Гіпермаркет Знань>>Біологія>>Біологія 10 клас>> Біологія: Життєвий цикл. Прості і складні життєві цикли.

Життєвий цикл. Прості і складні життєві цикли.

Пригадайте:

Що таке життєвий цикл?

Що таке мінливість і партеногенез?

З курсу біології 6-го і 7-го класів - життєві цикли тварин і рослин.

Усі живі організми мають певний життєвий цикл, який повинен забезпечувати безперервність існування виду.

Що таке життєвий цикл?

Життєвий цикл – це період між однаковими фазами розвитку двох або більшої кількості послідовних поколінь. У багатоклітинних організмів, як ви знаєте, індивідуальний розвиток завершується природною смертю. Безперервність життєвого циклу організмів забезпечують гамети (статеві клітини), які передають спадкову інформацію організмам дочірнього покоління.

Тривалість життєвого циклу у різних організмів може бути різною. Наприклад, у бактерій або дріжджів проміжок між двома поділами клітини часто не перевищує ЗО хвилин, тоді як у багатьох вищих рослин і хребетних тварин він триває багато років. Так, сосна звичайна починає розмножуватись лише на З0-40-му, риба білуга - на 12-18-му роках життя. Тривалі життєві цикли спостерігають і в деяких безхребетних тварин. Наприклад, личинки одного з видів південноамериканських цикад розвиваються протягом 17 років.

Тривалість життєвого циклу залежить від кількості поколінь, які послідовно змінюють одне одного протягом одного року, або кількості років, протягом яких розвивається одне покоління.

Розрізняють прості та складні життєві цикли.

Що таке прості та складні життєві цикли?

За простого життєвого циклу всі покоління не відрізняються одне від одного. Прості життєві цикли характерні для різних тварин: гідри, молочнобілої планарії, дощового черв'яка, річкового рака, павука-хрестовика, плазунів, птахів, ссавців.

Складні життєві цикли супроводжуються закономірним чергуванням різних поколінь або складними перетвореннями організму під час розвитку. Так, у деяких водоростей (бурих, червоних) чергується статеве покоління, переважно гаплоїдне, з нестатевим, переважно диплоїдним. Серед вищих рослин лише у мохоподібних переважає статеве покоління, тимчасом як у інших (папоротеподібні, хвощеподібні, плауноподібні, голонасінні, покритонасінні) — нестатеве (мал. 30).

Складні життєві цикли, які супроводжуються зміною різних поколінь спостерігають у різних групах тварин. Так, у життєвому циклі багатьох найпростіших (форамініфери, споровики) і кишковопорожнинних відбувається закономірне чергування поколінь, які розмножуються статевим і нестатевим способами.

Пригадайте життєвий цикл медузи аурелії (мал. 31).

Нестатеве покоління цієї тварини — поліпи — розмножуеться брунькуванням, утворюючи нові поліпи. За допомогою поперечного поділу поліпи дають початок особинам статевого покоління - медузам. Чоловічі й жіночі особини медуз розмножуються статевим способом. Із заплідненої яйцеклітини розвивається личинка, яка деякий час плаває за допомогою війок, а згодом осідає на дно і перетворюється на поліп.

У інших тварин (наприклад, представників плоских червів — сисунів, у деяких членистоногих - попелиць, дафній) у життєвому циклі чергуються покоління, які розмножуються статевим способом і партеногенетично (мал. 32).

Наприклад, самки дрібних рачків дафній тривалий час розмножуються партеногенетично, відкладаючи незапліднені яйця. З них виходить наступне покоління самок, які знову відкладають незапліднені яйця. Але за певних змін умов довкілля (зниження температури, нестача їжі, підвищення солоності води тощо) з незашгіднених яєць виходять не тільки самки, а й самці. У самок формуються яйця, розвиток яких можливий лише після запліднення. Ці яйця містять значні запаси поживних речовин (жовток), після запліднення вкриваються щільною оболонкою і здатні переживати періоди несприятливих умов. З настанням сприятливих умов із них виходить нове покоління самок, які розмножуються партеногенетично.

Подібний тип життєвого циклу спостерігають і у комах — попелиць.

Чергування поколінь, які розмножуються статевим способом і партеногенетично, має важливе біологічне значення для тих організмів, які мешкають у мінливих умовах довкілля і не можуть переживати несприятливі періоди в активному стані. Статеве розмноження забезпечує безперервність існування виду, а партеногенез дає змогу повною мірою використовувати сприятливі періоди для швидкого зростання чисельності виду.

У життєвому циклі інших тварин чергуються роздільностатеве і гермафродитне покоління.

Наприклад, у одного з видів круглого черв'яка - рабдитиса - особини гермафродитного покоління паразитують у легенях жаб. Яйця, які відкладають ці особини, виводяться з організму хазяїна назовні. З них виходять личинки, з яких розвиваються особини роздільностатевого покоління. Вони мешкають у ґрунті й удвічі менші за розмірами, ніж гермафродитні. У свою чергу личинки, які виходять з яєць, відкладених особинами роздільностатевого покоління, для свого подальшого розвитку повинні потрапити в організм жаби. Там з них розвиваються особини гермафродитного покоління.

Чергування поколінь, які розмножуються різними способами (статевим і нестатевим, статевим і партеногенетично), підсилює мінливість, яка забезпечує здатність виду мешкати в різних умовах довкілля і швидко реагувати на їхні зміни.

Контрольні запитання:

1. Що таке життєвий цикл?
2. Яка можлива тривалість життєвих циклів багатоклітинних організмів?
3. Які життєві цикли рослин і тварин називають простими, а які складними?
4. У яких групах рослин спостерігають складні життєві цикли?
5. Які варіанти чергування поколінь спостерігають у ході складних життєвих циклів тварин?

Поміркуйте:  

У чому полягає біологічне значення явища зміни поколінь протягом складного життєвого циклу?

У квіткових рослин, як і в інших вищих рослин, статеве і нестатеве покоління закономірно змінюють одне одного. Чим представлені ці покоління?

Про що ми дізналися з цього розділу

Однією з універсальних властивостей живих організмів є здатність до розмноження, завдяки якій підтримується безперервність життя на нашій планеті. Існують різні форми розмноження організмів. Нестатеве розмноження здійснюється за допомогою окремих нестатевих клітин, вегетативне — відокремленням від материнського організму багатоклітинних частин. При партеногенезі новий організм розвивається з незаплідненої яйцеклітини. Особливою формою розмноження є поліембріонія, за якої з однієї заплідненої яйцеклітини розвивається кілька зародків.

За статевого розмноження дочірній організм розвивається із зиготи, що утворюється внаслідок злиття яйцеклітини та сперматозоїда. Статевий процес може відбуватись у формі копуляції або кон'югації. Статеві клітини забезпечують передачу спадкової інформації від батьківських організмів нащадкам. У хребетних тварин статеві клітини утворюються у статевих залозах у кілька стадій: розмноження, росту, дозрівання та формування.

Розвиток зародка багатоклітинних тварин починається з дробіння зиготи або незаплідненої яйцеклітини, внаслідок якого утворюється одношарова бластула з порожниною всередині. З бластули утворюється дво- або тришаровий зародок - гаструла. Шари клітин, із яких складається гаструла, називають зародковими листками (зовнішній - ектодерма, середній - мезодерма і внутрішній - ентодерма); вони дають початок усім тканинам і органам дорослих особин.

Під час зародкового розвитку спостерігається процес диференціації - виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин і органів.

Сукупність процесів, що забезпечують формування тканин у багатоклітинних організмів, називають гістогенезом. Він пов'язаний з органогенезом - процесами закладання органів та їхньою подальшою диференціацією. У процесі зародкового розвитку спостерігається явище взаємодії між частинами зародка, що розвивається, за якої одна з них визначає місце й напрям розвитку сусідньої.

Кожному організмові притаманний певний життєвий цикл. Розрізняють прості та складні життєві цикли. Прості життєві цикли відбуваються без чергування поколінь, тимчасом як при складних спостерігають закономірну зміну поколінь, що розмножуються статевим і нестатевим способами, статевого і партеногенетичного, роздільностатевого та гермафродитного.

Підсумкові завдання:

Тематична перевірка знань

І рівень

(вибрати із запропонованих відповідей правильну)

1. Нестатеве розмноження відбувається за рахунок: а) розвитку з незаплідненої яйцеклітини; б) окремих нестатевих клітин; в)відокремлення багатоклітинних частин; г) розвитку із зиготи; ґ) вегетативних органів рослин або їхніх частин.
2. Поліембріонія відбувається завдяки: а) поділу нестатевої клітини; б) відокремлення багатоклітинних частин; в) розвитку з незаплідненої яйцеклітини; г) розвитку кількох зародків з однієї зиготи;  ґ) спороутворенню.
3. Гермафродитні організми: а) мають лише один тип статевих залоз; б) мають як чоловічі, так і жіночі статеві залози; в) розмножуються вегетативно; г) розмножуються партеногенетично; ґ) розмножуються спорами.
4. Під час самозапліднення: а) зливаються гамети, утворені однією особиною; б) зливаються гамети, утворені різними особинами; в) зливаються спори, утворені однією особиною;
г) зливаються спори, утворені різними особинами; ґ) відбувається розвиток із незаплідненої яйцеклітини.
5. У процесі гаметогенезу мейоз відбувається на стадії: а) розмноження; б) росту; в) дозрівання; г) формування.
6. Подвійне запліднення притаманне: а) водоростям; б) мохоподібним; в) папоротеподібним; г) голонасінним; ґ) покритонасінним.
7. Прямий розвиток притаманний: а) комахам; б) хрящовим рибам; в) кістковим рибам; г) багатощетинковим червам.
8. Зародкові листки формуються на стадії: а) дробіння; б) бластули; в) гаструли; г) органогенезу.
9. Нервова система формується з: а) ектодерми; б) мезодерми; в) ентодерми; г) спільного зачатка екто- та мезодерми.
10. Ріст особини протягом усього життя називається: а) обмеженим; б) необмеженим; в) регенерацією.
11. Непрямий розвиток супроводжується: а) обмеженим ростом; б) глибокими змінами структури організму; в) необмеженим ростом; г) не супроводжується глибокими змінами структури організму.
12. Органи тварин формуються на стадії: а) дробіння; б) утворення бластули; в) утворення гаструли; г) органогенезу.

ІІ і ІІІ рівні

(вибрати із запропонованих відповідей одну чи кілька правильних)

1. Нестатеве розмноження може відбуватись: а) відокремленням багатоклітинних частин; б) поділом клітини навпіл; в) брунькуванням клітини; г) утворенням спор; ґ) розвитком із незаплідненої яйцеклітини.
2. Вегетативне розмноження притаманне: а) лише одноклітинним організмам; б) лише багатоклітинним організмам; в) як одноклітинним, так і багатоклітинним організмам; г) багатоклітинним рослинам, грибам і тваринам.
3. Статевий процес може здійснюватись: а) відокремленням багатоклітинних частин; б) кон'югацією; в) спороутворенням; г) брунькуванням; ґ) копуляцією.
4.  Полярні тільця виникають під час гаметогенезу на стадії: а) розмноження; б) росту; в) дозрівання; г) формування.
5. Гаструла складається з: а) одного шару клітин; б) двох шарів клітин; в) трьох шарів клітин; г) чотирьох шарів клітин; ґ) грудки клітин.
6. Бластула складається з: а) одного шару клітин; б) двох шарів клітин; в) трьох шарів клітин; г) чотирьох шарів клітин; ґ) грудки клітин.
7. Порожнина первинної кишки формується на стадії: а) дробіння; б) бластули; в) морули; г) гаструли; ґ) органогенезу.
8. У процесі подвійного запліднення беруть участь: а) один спермій; б) два спермії; в) три сперми; г) чотири спермії.
9. Партеногенез притаманний лише: а) тваринам; б) рослинам; в) грибам; г) грибам і рослинам; ґ) тваринам і рослинам.
10. З ентодерми формуються: а) зовнішній шар покривів; б) травні залози; в) легені; г) нервова система; ґ) зачатки скелета.
11. Складні життєві цикли притаманні: а) вищим рослинам; б) ссавцям; в) птахам; г) кишковопорожнинним; ґ) форамініферам.
12. Складні життєві цикли супроводжуються: а) зміною статевого і нестатевого поколінь; б) зміною поколінь, які розмножуються статево і партеногенетично; в) складними морфологічними перетвореннями на різних фазах розвитку; г) не супроводжуються зміною поколінь або складними морфологічними перетвореннями на різних фазах розвитку.

IV рівень

1. Який існує зв'язок між вегетативним розмноженням і регенерацією? Відповідь обґрунтуйте.
2. Що спільного та відмінного між вегетативним і нестатевим розмноженням?
3. Що спільного та відмінного між нестатевим розмноженням і партеногенезом?
4. Чи завжди у процесі утворення статевих клітин відбувається мейоз? Відповідь обґрунтуйте.
5. Що спільного та відмінного між копуляцією і кон'югацією?
6. Які механізми запобігають самозаплідненню у гермафродитних організмів?
7. Який спосіб запліднення (зовнішнє чи внутрішнє) притаманний більшості наземних хребетних? Відповідь обґрунтуйте.
8. Чим можна пояснити те, що у більшості голонасінних рослин на відміну від покритонасінних ендосперм гаплоїдний, а не диплоїдний? Відповідь обґрунтуйте.
9. Який існує зв'язок між процесами гістогенезу та органогенезу?
10. Чому пересадка ділянок одного зародка на другий на пізніх етапах зародкового розвитку не спричинює докорінних змін у розвитку другого зародка? Відповідь обґрунтуйте.
11. Яке значення має статеве розмноження для спадкової мінливості?
12. Яке біологічне значення має чергування у життєвому циклі організмів поколінь, що розмножуються статевим способом і нестатевим або статевим способом і партеногенетично?
 
Лабораторна робота № 1

Тема: Форми розмноження організмів та їхні цитологічні основи

Обладнання і матеріали: Світлові мікроскопи, предметні й накривні скельця, крапельниці, водяна бовтанка пивних дріжджів, міцелій цвілевого гриба мукора, постійні препарати сперматозоїдів, яйцеклітин і яєчника ссавців (морської свинки, миші тощо), мікрофотографії сперматозоїдів і яйцеклітин.

Хід роботи:

1. Підготувати мікроскоп до роботи.
2. Нанести на предметне скло краплину бовтанки пивних дріжджів і накрити її накривним скельцем. При малому збільшенні мікроскопа знайти клітини дріжджів. При великому збільшенні знайти клітини, що брунькуються: на одному з їхніх полюсів помітне невелике випинання - бруньку, яка містить ядро.
3. У краплину води на предметному склі внести кілька ниток міцелію мукора і накрити накривним скельцем. Розглянути виготовлений мікропрепарат. Знайти спорангії - кулясті утвори на ниткоподібній ніжці. Іноді можна помітити також і спори, які висипалися зі спорангію.
4. Розглянути мікропрепарат сперматозоїдів ссавців.
5. Розглянути мікропрепарат яєчника ссавців. Знайти на ньому великі кулясті яйцеклітини.

Лабораторна робота  № 2

Тема: Ембріогенез хордових

Обладнання і матеріали: Світлові мікроскопи, постійні мікропрепарати, муляжі або малюнки різних етапів розвитку ланцетника, кісткових риб, земноводних, плазунів, птахів, ссавців; постійні препарати яйцеклітини, бластули і гаструли жаби або ікра жаби на різних стадіях розвитку.

Хід роботи:

1. Підготувати мікроскоп до роботи.
2. Використовуючи постійні препарати, муляжі або малюнки, прослідкувати етапи дробіння зиготи, утворення бластули і гаструли. Звернути увагу на будову шарів гаструли, на початок гісто- і органогенезу.
3. Розглянути постійні препарати яйцеклітин жаби під час дробіння. Звернути увагу на утворення бластомерів. Якщо готових препаратів яйцеклітини, бластули і гаструли жаби немає, їх можна виготовити самостійно. Спочатку зафіксовані ікринки жаби на різних стадіях розвитку відмивають від формаліну, розмішують у краплину води на предметному склі і накривають накривним скельцем.
4. Розглянути зиготи, які почали дробитися.
5. Розглянути мікропрепарат «Зародкові листки». Знайти на препараті різні зародкові листки.

Короткий словник термінів

'Акросома - органела сперматозоїда, що забезпечує його проникнення в яйцеклітину.
Бластомери - клітини, що утворюються внаслідок дробіння зиготи або незаплідненої яйцеклітини.
Бластула - стадія зародкового розвитку багатоклітинних тварин, що утворюється внаслідок дробіння; складається з одного шару клітин (бластомерів).
Гамети - статеві клітини, що забезпечують передачу спадкової інформації від батьків нащадкам; зливаючись під час запліднення, утворюють запліднену яйцеклітину (зиготу).
Гаметогенез - процес утворення статевих клітин (гамет).
Гаструла - стадія зародкового розвитку багатоклітинних тварин; складається з двох або трьох зародкових листків. Генеративні органи (органи статевого розмноження) - органи, в яких утворюються й дозрівають статеві клітини, а у голонасінних і покритонасінних рослин відбуваються ще й процеси запилення. Гермафродитизм - явище, за якого жіночі та чоловічі статеві залози закладаються в одному організмі. Тварин, які мають обидва типи статевих залоз, називають гермафродитами.
Гістогенез - сукупність процесів, що забезпечують формування тканин у багатоклітинних тварин.
Диференціація - виникнення відмінностей у будові та функціях клітин, тканин і органів підчас індивідуального розвитку багатоклітинних тварин.
Дробіння - ряд послідовних мітотичних поділів зиготи або незаплідненої яйцеклітини, внаслідок яких утворюються клітини - бластомери.
Ембріон (зародок) - стадія онтогенезу, що відбувається всередині яйця, насінини або материнського організму.
Живородіння - спосіб відтворення нащадків, за якого зародок розвивається в материнському організмі та народжується більш-менш сформованим.
Життєвий цикл - сукупність усіх фаз розвитку організмів певного виду. Запліднення - процес злиття двох гамет з утворенням зиготи.
Зародковий диск - частина яйцеклітини, з якої розвивається зародок.
Зародкові листки - шари тіла зародка багатоклітинних тварин (ектодерма, мезодерма, ентодерма), що утворюються під час формування гаструли; дають початок різним тканинам і органам.
Зигота - запліднена яйцеклітина, що містить характерний для особин певного виду хромосомний набір.
Кон'югація - загальна назва кількох форм статевого процесу, за якого відбувається обмін спадковим матеріалом між двома клітинами.
Копуляція - процес злиття двох гамет, а також процес парування у тварин. Личинка - фаза непрямого розвитку тварин, що значно відрізняється від дорослих особин будовою та способом життя. Лялечка - стадія комах з повним перетворенням.
Морула - стадія розвитку деяких тварин, що утворюється внаслідок дробіння; складається з щільно прилеглих одна до одної клітин (бластомерів) і не має порожнини.
Нейрула - зародок хордових тварин на стадії утворення зачатка центральної нервової системи.
Овогенез - процес утворення жіночих статевих клітин - яйцеклітин.
Онтогенез (індивідуальний розвиток) -процес розвитку організмів, що починається від зародження (утворення зиготи, спори, поділу материнського організму тощо) і завершується смертю. Органогенез - процеси формування зачатків органів і їхня подальша диференціація в онтогенезі багатоклітинних організмів.
Партеногенез - розвиток організму з незаплідненої яйцеклітини. Поліембріонія - розвиток кількох зародків з однієї заплідненої яйцеклітини. Регенерація - процес відновлення організмом втрачених або ушкоджених частин.
Роздільностатеві організми - організми, які мають тільки один тип статевих залоз і утворюють лише один тип статевих клітин (сперматозоїди чи яйцеклітини).
Розмноження - процес, унаслідок якого відбувається відтворення собі подібних, що забезпечує безперервність існування виду.
Сперматогенез - процес утворення чоловічих статевих клітин - сперматозоїдів.
Сперматозоїд'- чоловіча статева клітина.
Фрагментація - форма вегетативного розмноження, що здійснюється шляхом відокремлення певних багатоклітинних частин тіла.
Яйцеживородіння - явище, за якого зародок звільняється від оболонок яйця ще в материнському організмі.
Яйцеклітина - жіноча статева клітина. Яйцеродіння - явище, за якого зародок завершує період розвитку і виходить з оболонок яйця поза організмом матері.

М.Є.Кучеренко, Ю.Г.Вервес, П.Г.Балан, В.М.Войціцький, Біологія, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  

_{Онлайн бібліотека з підручниками і книгами з біології, плани конспектів уроків з біології, завдання з біології для 11 класу}

Зміст уроку
 конспект уроку і опорний каркас                      
 презентація уроку 
 акселеративні методи та інтерактивні технології
 закриті вправи (тільки для використання вчителями)
 оцінювання 

Практика
 задачі та вправи,самоперевірка 
 практикуми, лабораторні, кейси
 рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
 домашнє завдання 

Ілюстрації
 ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
 реферати
 фішки для допитливих
 шпаргалки
 гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
 зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
 підручники основні і допоміжні 
 тематичні свята, девізи 
 статті 
 національні особливості
 словник термінів                          
 інше 

Тільки для вчителів
 ідеальні уроки 
 календарний план на рік 
 методичні рекомендації 
 програми
 обговорення

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.