci, anfibi e altri). Gli animali con fecondazione interna (solitamente terrestri) hanno organi riproduttivi aggiuntivi per trasferire il liquido spermatico dal corpo del maschio a quello della femmina, dove avviene la fecondazione.
Di solito viene prodotto un numero enorme di spermatozoi, ma solo uno spermatozoo feconda l'ovulo. Non appena il primo spermatozoo penetra nella membrana dell'ovulo, si forma immediatamente una membrana di fecondazione che impedisce ad altri spermatozoi di entrare nell'ovulo. Quindi entrambi i nuclei si muovono l'uno verso l'altro e si fondono. Questo crea uno zigote che ha un doppio set di cromosomi. Negli esseri umani, la fusione dell'ovulo e dello sperma avviene nelle tube di Falloppio.

Domanda 4. Perché un embrione può rimanere nell'utero, ma un ovulo non fecondato no?
Un ovulo non fecondato, a differenza dell'embrione, non ha i villi che gli permettono di rimanere nell'utero.

La riproduzione sessuale è la principale forma di riproduzione nel mondo organico. La riproduzione sessuale coinvolge due genitori. È preceduto dalla formazione nei corpi dei genitori a seguito della meiosi di cellule germinali specializzate - gameti, ciascuno dei quali porta un singolo set di cromosomi (aploidi). La riproduzione stessa consiste nella fecondazione - la fusione dei gameti nello zigote, nella meiosi

Le cellule riproduttive maschili e femminili negli animali si formano solitamente nelle gonadi (testicoli e ovaie). Possono trovarsi in individui diversi o in uno solo; in quest'ultimo caso gli individui sono detti ermafroditi. L'ermafroditismo è la forma di riproduzione più primitiva, caratteristica di molti animali inferiori (compresi tenie, lombrichi, lumache) e di piante da fiore.

Ermafroditismo: L'autofecondazione è POSSIBILE (importante per le specie sedentarie o gli individui che conducono un'esistenza solitaria) MA l'autofecondazione impedisce lo scambio di materiale genetico tra individui; PERTANTO, molti organismi hanno adattamenti che impediscono l'autofecondazione (incompatibilità genetica delle cellule germinali di un organismo, formazione di gameti maschili e femminili in tempi diversi, una speciale struttura floreale che favorisce l'impollinazione incrociata).

L'essenza della meiosi La meiosi è un elemento importante della riproduzione sessuale. Durante la meiosi si formano cellule contenenti un solo corredo di cromosomi, il che rende possibile la successiva fusione delle cellule sessuali (gameti) di due genitori.La riproduzione sessuale In effetti, la meiosi è un tipo di mitosi. Coinvolge due divisioni cellulari successive, ma i cromosomi si duplicano solo nella prima di queste divisioni. L'essenza biologica della meiosi è ridurre della metà il numero di cromosomi e formare gameti aploidi (cioè gameti con un set di cromosomi).
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Domande all'inizio del paragrafo.

Domanda 1. Perché una specie può esistere per un tempo quasi illimitato, mentre ogni individuo è mortale?

Un individuo non può evolversi. Può cambiare, adattandosi alle condizioni ambientali. Ma questi cambiamenti non sono evolutivi, poiché non sono ereditari. La specie è generalmente eterogenea e consiste di numerose popolazioni. La popolazione è relativamente indipendente e può esistere per lungo tempo senza legami con altre popolazioni della specie. Tutti i processi evolutivi avvengono in una popolazione: le mutazioni avvengono negli individui, avviene l'incrocio tra individui, opera la lotta per l'esistenza e la selezione naturale. Di conseguenza, il pool genetico della popolazione cambia nel tempo e diventa l'antenato di una nuova specie. Ecco perché l'unità elementare dell'evoluzione è una popolazione, non una specie.

Domanda 2. Come maturano lo sperma e gli ovociti?

Cellule riproduttive maschili: gli spermatozoi si formano nei testicoli (testicoli). La maturazione dello sperma avviene ad una temperatura di circa 35 "C. Questa è inferiore alla temperatura della cavità addominale del corpo. Pertanto, i testicoli si trovano all'esterno della cavità addominale, nella sacca cutanea - lo scroto. Si verifica la piena maturazione degli spermatozoi nel sistema dei vasi deferenti, e poi entrano nell'uretra, all'inizio della quale vi confluiscono anche i dotti di ulteriori ghiandole - le vescicole seminali e la ghiandola prostatica, o prostata.

La maturazione dell'uovo avviene nella vescicola di Graaf dell'ovaio. Lo sviluppo dell'uovo dura circa 28 giorni. Come risultato della divisione di riduzione, l'ovulo maturo, come lo sperma, rimane con metà del corredo cromosomico. Ogni uovo contiene solo un cromosoma X. Di conseguenza, il sesso del nascituro dipende dal padre.

Domanda 3. Cosa determina il sesso di un bambino?

Il sesso della prole dipende dai cromosomi sessuali.

Se ci sono due cromosomi X nella cellula germinale (zigote) (X dalla madre e X dal padre), nascerà una bambina. Se ci sono i cromosomi X e Y (X dalla madre e Y dal padre), nascerà un maschio.

Domande alla fine del paragrafo.

Domanda 1. Quali sono i vantaggi della riproduzione sessuale rispetto alla riproduzione asessuata?

Con l'aiuto della riproduzione sessuale, l'apparato genetico della prole viene aggiornato, compaiono nuove combinazioni di geni, poiché l'organismo materno e paterno vi partecipa e la diversità delle caratteristiche individuali è benefica per la sopravvivenza della specie nelle mutevoli condizioni ambientali . Nella riproduzione asessuata, alla quale partecipa un solo individuo, l'insieme dei geni negli organismi madre e figlia è lo stesso.

Domanda 2. Spiega il significato biologico della presenza di metà serie di cromosomi nello sperma e nell'uovo.

I nuclei delle cellule germinali maschili e femminili contengono ciascuno la metà dell'insieme di cromosomi caratteristici di una data specie. Quando un ovulo e uno spermatozoo si fondono, i loro corredi cromosomici si uniscono, il corredo cromosomico caratteristico di una determinata specie viene ripristinato e il futuro organismo combina le caratteristiche ereditarie di entrambi i genitori.

Domanda 3. Dove avviene la fecondazione? Cosa si forma come risultato di questo processo?

La fusione dell'ovulo e dello sperma avviene nella tuba di Falloppio. Dopo che lo sperma penetra nell'uovo, si forma uno zigote, una cellula germinale che porta le caratteristiche ereditarie di entrambi i genitori.

Domanda 4. Perché un embrione può rimanere nell'utero, ma un ovulo non fecondato no?

Un ovulo non fecondato, a differenza dell'embrione, non ha i villi che gli permettono di rimanere nell'utero.

Una delle capacità fondamentali di tutti gli organismi viventi è la riproduzione. Esistono due opzioni principali per la formazione di nuovi individui. Gli esperti distinguono anche l'asessuale.

Metodi di autoriproduzione

Ogni organismo vivente può creare individui simili. Molte piante e animali inferiori utilizzano un metodo asessuato di autoriproduzione. Per produrre prole è sufficiente un genitore, che è in grado di formare organismi figlie.

Ma queste informazioni non sono sufficienti per comprendere in che modo la riproduzione sessuale differisce da quella asessuata. Queste forme di riproduzione sono fondamentalmente diverse. Pertanto, la riproduzione sessuale è possibile solo con la partecipazione di due individui genitori. Il metodo sessuale è caratterizzato dalla formazione di gameti. Queste sono cellule riproduttive speciali con un set aploide di cromosomi.

Principali differenze

Il metodo sessuale è considerato più progressivo rispetto al metodo asessuale. Viene utilizzato dalla stragrande maggioranza degli esseri viventi per produrre prole. Puoi capire in che modo la riproduzione sessuale differisce dalla riproduzione asessuata se conosci quanto segue.

La prima forma di riproduzione richiede la partecipazione di due individui genitori. Ognuno di loro produce speciali cellule sessuali: i gameti. Durante il processo di riproduzione si fondono e formano uno zigote. È da esso che si forma un nuovo organismo.

I gameti non sono necessari nel processo. Un nuovo individuo è formato da cellule somatiche. È una copia esatta dell'organismo genitore. Questo metodo di riproduzione consente di ottenere rapidamente la prole.

Caratteristiche della riproduzione asessuata

L'autoriproduzione di nuovi organismi ha i suoi vantaggi. Conoscendoli, è facile spiegare come la riproduzione sessuale differisce dalla riproduzione asessuata. Permette di creare un gran numero di individui in breve tempo. In questo caso, la prole risultante non è diversa dall'individuo genitore. Gli organismi figli sono copie esatte.

Questo metodo di riproduzione è vantaggioso per quegli organismi che vivono in condizioni immutabili. La variazione genetica durante la riproduzione asessuata può verificarsi solo a seguito di mutazioni genetiche. Nel processo di auto-riproduzione, le cellule si dividono, solitamente attraverso la mitosi.

Gli animali superiori non possono riprodurre asessualmente i propri simili. L'unica eccezione è la loro clonazione artificiale.

Tipi di riproduzione asessuata

Esistono diverse opzioni per gli organismi per creare la propria specie senza la partecipazione di cellule germinali specializzate. Quando si capisce in che modo la riproduzione sessuale differisce dalla riproduzione asessuata, non dovremmo dimenticare che quest'ultimo metodo di riproduzione della prole è diviso in diversi tipi.

Separatamente si distinguono la divisione, la sporulazione, la propagazione vegetativa, compreso il germogliamento, e la frammentazione. Con ciascuno di questi metodi si forma un nuovo individuo a partire da una o da un gruppo di cellule somatiche. I protozoi si riproducono per divisione: ameba, paramecio. Questo metodo viene utilizzato anche da alcuni batteri.

Tutti i gruppi di piante verdi, funghi, alcuni batteri e protozoi si riproducono per sporulazione. Le spore si formano in strutture speciali: sporogonia.

Quando si chiariscono le differenze tra riproduzione sessuata e asessuata, non dimenticare che questi metodi differiscono in modo significativo. Dopotutto, durante l'autoriproduzione senza la partecipazione dei gameti, le cellule somatiche iniziano a dividersi. Ad esempio, è possibile con l'aiuto di talee, viticci, radici, rizomi, tuberi, bulbi, cormi.

Caratteristiche della riproduzione sessuale

Per ottenere una prole con questo metodo sono necessari due individui della stessa specie che producono cellule germinali speciali. L'apparizione della prole è possibile quando si uniscono e formano gli zigoti. Questo è proprio ciò che vale la pena ricordare quando si racconta come la riproduzione sessuale differisce dalla riproduzione asessuata.

I gameti contengono un set aploide (singolo) di cromosomi. Queste cellule si formano attraverso il processo di meiosi. È con il loro aiuto che le informazioni genetiche vengono trasmesse da entrambi i genitori agli organismi figlie. Il processo di fusione dei gameti è chiamato fecondazione. Di conseguenza i nuclei aploidi si uniscono e si forma uno zigote, che è la base della variabilità intraspecifica degli organismi.

Quando si chiariscono le caratteristiche della riproduzione asessuata e sessuale, non bisogna dimenticare che esistono due tipi di gameti. Sono prodotti da maschi e femmine. Ma in natura esistono tipi di organismi che possono produrre contemporaneamente due tipi di cellule germinali. Sono chiamati ermafroditi. Piccoli crostacei, lumache e alcuni pesci possono riprodursi in questo modo.

Possibili eccezioni

Puoi capire come la riproduzione sessuale differisce dalla riproduzione asessuata se sai che il primo metodo è caratterizzato dalla formazione di gameti speciali e nel secondo metodo le cellule somatiche dell'organismo genitore iniziano a dividersi.

È importante che per la riproduzione asessuata sia sufficiente un individuo, ma per la riproduzione sessuata ne occorrono due. È vero, non dovremmo dimenticare le eccezioni. Questi includono l'ermafroditismo e la partenogenesi. Sebbene la prima forma di riproduzione indicata coinvolga spesso gameti di individui diversi, nel corpo si verificano processi che interferiscono con l'autofecondazione.

Anche uno dei tipi di riproduzione sessuale è la partenogenesi. Con questo metodo, le cellule riproduttive femminili sono in grado di svilupparsi in un nuovo individuo senza la partecipazione dei gameti maschili. Sia alcuni animali che alcune piante possono produrre prole in questo modo.

A seconda del numero di cromosomi nelle cellule germinali femminili, si distingue la partenogenesi diploide e aploide. Questo meccanismo riproduttivo consente di regolare il numero di prole e le loro tipologie. Ad esempio, un'ape regina può deporre uova, che daranno origine a femmine (regine, operaie) o maschi (fuchi). La riproduzione - sessuale e asessuata - nelle versioni classiche non ha tali capacità.