Біологія. 9 клас. Козленко

Спадковість

Лабораторні дослідження

Вивчення форм мінливості у рослин і тварин. Моделі будови та розподілу хромосом та виникнення хромосомних мутацій.

Практичні роботи

3. Складання схем схрещування.

Проект

Складання власного родоводу та демонстрація успадкування певних ознак (за вибором учня).

Основні терміни та поняття: мейоз, алель, генотип, фенотип, домінантний та рецесивний алелі, гомозигота, гетерозигота, мутація, мутаген, родовід

Нестатеве та статеве розмноження

Запам’ятайте терміни: нестатеве розмноження, статеве розмноження, регенерація

Розмноження — фундаментальна властивість живих організмів, що забезпечує неперервність та спадковість життя. Існують дві основні форми розмноження організмів — нестатеве та статеве.

Нестатеве розмноження

Нестатеве розмноження здійснюється за допомогою соматичних (від грец. сома — тіло) клітин організму. Таким чином, унаслідок нестатевого розмноження нащадок повністю успадковує генотип батьківського організму. Даний тип розмноження є більш вигідним у стабільних умовах середовища, оскільки дозволяє зберігати та відтворювати вдалі комбінації генів.

Нестатеве розмноження характерне як для одноклітинних, так і для багатоклітинних організмів. Прикладами нестатевого розмноження є поділ клітин, спороутворення, брунькування, вегетативне розмноження,поліембріонія та партеногенез

Поділ клітин характерний як для прокаріотичних, так і для еукаріотичних організмів. Поділу у прокаріот передує реплікація кільцевої молекули ДНК. Подібним чином відбувається розмноження також деяких органел еукаріотичних клітин. Поділ еукаріотичної клітини відбувається шляхом мітозу. Спочатку ділиться ядро клітини, потім — її цитоплазма. Як правило, відбувається рівномірний розподіл органел материнської клітини між дочірніми. Органела, що існує в єдиному екземплярі, переходить до однієї з дочірніх клітин, а в іншій утворюється нова.

Брунькування — це форма нестатевого розмноження, за якої нова особина утворюється у вигляді виросту (бруньки) на тілі материнської особини, а згодом відділяється від неї, утворюючи самостійний, ідентичний материнському, організм. Брунькування притаманне як одно-, так і багатоклітинним організмам. У деяких тварин (наприклад, гідроїдні поліпи) брунькування проходить не до кінця. В результаті цього утворюються колонії організмів.

Вегетативне розмноження здійснюється за допомогою відділення від організму окремих фрагментів та подальшого їх розвитку у самостійну особину. Цей тип розмноженім характерний переважно для рослин. Вегетативне розмноження може здійснюватися як частками талому (нижчі рослини, гриби), так і за допомогою вегетативних органів, їх фрагментів або спеціально призначених видозмін (вищі рослини). Вегетативне розмноження широко використовується людиною, оскільки дозволяє зберегти та передати корисні властивості цінних сортів культурних рослин.

Регенерація — здатність організму відновлювати втрачені або ушкоджені частини, а також відтворювати з частин цілі особини. Це явище характерне як для тварин, так і для рослин. Прикладами регенерації є загоєння ран, відновлення втрачених кінцівок, заміна пошкоджених клітин.

Деяким тваринам властива автотомія — фізіологічна захисна реакція, що полягає у навмисному відділенні від себе частини тіла в умовах небезпеки (як правило, з метою втечі від ворога). Восьминоги здатні відділяти щупальця, ящірки — хвости, деякі раки та павуки — кінцівки (клешні). Відновлення втрачених органів відбувається шляхом регенерації.

Регенерація у тваринному організмі — комплексний процес, що включає діяльність різних систем органів, насамперед нервової та імунної, гормонів та інших гуморальних факторів, взаємодії між клітинами та тканинами. Клітини, що здійснюють цей процес, перебувають на різному рівні диференціації — від стовбурових клітин до спеціалізованих клітин епітелію та сполучної тканини. Здатність до регенерації може регулюватися також спадковими чинниками; зазвичай в тварин з вищім рівнем організації вона значно нижча порівняно з простішими тваринами (дощовий черв’як відновлює половину тіла, ящірка — хвіст або кінцівку, ссавці ж не здатні регенерувати навіть пальця).

Регенерація у рослин — важливий фактор розмноження та підтримання життєдіяльності. В її основі лежить діяльність твірної тканини, однак у деяких випадках може відновлюватися мітотична активність вже диференційованих тканин. Шляхом численних експериментів було доведено, що будь-яка неспеціалізована клітина рослини тотипотентна, тобто володіє здатністю диференціюватися в будь-яку спеціалізовану клітину.

Значення нестатевого розмноження полягає у можливості швидкого і значного підвищення чисельності ідентичних батьківським особин. Цю властивість, зокрема, широко використовує людина у сільському господарстві. Однак еволюційно через часті зміни умов середовища нестатеве розмноження значно поступається статевому.

Статеве розмноження

Біологічні системи існують у постійній взаємодії із зовнішнім середовищем, що зазнає постійних змін. Для того щоб відповідати йому, організми також змушені постійно змінюватися, пристосовуватися. Безстатеве розмноження (окремим випадком якого є клітинне ділення) дає перевагу в стабільних умовах, дозволяючи особині із вдалою комбінацією генів залишити безліч нащадків з ідентичним геномом, але не годиться для умов, що змінюються. Тут перевагу одержує статеве розмноження з його «перетасуванням» генів, узятих від двох різних особин. Певні процеси обміну генетичною інформацією є вже в прокаріот, але статеве розмноження «у чистому вигляді» стає можливим тільки в еукаріотичних організмах.

За наявності пере комбінації генів батьківські особини утворюють нащадків, які відрізнятються від них самим непередбаченим способом, однак перетасування генів у процесі статевого розмноження сприяють виживанню виду при зміні умов середовища. Якщо батьківська особина залишає багато нащадків із найрізноманітнішими комбінаціями генів, існує більше шансів на те, що хоча б один нащадок виявиться добре пристосованим для майбутніх життєвих обставин, якими б вони не були.

У частини організмів статеве розмноження (або чергування статевого та нестатевого розмноження) пов’язане з формуванням різних життєвих форм на певних стадіях життєвого циклу. Такий розвиток називають непрямим розвитком (розвитком з перетворенням, або метаморфозом). Він дозволяє «розвести» різні стадії життєвого циклу у просторі, щоб зменшити конкуренцію між личинками та дорослими особинами (уникнути конфлікту «батьків і дітей»), а також дає змогу пристосуватися до певних функцій. Так, в багатьох прикріплених чи малорухомих організмів (наприклад, двостулкові молюски, рачки-балянуси) личинкові стадії виконують функцію розселення.

• 1. Порівняйте значення нестатевого та статевого розмноження.
• 2. Наведіть приклади для кожної з форм розмноження.

Обговоріть у групах

• 1. Чому здатність до регенерації в тварин з високим рівнем організації значно нижча порівняно з простішими тваринами?
• 2. Як можна змоделювати вигідність перекомбінації генів для нащадків за умов мінливого середовища?