Половое размножение связано с образованием гамет. Бесполое идёт без гамет, и в нём участвует одна особь. В теме «бесполое и половое размножение» тебе нужно твёрдо запомнить четыре вещи:
- Бесполое. Участвует одна особь, гаметы не образуются. Потомки — генетические копии родителя, например дочерние клетки бактерии после деления.
- Половое. Включает гаметы, мейоз и оплодотворение. В потомстве возникают новые комбинации генов.
- Партеногенез. Оплодотворения нет, но это половое размножение: зародыш развивается из яйцеклетки.
- Критерий. Если в процессе участвуют гаметы, размножение половое, даже когда родитель один.
Как это спрашивают на экзамене
Тема входит в раздел кодификатора ЕГЭ о размножении организмов. В него включены формы размножения, мейоз, гаметогенез, оплодотворение и партеногенез.
Задания по теме бывают разных типов: выбор верных утверждений, соответствие «пример — способ размножения», оценка суждений о биологическом смысле мейоза и полового процесса. Например, формулировки бывают такими:
«Выберите три верных утверждения о половом размножении».
«Установите соответствие между примером и способом размножения».
«Определите, какие суждения описывают биологический смысл мейоза и полового процесса».
«Распределите примеры на половое и бесполое размножение».
Если в условии перечень организмов, сначала определи, есть ли в каждом примере гаметы. Этот вопрос помогает в большинстве заданий на соответствие.
Бесполое размножение: формы и примеры
Бесполое размножение (агамогенез) — размножение без образования гамет, в котором участвует одна особь. Потомки генетически идентичны родителю и образуют клон. Отличия от родителя возникают за счёт мутаций.
| Форма | Суть | Пример |
|---|---|---|
| Деление | Одноклеточный организм делится с образованием дочерних организмов: надвое или множественно, на много дочерних клеток сразу | Деление надвое — бактерии, амёба; множественное деление — малярийный плазмодий |
| Спорообразование | Новый организм развивается из споры | Грибы, водоросли; у фитофторы — подвижные зооспоры |
| Почкование | На теле родительской особи образуется вырост, из которого развивается дочерний организм | Дрожжи, гидра |
| Фрагментация | Организм разделяется на части, из которых могут развиваться новые особи | Плоские и кольчатые черви, иглокожие |
| Вегетативное размножение | Новая особь развивается из вегетативных органов растения или их частей | Картофель (клубни) |
Вегетативное размножение характерно для растений: новое растение развивается из корня, стебля, листа или их видоизменений. Например, картофель выращивают из клубней, а не из семян, и такие растения генетически повторяют материнское.
Клонирование тоже относят к видам бесполого размножения: потомок получает генетический материал одной особи.
Споры бактерий — покоящиеся клетки, которые помогают пережить неблагоприятные условия. Для размножения они не служат: из одной споры снова получается одна бактерия. Если в задании сказано «бактерии размножаются спорами», это утверждение неверное.
Классификация форм в разных пособиях отличается. В части учебных изданий почкование и фрагментацию описывают как варианты вегетативного размножения, а в кодификаторе почкование, споруляция, фрагментация и клонирование перечислены как виды бесполого размножения. Для экзамена ориентируйся на кодификатор.
Регенерация — восстановление утраченных частей организма. Способом размножения она бывает далеко не всегда.
Половое размножение: гаметы, мейоз, оплодотворение
Без этих понятий ты не решишь ни одного задания о половом размножении.
Половое размножение — развитие потомков из половых клеток, или гамет. Половой процесс — объединение или обмен генетическим материалом двух особей. Основная его форма — оплодотворение: слияние двух гаплоидных гамет с образованием диплоидной зиготы.
Гаметы имеют гаплоидный набор хромосом (n). У животных они образуются в результате мейоза. У растений иначе: гаметы образуются митозом в гаплоидном гаметофите, а сам гаметофит развивается из споры, которая возникла при мейозе. Мейоз уменьшает число хромосом вдвое.
При оплодотворении сливаются две гаплоидные гаметы и образуется диплоидная зигота (2n): диплоидный набор восстанавливается. Если бы мейоза не было, число хромосом удваивалось бы в каждом поколении. Мейоз и оплодотворение вместе сохраняют постоянство числа хромосом у вида.
Фазы мейоза и стадии гаметогенеза ты изучишь отдельно. Здесь достаточно понимать их роль: они дают гаметы с половинным набором хромосом.
Формы слияния гамет
- Изогамия: гаметы одинаковы по размеру и подвижности. Встречается у некоторых зелёных водорослей.
- Анизогамия: обе гаметы подвижны, но различаются по размеру.
- Оогамия: крупная неподвижная яйцеклетка и значительно более мелкая мужская гамета. У животных это подвижный сперматозоид, у цветковых растений — неподвижный спермий. Оогамия характерна для большинства животных и высших растений.
Источники комбинативной изменчивости
- Случайная встреча гамет при оплодотворении.
- Случайное расхождение гомологичных хромосом в мейозе.
- Кроссинговер.
Благодаря этим механизмам потомки отличаются и от родителей, и друг от друга. Отсюда биологическое преимущество полового размножения: популяция генетически разнородна и лучше приспосабливается к изменению среды.
Способы оплодотворения и типы особей
Оплодотворение бывает наружным и внутренним. Например, у большинства рыб и земноводных гаметы сливаются в воде, оплодотворение наружное. У пресмыкающихся, птиц и млекопитающих оно внутреннее и происходит в половых путях самки.
Гермафродиты образуют и мужские, и женские гаметы, например дождевой червь. Раздельнополые организмы образуют один тип гамет. У растений выделяют однодомные формы (кукуруза, берёза), у которых мужские и женские цветки расположены на одной особи, и двудомные (тополь, ива), у которых они находятся на разных особях.
У цветковых растений происходит двойное оплодотворение, но это отдельная тема кодификатора.
Особые случаи: партеногенез, конъюгация, гидра
На этих примерах ученики ошибаются чаще всего: внешне процесс похож на одно, а относится к другому.
Партеногенез — развитие организма из неоплодотворённой яйцеклетки. Его относят к половому размножению, потому что потомок развивается из гаметы. Например, у медоносной пчелы из неоплодотворённых яиц развиваются трутни. Партеногенез известен также у тлей и дафний. Если в задании тебе предлагают отнести партеногенез к бесполому размножению, это ловушка.
Конъюгация у инфузорий — половой процесс без размножения и без слияния гамет. Две инфузории временно соединяются, обмениваются генетическим материалом и расходятся. Число особей не увеличивается, но меняется их генотип. Запомни: половой процесс и половое размножение — не синонимы.
Гидра способна к обоим способам размножения. В благоприятных условиях она размножается бесполым путём — почкованием. При наступлении неблагоприятных условий, например осенью, у гидры образуются гаметы и идёт половое размножение. Гидра способна и к регенерации, но восстановление утраченной части тела размножением не считают.
Разбор задания
Допустим, тебе попалось такое условие: «Установите соответствие между примером и способом размножения: 1) образование трутней у пчёл; 2) почкование дрожжей; 3) развитие гриба из споры; 4) развитие лягушки из зиготы; 5) размножение картофеля клубнями».
К каждому примеру задай один вопрос: участвует ли гамета?
| Пример | Есть гамета? | Способ |
|---|---|---|
| Трутни у пчёл | Да, неоплодотворённая яйцеклетка | Половое |
| Почкование дрожжей | Нет | Бесполое |
| Гриб из споры | Нет, спора не гамета | Бесполое |
| Лягушка из зиготы | Да, зигота образована гаметами | Половое |
| Клубни картофеля | Нет | Бесполое |
Ответ: половое — 1, 4; бесполое — 2, 3, 5. Самый коварный пункт здесь первый: родитель один, оплодотворения нет, но развитие идёт из яйцеклетки.
С третьим пунктом тоже будь внимателен. Споры грибов образуются и в бесполом, и в половом цикле. В таком задании имеется в виду спорообразование как форма бесполого размножения, но однозначно отнести пример к способу можно, только если в условии указано, как возникла спора. Гаметой спора не бывает в любом случае.
Ошибки, за которые снимают баллы
Большинство ошибок связано с подменой понятий. Проверь, нет ли среди них твоих.
- Партеногенез отнесён к бесполому размножению. Это неверно: развитие идёт из гаметы.
- Конъюгация инфузорий названа размножением. Число особей при ней не растёт, это половой процесс.
- Споры бактерий названы способом размножения. Они служат для переживания неблагоприятных условий.
- Регенерация приравнена к размножению. Если утраченная часть только восстанавливается, новая особь не возникает.
- Утверждение «бесполое размножение даёт полностью одинаковых потомков без исключений». Мутации могут привести к различиям внутри клона.
- Утверждение «гаметы всегда образуются мейозом». У растений гаметы образуются митозом в гаплоидном гаметофите.
В заданиях на выбор верных утверждений неверное часто отличается от верного одним словом: «всегда», «только», «без участия».
Шпаргалка
Все различия, которые тебе нужно знать к экзамену, — в одной таблице.
| Признак | Бесполое размножение | Половое размножение |
|---|---|---|
| Число родителей | Одна особь | Обычно две; при партеногенезе одна |
| Гаметы | Не образуются | Образуются |
| Мейоз | Как правило, не участвует (исключение — споры мхов и папоротников образуются мейозом) | Участвует в образовании гамет или спор |
| Генотип потомков | Копия родителя (кроме мутаций) | Новые комбинации генов |
| Генетическое разнообразие | Низкое: потомство хуже приспосабливается к изменению среды | Высокое: популяция лучше приспосабливается к изменению среды |
| Скорость роста численности | Высокая | Ниже |
| Нужен партнёр | Нет | Обычно да (кроме партеногенеза и самооплодотворения) |
| Примеры | Деление бактерий, почкование гидры, клубни картофеля | Оплодотворение у лягушки, партеногенез у тлей |
Если сомневаешься, к какой группе отнести пример, например развитие трутня или гриба из споры, вернись к строке «Гаметы».
Проверь себя
Ответь на вопросы, а затем сверься с ответами ниже. Попробуй объяснить каждый ответ вслух, как объяснял бы однокласснику.
Почему партеногенез относят к половому размножению?
Потомок развивается из гаметы — неоплодотворённой яйцеклетки
Какой набор хромосом у зиготы и почему?
Диплоидный: при оплодотворении сливаются две гаплоидные гаметы
Чем конъюгация инфузорий отличается от размножения?
При конъюгации особи обмениваются генетическим материалом, но число особей не увеличивается
Назови три источника комбинативной изменчивости.
Случайная встреча гамет при оплодотворении, случайное расхождение гомологичных хромосом в мейозе, кроссинговер
Какая форма слияния гамет у человека?
Оогамия: крупная неподвижная яйцеклетка и мелкий подвижный сперматозоид
Ошибся в первом или третьем вопросе? Перечитай раздел об особых случаях: самые частые ловушки темы собраны именно там.
