Jaké znáte způsoby a druhy reprodukce?
Pohlavní a nepohlavní rozmnožování. Různé metody nepohlavní reprodukce (vegetativní, pučení, sporulace). Tvorba zárodečných buněk. Redukční dělení buněk. Vlastnosti tvorby a struktury mužských a ženských reprodukčních buněk. Oplodnění. Vývoj zárodečných buněk a dvojí oplození u kvetoucích rostlin.
Reprodukce je schopnost všech organismů reprodukovat svůj vlastní druh, což zajišťuje kontinuitu a přijatelnost života. Jsou uvedeny hlavní způsoby reprodukce:
Nepohlavní rozmnožování je založeno na buněčném dělení mitózou, kdy z každé mateřské buňky (organismu) vznikají dvě stejné dceřiné buňky (dva organismy). Biologickou úlohou nepohlavního rozmnožování je vznik organismů shodných s rodiči v obsahu dědičného materiálu i anatomických a fyziologických vlastnostech (biologické kopie). Během sexuální reprodukce u prokaryot si dvě buňky vyměňují dědičnou informaci jako výsledek průchodu molekuly DNA z jedné buňky do druhé po cytoplazmatickém můstku.
U eukaryot je sexuální proces spojen s tvorbou zárodečných buněk – GAMETES. Mužské gamety jsou spermie, ženské gamety jsou vajíčka. Nový organismus vzniká oplodněním, splynutím jader vajíčka a spermie. Vznikne ZYGOTA.
Je zřejmé, že gamety musí mít poloviční počet chromozomů než somatické buňky, protože jinak by se počet chromozomů v každé další generaci musel zdvojnásobit. To se neděje díky speciálnímu typu buněčného dělení, MEIOZE.
Meióza neboli redukční dělení se skládá ze dvou po sobě jdoucích dělení. Snížení počtu chromozomů na polovinu (redukce) při meióze je způsobeno tím, že při dvou meiotických děleních je zdvojení DNA (chromozomů) pozorováno pouze jednou – v interfázi před prvním dělením. Při druhém dělení dochází pouze k divergenci existujících chromozomů.
Všimněte si, že při prvním dělení meiózy se duplikované homologní chromozomy oddělují do dceřiných buněk. Z každého páru homologních chromozomů jde jeden do dceřiné buňky (zdvojený v interfázi). Porovnejte s chováním chromozomů během mitózy.
Při profázi prvního dělení dochází k dočasnému spojení homologních chromozomů – KONJUGACE a může dojít k výměně homologních oblastí – CROSSINGOVER.
BIOLOGICKÝ VÝZNAM MEIÓZY JE V TOM, ŽE HOMOLOGICKÉ CHROMOZOMY VSTUPUJÍ DO RŮZNÝCH HER A PŘI Oplodnění se OBNOVÍ PÁROVÁNÍ HOMOLOGICKÝCH CHROMOZOMŮ, tedy dva procesy, meióza a oplození, zajišťují stálost kompletní sady (diploidózy) resp. chromozomů, která je pro každý typ organismu konstantní.
Křížení chromozomů, ke kterému dochází při meióze, a výměna úseků mezi nimi, stejně jako nezávislá divergence každého páru homologních chromozomů, přispívá k DĚDIČNÉ ROZMANITOSTI ŽIVÝCH ORGANISMŮ.
Celý proces vývoje a tvorby zárodečných buněk
gamety – gametogeneze probíhá v gonádách ve třech fázích:
1) mitotické dělení nezralých zárodečných buněk;
2) jejich růst a zrání (meióza);
Proces meiózy u žen a mužů probíhá podobně, ale existují určité zvláštnosti. U samců se ze čtyř haploidních buněk tvoří čtyři spermie (meióza produkuje 4 haploidní buňky). A u samic se vytvoří jedno vajíčko ze čtyř haploidních buněk, zbytek zemře.
Proces oplození zajišťuje obnovu diploidní sady chromozomů, spojuje otcovské a mateřské dědičné faktory v jednom organismu a zajišťuje kontinuitu generací.
KOMPLETNÍ CYKLUS INDIVIDUÁLNÍHO VÝVOJE JEDNOTLIVCE OD OKAMŽIKU Oplodnění (V SEXUÁLNÍ REPRODUKCI) NEBO ODDĚLENÍ ČÁSTI TĚLA (V SEXUALITĚ) DO KONCE ŽIVOTA SE NAZÝVÁ ONTOGENEZE.
Ontogeneze je vlastní každému živému organismu, bez ohledu na úroveň organizace.
V ontogenezi se rozlišují dvě období – embryonální nebo embryonální a postembryonální (začíná od okamžiku samostatné realizace životních procesů).
Otázky a úkoly pro sebeovládání
1. Jaké znáte způsoby rozmnožování?
2. Co je základem nepohlavního rozmnožování?
3. Jaká je biologická podstata pohlavního rozmnožování?
4. Co je gametogeneze?
5. Jaká je stavba a funkce gamet?
6. Jaká je výhoda diploidity oproti haploidii?
7. Uveďte obecný popis procesu meiózy?
8. Porovnejte obě dělení meiózy mezi sebou as mitózou.
9. Co znamená konjugace a křížení?
10. Jaký význam má nezávislá divergence homologních chromozomů během prvního dělení meiózy?
11. Jaká je biologická úloha meiózy?
12. Biologická úloha meiózy a fertilizace?
13. Co je ontogeneze?
14. Vyjmenujte fáze ontogeneze.
— definovat pojem „reprodukce“;
– pojmenovat druhy reprodukce a jejich rozdíly;
— seznam metod nepohlavní reprodukce;
— nadále rozvíjet dovednosti práce s textem, zdůrazňovat hlavní body a vyvozovat závěry;
— diskutovat a vyjádřit svůj vlastní názor na aktuální vědecké a etické problémy související s tématem rozmnožování organismů, potřebu těchto znalostí v moderním životě.
Vybavení a materiály: tabulky s diagramy forem nepohlavního rozmnožování, vegetativního rozmnožování rostlin a živočichů, karty s úkoly pro aktualizaci znalostí.
Základní pojmy a pojmy: typy rozmnožování, nepohlavní rozmnožování, pohlavní rozmnožování, mnohočetné buněčné dělení, spory, sporulace, vegetativní rozmnožování, hermafroditismus, partenogeneze.
Koncept lekce: na základě znalostí o základních vlastnostech živých věcí ukázat, že reprodukce je univerzální vlastností živých věcí a je prováděna prostřednictvím různých procesů; zabývejte se podrobněji nepohlavním rozmnožováním, jeho rysy, přednostmi a evolučními nectnostmi, uveďte příklady z různých říší živých organismů.
Typ lekce: učení nového materiálu.
I. Organizační fáze – 2 min.
II. Aktualizace základních znalostí a motivační vzdělávací aktivity – 10 min.
III. Učení nové látky – 20 min.
IV. Zobecnění, systematizace a kontrola znalostí a dovedností studentů – 10 min.
V. Domácí úkol – 3 min.
I. Organizační fáze.
S využitím znalostí získaných v kurzech botaniky, zoologie a anatomie, fyziologie člověka pokračujte v příběhu zodpovězením všech podpůrných otázek.
„Každou sekundu zemřou na Zemi desítky tisíc organismů. Někteří ze stáří. Jiné kvůli nemocem, jiné sežerou dravci. Natrháme kytku na zahradě, omylem šlápneme na mravence, zabijeme komára, který nás kousl, chytíme štiku v jezeře. Každý organismus je smrtelný, takže každý druh musí zajistit, aby se jeho počet nesnižoval. Úmrtnost některých jedinců je kompenzována narozením jiných.“
II. Aktualizace základních znalostí a motivační učební aktivity.
Otázky pro studenty
1) Co je to reprodukce? Jaký je význam reprodukce?
2) Co je základem rozmnožování živých organismů?
3) Jaké jsou hlavní typy rozmnožování charakteristické pro všechny živé organismy žijící na Zemi? Jaký je zásadní rozdíl mezi těmito dvěma typy?
Reprodukce a její formy. Protože studenti již mají informace o procesech rozmnožování, lze proces rozmnožování jasně definovat a následně ukázat rozdíly mezi pohlavním a nepohlavním rozmnožováním. Tyto rozdíly jsou následující:
a) při nepohlavním rozmnožování se procesu účastní pouze jeden jedinec a při pohlavním rozmnožování obvykle dva;
b) při nepohlavním rozmnožování vznikají jedinci totožní s mateřským organismem a při pohlavním rozmnožování dochází ke kombinační variabilitě, která vede k rozmanitosti potomků;
c) při pohlavním rozmnožování tvoří jedinci specializované pohlavní buňky – gamety, ale při nepohlavním rozmnožování k tomu nedochází;
d) u nepohlavní reprodukce je hlavním buněčným mechanismem mitóza au pohlavní reprodukce meióza;
e) evoluční význam nepohlavní reprodukce spočívá v tom, že pomáhá podporovat největší adaptabilitu na životní podmínky (posiluje úlohu stabilizující selekce) a pohlavní rozmnožování poskytuje genetickou rozmanitost a vytváří předpoklady pro rozvoj různých biotopů, poskytuje evoluční a ekologické vyhlídky (podporuje tvůrčí roli přírodního výběru).
III. Učení nového materiálu.
Všechny tyto metody by měly být popsány s důrazem na to, že nepohlavní rozmnožování je dlouhodobá a poměrně účinná metoda rozmnožování, charakteristická pro mnoho živých organismů.
Nepohlavní rozmnožování probíhá pomocí nereprodukčních buněk.
V průběhu naší další práce byste měli pečlivě naslouchat svým soudruhům a sestavit tabulku: „Asexuální reprodukce“. Na konci lekce to s každou skupinou zkontrolujeme.
| Propagační metoda | Funkce chovu | Příklady organismů | |
| 1. | Buněčné dělení | Tělo rodičovského jedince je rozděleno na dvě části, z nichž každá dává vzniknout novému plnohodnotnému organismu | Bakterie, prvoci, jednobuněčné organismy, řasy. (Nakreslit obrázek.) |
Představují se vám organismy
Určete způsob reprodukce, řekněte nám o vlastnostech této reprodukce.
divize – metoda nepohlavní reprodukce, charakteristické pro jednobuněčné organismy, u nichž je matka rozdělena na dvě nebo více dceřiných buněk.
а) jednoduché binární dělení (prokaryota),
b) mitotické binární štěpení (protozoa, jednobuněčné řasy),
c) vícenásobné štěpení nebo schizogonie (malarické plazmodium, trypanozomy).
Práce ve skupinách. Poslech možností odpovědí.
Zadání pro skupiny: Nakreslete schéma nepohlavního rozmnožování améby.
Zvažte následující organismus
Určete způsob jeho reprodukce, popište, jak k tomuto procesu dochází.
Pučení je způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci ve formě výrůstků na těle rodičovského jedince. Dceři se mohou od matky oddělit a přejít k samostatnému životnímu stylu (hydra, kvasinky) a mohou k ní zůstat připojeni, v tomto případě tvoří kolonie (korálové polypy).
Úkol pro skupiny: Vyjmenujte fáze pučení hydry.
Zvažte následující organismus.
Určete způsob rozmnožování žížal nepohlavně. Popište tento proces.
Fragmentace – metoda nepohlavní reprodukce, ve kterém se tvoří noví jedinci z fragmentů (částí), na které se rozpadá mateřský jedinec (annelids, hvězdice, spirogyra, elodea). Fragmentace je založena na schopnosti organismů regenerovat se.
Úkol pro skupiny: Vyjmenujte živé organismy schopné fragmentace.
Zvažte následující druhy rostlin
Pojmenujte vegetativní orgány prezentovaných rostlin a určete způsoby rozmnožování.
Vegetativní rozmnožování je způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci buď z částí vegetativního těla mateřského jedince, nebo ze speciálních struktur (oddenek, hlíza apod.) speciálně určených pro tuto formu rozmnožování. Vegetativní množení je typické pro mnoho skupin rostlin a používá se v zahradnictví, zelinářství a šlechtění rostlin pro zachování prospěšných vlastností (umělé vegetativní množení).
Zadání pro skupiny: Prohlédněte si prezentované pokojové rostliny: lilie, chřest, defenbachie, sanseviera, violka Uzumbara, begónie královská, chlorofyt chocholatý, medvědice. Navrhněte způsoby, jak tyto druhy rostlin vegetativně množit.
Odpovězte na otázku: Jaký je význam vegetativního množení?
Zvažte následující druhy rostlin
Pamatujte, do které skupiny tyto rostlinné druhy patří, uveďte způsoby nepohlavní reprodukce.
Tyto rostlinné druhy patří k vyšším výtrusným rostlinám. Sporulace neboli sporulace je rozmnožování prostřednictvím spor. Spory jsou specializované buňky u většiny druhů se tvoří ve speciálních orgánech zvaných sporangia. (mechy, lišejníky, houby) U vyšších rostlin předchází tvorbě spor meióza. (přesličky, mechy, kapradiny.
Skupinová aktivita: Kde kapradiny vyvíjejí výtrusy a jak se šíří? Jak se liší množení kapradin od množení mechů?
Učitel: Polyembryonie – způsob nepohlavního rozmnožování, při kterém se tvoří noví jedinci z fragmentů (částí), na které se zárodek rozpadá
Úkol pro skupiny: Které živé organismy naznačují tento typ reprodukce?
Učitel: K tomuto způsobu reprodukce dochází během embryonálního vývoje, kdy se z jedné zygoty vyvine několik embryí – dvojčata (u lidí jednovaječná). Potomci jsou vždy stejného pohlaví.
Úkol pro skupiny: Zapamatujte si název souboru metod používaných lidmi k získání geneticky identických kopií buněk nebo speciální. Poskytněte důkaz, že tato metoda je metodou nepohlavní reprodukce
Učiteli: Klonování – umělá metoda nepohlavního rozmnožování. V přírodních podmínkách se nevyskytuje. Klon – geneticky identické potomstvo získané od jednoho jedince v důsledku té či oné metody nepohlavní reprodukce. Základem pro získání klonu je mitóza (u bakterií – prosté dělení). Klonování je metoda genetického inženýrství, při které jsou potomci získáváni ze somatické buňky předka, a proto mají naprosto stejný genom.
Na experimentální farmě poblíž Edinburghu ve Skotsku se nedávno pásla ovce Dolly, která se narodila metodou klonování. Vědci odebrali jádro obsahující genetický materiál z buňky vemene mateřské ovce a implantovali ho do vajíčka jiné ovce, ze kterého byl předtím odstraněn její vlastní genetický materiál. Výsledné embryo bylo implantováno do třetí ovce, která fungovala jako náhradní matka. Po Britech američtí genetici úspěšně naklonovali opice.
Klonování zvířat nám umožňuje řešit mnoho problémů v medicíně a molekulární biologii, ale zároveň dává vzniknout mnoha společenským problémům.
Partenogeneze. Partenogeneze je neobvyklý jev, který svými vlastnostmi zaujímá mezipolohu mezi nepohlavním a pohlavním rozmnožováním.
Učitel: Takže existuje mnoho typů nepohlavní reprodukce. Žádám vás o předložení vašich tabulek.
Generalizační konverzace na základě tabulky.
Učitel: Co si myslíte, že charakterizuje nepohlavní rozmnožování?
Vyznačuje se tím, že se nový jedinec nevyvíjí z reprodukčních buněk, ale ze somatických buněk, čímž je zajištěna homogenita potomstva.
IV. Zobecnění, systematizace a kontrola znalostí a dovedností.
Na desce: diagram „Asexuální rozmnožování“.
1. Co je reprodukce?
2. Jaké znáte druhy reprodukce?
3. Jak se vyznačuje nepohlavní rozmnožování? (Podpora příklady na základě tabulky).
4. Jaká forma nepohlavního rozmnožování je typická pro mechy a kapradiny? (tvorba spór)
5. Jaká forma nepohlavního rozmnožování je nejtypičtější pro hydru a kvasinky? (Pučící)
6. Jaká forma nepohlavního rozmnožování je charakteristická pro planaria a některé kroužkovce? (Fragmentace)
7. Je pravdivé tvrzení: Nepohlavní rozmnožování zvyšuje dědičnou variabilitu organismů? (Ne)
8. Je tvrzení správné: Nepohlavní rozmnožování améby probíhá schizogonií? (Ne)
9. Je tvrzení správné: Při nepohlavním rozmnožování jsou všichni dceřiní jedinci přesnou kopií matky? (Ano)
Závěr. Během lekce jsme se seznámili s mechanismem přenosu dědičné informace z rodičů na potomky, mechanismem reduplikace. Dělení je základem pro reprodukci a růst buněk. To je jeden z hlavních principů živých systémů, rozmanitost a jednota živé přírody. Pronikl do tajů cely. Z kurzu botaniky a zoologie jsme si připomněli druhy nepohlavního rozmnožování a význam vegetativního rozmnožování.
1) Prostudujte si látku v § 1 učebnice.
2) Odpovězte na otázky v učebnici, str. 10, č. 1-6.
3) Napište miniesej o maximálně 10 větách „Jaké profese lidé potřebují znát o nepohlavní reprodukci organismů“ (nepovinné).
