3 вегетативное размножение. Вегетативное размножение. Что такое понятие обозначает? Значение вегетативного размножения. Размножение корневыми черенками

>>Вегетативное размножение растений побегами

1 - сенполия (узамбарская фиалка); 2 - бриофиллум; 3 - земляника

§ 38. Вегетативное размножение растений побегами

Способность размножаться - важное свойство всех живых организмов. В определенную пору жизни размножается каждое растение.

Содержание урока конспект урока опорный каркас презентация урока акселеративные методы интерактивные технологии Практика задачи и упражнения самопроверка практикумы, тренинги, кейсы, квесты домашние задания дискуссионные вопросы риторические вопросы от учеников Иллюстрации аудио-, видеоклипы и мультимедиа фотографии, картинки графики, таблицы, схемы юмор, анекдоты, приколы, комиксы притчи, поговорки, кроссворды, цитаты Дополнения рефераты статьи фишки для любознательных шпаргалки учебники основные и дополнительные словарь терминов прочие Совершенствование учебников и уроков исправление ошибок в учебнике обновление фрагмента в учебнике элементы новаторства на уроке замена устаревших знаний новыми Только для учителей идеальные уроки календарный план на год методические рекомендации программы обсуждения Интегрированные уроки

Размножение является одним из характерных признаков всех живых организмов наряду с дыханием, питанием, движением и другими. Значение его трудно переоценить, ведь оно обеспечивает а значит, и само существование жизни на планете Земля.

В природе названный процесс осуществляется разными способами. Один из них - бесполое вегетативное размножение. Встречается оно преимущественно у растений. Значение вегетативного размножения и его разновидности будут рассмотрены в нашей публикации.

Что такое бесполое размножение

Школьный курс биологии определяет вегетативное размножение растений (6 класс, раздел "Ботаника") как один из видов бесполого. Это значит, что в ходе его осуществления не участвуют половые клетки. И, соответственно, перекомбинация генетической информации невозможна.

Это самый древний способ размножения, характерный для растений, грибов, бактерий и некоторых животных. Его суть заключается в образовании дочерних особей из материнских.

Кроме вегетативного, существуют и другие способы бесполого размножение. Самым примитивным из них является деление клетки надвое. Так размножаются и растения, а также бактерии.

Особой формой бесполого размножения является образование спор. Хвощи, папоротники, мхи и плауны размножаются именно так.

Бесполое вегетативное размножение

Часто при бесполом размножении новый организм развивается из целой группы родительских клеток. Такая разновидность бесполого размножения и называется вегетативной.

Размножение частями вегетативных органов

Вегетативными органами растений являются побег, состоящий из стебля и листа, и корень - подземный орган. Отщепляя у них многоклеточную часть или черешок, человек может осуществить вегетативное размножение.

Что такое черенкование например? Это способ упомянутого искусственного вегетативного размножения. Так, чтобы увеличить количество кустарников смородины или крыжовника, нужно взять часть их корневой системы с почками, из которых со временем восстановится побег.

А вот для размножения винограда подойдут стеблевые черешки. Из них через некоторое время восстановится корневая система растения. Необходимым условием является наличие почек на любом виде черешка.

А вот для размножения многих комнатных растений часто используют листья. Наверняка, многие разводили таким способом узамбарскую фиалку.

Размножение видоизмененными побегами

Многие растения образуют видоизменения вегетативных органов, которые позволяют им выполнять дополнительные функции. Одна из таких функций - вегетативное размножение. Что такое специальные видоизменения побегов, мы поймем, если рассмотрим отдельно корневища, луковицы и клубни.

Корневище

Эта часть растения расположена под землей и напоминает корень, но, несмотря на название, является видоизменением побега. Оно состоит из удлиненных междоузлий, от которых отходят придаточные корни и листья.

Примерами растений, размножающихся при помощи корневищ, являются ландыш, ирис, мята. Иногда названный орган можно встретить и у сорных растений. Все знают, как сложно бывает избавиться от пырея. Выдергивая его из земли, человек, как правило, оставляет части разросшегося корневища пырея под землей. И через определенное время они прорастают снова. Поэтому, чтобы избавиться от названного сорняка, его необходимо старательно выкапывать.

Луковица

Лук-порей, чеснок, нарцисс также размножаются при помощи подезмных видоизменений побегов, которые называются луковицами. Их плоский стебель именуется донцем. На нем находятся сочные мясистые листья, запасающие питательные вещества, и почки. Именно они дают начало новым организмам. Луковица позволяет растению пережить под землей трудный для размножения период - засуху или холод.

Клубень и усы

Чтобы размножить картофель, не нужно сеять семена, несмотря на то, что он образует цветки и плоды. Это растение размножается подземными видоизменениями побегами - клубнями. Чтобы размножить картофель, даже не обязательно, чтобы клубень был целым. Достаточно его фрагмента, содержащего почки, которые прорастут под землей, восстанавливая все растение целиком.

А клубника и земляника после цветения и плодоношения образует наземные плети (усы), на которых появляются новые побеги. Кстати, их нельзя путать с усиками винограда, например. У этого растения они выполняют другую функцию - возможность закрепиться на опоре, для более удобного положения по отношению к солнцу.

Фрагментация

Не только растения способны размножаться с помощью отделения своих многоклеточных частей. Это явление наблюдается и у животных. Фрагментация как вегетативное размножение - что такое? Этот процесс основан на способности организмов к регенерации - восстановлению утраченных или поврежденных частей тела. Например, из части тела дождевого червя может восстановиться целая особь, включая покровы и внутренние органы животного.

Почкование

Почкование - еще один способ размножения, но вегетативные почки к нему не имеют никакого отношения. Его суть заключается в следующем: на теле материнского организма образуется выпячивание, оно растет, приобретает черты взрослого организма и отщепляется, начиная самостоятельное существование.

Такой процесс почкования происходит у пресноводной гидры. А вот у других представителей кишечнополостных - - образовавшееся выпячивание не отщепляется, а остается на материнском теле. В результате и образуются причудливые формы рифов.

Увеличение количества сдобного теста, которое готовят с помощью дрожжей, кстати, тоже является результатом их вегетативного размножения, путем почкования.

Значение вегетативного размножения

Как видите, вегетативное размножение в природе распространено достаточно широко. Этот способ приводит к быстрому увеличению количества особей определенного вида. У растений для этого даже существует ряд приспособлений, в виде и побега.

Используя искусственное вегетативное размножение (что такое понятие предполагает уже было сказано ранее), человек размножает растения, которые использует в своей хозяйственной деятельности. Для него не требуется особь противоположного пола. А для прорастания молодых растений или развития новых особей достаточно привычных условий, в которых обитает материнский организм.

Однако у всех разновидностей бесполого размножения, в том числе и вегетативного, есть одна особенность. Ее результатом является появление генетически идентичных организмов, которые являются точной копией материнского. Для сохранения биологического вида и наследственных особенностей этот способ размножения идеален. А вот с изменчивостью все обстоит гораздо сложнее.

Бесполое размножение, в целом, лишает организмы возможности появления новых признаков, а значит и одного из способов адаптации к изменяющимся условиям окружающей среды. Поэтому большинство видов в живой природе способны и к половому процессу.

Несмотря на этот существенный недостаток, при разведении культурных растений самым ценным и широко применяемым является все-таки вегетативное размножение. Человека этот способ устраивает по причине большого разнообразия возможностей, небольших по продолжительности сроков, да и количества организмов, которые размножаются описанным способом.

Задачи : углубить и конкретизировать понятия о способах вегетативного размножения; учить практическим умениям размножать растения и ухаживать за ними; воспитывать любовь к труду и бережное отношение к растениям.

Оборудование : комнатные растения пеларгония (6-8 шт.), фуксия (3-5 шт.), бриофиллум (3 шт.), бегония-рекс (2-3 шт.), традесканция (5-6 шт.), кливия (1 шт.), аспарагус (1 шт.); ящики с почвой (10-12 шт.); скальпели; линейки; посадочные палочки; лейки.

Методические рекомендации . Занятие лучше проводить в школьной теплице или оранжерее. Если их нет, то урок проводят в биологическом кабинете, готовят чистый прокаленный песок, перегнойную почву, скальпели, посадочные ящики, палочки, растения. Перед уроком следует соединить по два стола, покрыть их пленкой или бумагой, расставить необходимое оборудование для работы по звеньям. Проводится беседа о способах вегетативного размножения. Затем учитель определяет задачи по участию школьников в озеленении школы, по размножению комнатных растений и уходу за ними. Перед выполнением практической работы учитель показывает, как черенкуют пеларгонию: на черенке должно быть 2-3 почки, срез черенка делают косо (под углом). Учитель проделывает все операции: размечает линейкой поверхность в ящике на квадраты 10×10 см или 6×6 см. Делает посадочной палочкой ямку глубиной 2-3 см и сажает черенок под углом 45°, уплотняет почву и поливает из маленькой лейки. Так же последовательно проделывает все операции по размножению листом, при этом обращает внимание учащихся на то, что надрезы делают в месте соединения центральной и боковой жилок. На листе может быть до десяти надрезов. Для ознакомления с размножением корневыми отпрысками учитель демонстрирует кливию, луковичные растения (тюльпаны, нарциссы, амариллисы, кринумы). При выполнении практической работы каждое звено получает задание:

1. Рассмотрите пеларгонию, подсчитайте количество почек на каждом стебле. Определите, сколько черенков можно нарезать, учитывая, что на каждом черенке должно быть не менее двух почек, а длина черенка 5-8 см. Черенок - это часть стебля, отделенная от материнского растения. Нарезайте черенки под углом. С нижней части черенка удалите скальпелем листья.
2. Подготовьте лунки в ящике при помощи посадочных палочек. Расстояние между ними должны быть 10 и 10 или 6 и 6 см. В лунку насыпьте щепотку песка. Затем посадите черенок под углом 45°.
3. Аккуратно присыпьте почву к черенку. Полейте и прикройте стеклом или целлофаном. Так же следует черенковать традесканцию.
4. Срежьте один лист бегонии-реке с черешком. Рассмотрите жилки с. нижней стороны. Как лучше их надрезать? Соблюдайте стерильность. По центральной жилке делают 2-3 надреза, на боковых - по одному.
5. Подготовьте ящик с песком. Черешок листа углубите в песок, а нижнюю часть листовой пластинки положите горизонтально к поверхности песка в ящике: лист накройте стеклянным колпаком или стеклом. Увлажните почву.
6. На этикетке напишите название растения, дату посадки и список членов звена. Уберите рабочее место. После выполнения работы ящики ставят в условленное место в уголке живой природы или кабинете. Учитель комментирует отношение к работе учащихся, участие каждого в звене. Учащиеся записывают в тетради схему наблюдения за черенками.

Другой вариант бесполого размножения осуществляется путем отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Вегетативное размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение -- отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.

Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к половому размножению.

3. Половое размножение

Принципиальное отличие полового размножения от бесполого состоит в том, что в нем участвуют обычно два родительских организма, признаки которых перекомбинируются у потомства. Половое размножение свойственно всем эукариотам, но преобладает оно у животных и высших растений.

Переход к этому типу размножения имел огромное значение для эволюции жизни на Земле. Половое размножение создает бесконечное разнообразие особей, в том числе и таких, которые успешно адаптируются к изменчивым внешним условиям, «завоевывают мир», распространяясь в новые места обитания, и оставляют потомство, передавая ему свой наследственный материал. Потомки же двух успешных родительских особей могут оказаться обладателями еще более удачной комбинации наследственных признаков, и соответственно они разовьют успех родителей. Особи с неудачной комбинацией признаков будут элиминированы естественным отбором. Таким образом, половое размножение создает богатый материал для естественного отбора и эволюции. Любопытно и другое: само возникновение особи как индивидуальности, неделимого и смертного существа, является результатом перехода к половому размножению. При бесполом размножении клетка бесконечно делится, повторяя саму себя: она потенциально бессмертна, но особью может быть названа только условно, так как не отличима от неопределенного множества дочерних клеток. При половом размножении, напротив, все потомки различаются между собой и отличаются от родителей, а те с течением времени умирают, унося с собой свойственные им неповторимые особенности. Американский зоолог Р.Хегнер, обсуждая простейших, выразил это таким образом: «Они приобрели очередное новшество - пол; цена этого приобретения - неминуемая естественная гибель... Не велика ли эта цена?»[ Гормональная регуляция размножения у млекопитающих. М., 1987] Подчеркнем однако, что одновременно открылись возможности для развития и совершенствования, и они привели к появлению разнообразных живых форм, не сопоставимых по уровню организации с теми организмами, которые остановились на бесполом размножении.

3.1. Половое размножение животных

Переход к половому размножению связан с появлением специализированных половых клеток - мужских и женских гамет, в результате слияния которых (оплодотворения) образуется зигота - клетка, из которой развивается новый организм, обладающий новой комбинацией исходных генетических признаков.[ Мэйнард Смит Дж. Эволюция полового размножения. М., 1981]

Половое размножение впервые появилось у простейших, но переход к нему не был связан с немедленной утратой способности к репродукции бесполым путем: ряд животных сохранили ее, обычно чередуя бесполое размножение с половым. Такое чередование поколений наблюдается у некоторых простейших, кишечнополостных и оболочников.

3.2. Гаметы и гонады

Основой образования гамет (гаметогенеза) служит мейоз - клеточное деление с уменьшением вдвое числа хромосом, вследствие чего гаметы, в отличие от всех других клеток организма, гаплоидны. Слияние гамет восстанавливает число хромосом в зиготе до диплоидного. Последующее деление зиготы происходит путем митоза. Отметим, что у всех многоклеточных организмов деление всех клеток тела, кроме половых, происходит путем митоза. Следовательно, бесполое размножение клеток посредством деления надвое сохранилось в эволюции как основной механизм роста и развития организма, но не его репродукции.

У многих простейших половое размножение происходит с участием морфологически одинаковых мужских и женских гамет (у фораминифер, например, они представлены очень мелкими клетками, образующимися в гаплоидной родительской клетке в цикле чередования поколений). Такое явление называется изогамией. Она свойственна только одноклеточным.

Однако уже у некоторых простейших, например споровиков, и у всех многоклеточных организмов произошла дифференциация гамет: они стали различаться по форме и функции - возникла гетерогамия, т.е. разделение половых клеток на яйца (женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы).

Большинству животных свойственна т.н. оогамия: крупная неподвижная яйцеклетка (яйцо) и мелкий подвижный сперматозоид, за счет активных движений которого происходит его контакт с яйцом, ведущий к оплодотворению.

У губок и некоторых ресничных червей половые клетки рассеяны в теле и выводятся через разрывы стенки тела или через ротовое отверстие, но у многих плоских червей (а в зачаточной форме - и у гидры) появились гонады - специальные железы, продуцирующие гаметы. Мужские гонады - это семенники, женские - яичники. Правда, у таких гермафродитных животных, как брюхоногие моллюски, мужские и женские половые клетки созревают в одной и той же гонаде, но обычно в разное время, так что гонада функционирует то как семенник, то как яичник, и самооплодотворения не происходит. У других гермафродитных животных, например плоских червей или пиявок, одна особь содержит и яичники, и семенники; однако даже в случае одновременного созревания яиц и сперматозоидов животное избегает самооплодотворения и обычно спаривается с другой особью (исключение составляют, например, солитеры (цепни), одиночно живущие в кишечнике). Гермафродитизм наиболее распространен у червей и моллюсков и редко встречается у более высокоорганизованных форм - иглокожих, членистоногих и позвоночных; с другой стороны, он довольно редок и у таких древнейших многоклеточных, как кишечнополостные и в частности медузы.

Уже у некоторых червей и моллюсков в дополнение к гонадам сформировались половые протоки - семяпроводы и яйцеводы. Гонады и половые протоки составляют основные функциональные части внутренних половых органов, и они имеются у всех более высокоорганизованных животных.