§ 21. При половом размножении ДНК детей и родителей различается

ОПРЕДЕЛЯЕМ ПРОБЛЕМУ УРОКА

• Что нужно обсудить Антошке с биологом, чтобы найти ответ на свой вопрос? Сравни с авторским вариантом (стр. 171).

Нужно обсудить особенности полового размножения.

ВСПОМИНАЕМ ТО, ЧТО ЗНАЕМ

Может ли многоклеточная водоросль размножаться делением? (§ 20)

Нет, делением размножаются только одноклеточные организмы.

Могут ли споры образоваться в органе из многих клеток? (§ 20)

Нет, спорангий образуется из одной клетки.

Как бактерии обмениваются ДНК? (§ 11)

Бывает, две бактерии слипаются и между ними вырастает перемычка. По этой перемычке ДНК из одной бактерии переправляется в другую. Оказавшись в одной бактерии, молекулы ДНК сплетаются, слипаются в некоторых местах, после чего обмениваются участками.

После конъюгации (а именно так называется этот процесс) у каждой бактерии оказывается набор команд, одна часть которых перешла от первой бактерии, а другая - от второй.

РЕШАЕМ ПРОБЛЕМУ, ОТКРЫВАЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

• Найди в тексте отличия полового размножения от бесполого.

При половом размножении потомки разнообразны и наследуют в том или ином сочетании свойства обоих родителей, но встречу гамет обеспечить трудно.

ПРИМЕНЯЕМ НОВЫЕ ЗНАНИЯ

1. Чем спора водоросли отличается от гаметы?

Спора имеет двойной набор ДНК, а гамета - это половая клетка, она имеет одинарный набор ДНК.

2. Что такое редукционное деление?

Деление, при котором у клетки потомка вдвое меньше ДНК, чем у родительской клетки, называется редукционным делением (редукция здесь означает «уменьшение»).

3. Чем спорофит отличается от гаметофита?

Спорофиты производят споры и имеют двойной набор ДНК в клетках.

Гаметофиты производят гаметы и имеют одинарный набор ДНК в клетках.

Гаметофит может быть внешне похожим на спорофит, а может и отличаться формой и размером.

4. Придумай ситуацию, в которой водоросли выгодно иметь спорофит и гаметофит одинакового строения.

Гаметофит и спорофит одинакового строения выгодно иметь в относительно постоянных условиях среды, так как в таком случае удачными признаками будут обладать оба поколения водоросли.

5. Придумай ситуацию, в которой водоросли выгодно иметь спорофит и гаметофит разного строения.

Гаметофит и спорофит разного строения выгодны при изменчивых условиях среды, а также для уменьшения внутривидовой конкуренции: поколения из-за разного строения могут быть в разных экологических нишах и жить в разных местах обитания.

Гаметофит может быть многоклеточным, высотой в несколько сантиметров, а спорофит — микроскопическим, одноклеточным (акросифония из зеленых). Возможна и обратная картина, когда гаметофит микроскопический и даже одноклеточный, а спорофит достигает в длину 12 м (ламинария японская из бурых).

6. Рассмотри схемы в приложении на стр. 167-170. Найди схему, посвящённую жизненному пути водорослей. Разберись в условных знаках и объясни смысл схемы.

На схеме проиллюстрированы три варианта размножения низших споровых растений (водорослей).

Голубой фон исходя из условных обозначений указывает на среду обитания этих автотрофных организмов - воду.

Наиболее простой вариант размножения водорослей – деление одноклеточных форм (первая схема). В ходе этого процесса происходит удвоение ДНК и деление материнской клетки на две дочерних, которые получают набор хромосом аналогичный материнскому.

На следующей схеме видим основные этапы бесполого спорового размножения.

После образования особых клеток, спор, происходит их выход из материнской оболочки. Каждая спора имеет двойной набор ДНК и дает начало новому организму. Бесполым путём одна особь производит миллионы спор, поэтому у неё больше шансов оставить потомство.

В процессе полового размножения (третья схема) участвуют две особи. В результате оплодотворения каждая из них передаёт свою ДНК потомку. ДНК передаётся при слиянии специально выработанных половых клеток – гамет (имеют одинарный набор ДНК). Гаметы находят друг друга в воде и сливаются (соединяются). В результате образуется зигота - клетка, содержащая ДНК обоих родителей. Зигота превращается в водоросль. Из гаметы водоросль не вырастает.

Далее мы видим варианты жизненного пути водорослей (без чередования поколений или чередование в жизненном цикле спорофита и гаметофита).

Исходя из первых двух схем жизненного цикла, в котором не наблюдается чередования поколений, можно сделать вывод:

Вне зависимости от того, какой набор ДНК имеет исходный организм (схема слева – одинарный, справа – двойной) после полового процесса получается клетка с таким же набором хромосом. Внимание! Имеется ввиду количество хромосом. Это не значит, что набор во всем копирует ДНК одного из родителей. Наоборот, он сочетает признаки каждого из родителей.

Такого результат обеспечивает редукционное деление, которое происходит в разные моменты времени (в зависимости от того, какой набор ДНК имеет исходный организм).

На последней схеме мы видим, что гаметофит может быть многоклеточным, высотой в несколько сантиметров, а спорофит — микроскопическим, одноклеточным. Возможна и обратная картина, когда гаметофит микроскопический и даже одноклеточный, а спорофит достигает больших размеров. Последняя схема иллюстрирует вариант, когда гаметофит и спорофит одинаковы по размеру.

МОИ БИОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Рассмотри под микроскопом капли воды из банки с водорослями, подготовленной к предыдущему занятию. Постарайся разыскать почкующиеся водоросли, гаметы, споры. Обнаруженные объекты зарисуй. Объясни особенности жизненного цикла водорослей.

Гаметы и споры можно обнаружить, например, на одной нити улотрикса: