La biologie au Lycée. Reproduction asexuée des plantes : division et multiplication végétative

La reproduction dans laquelle une ou plusieurs cellules sont séparées d'une partie du corps de la mère est dite asexuée. Dans ce cas, un seul parent suffit pour l'apparition d'une progéniture.

Types de reproduction asexuée

Dans la nature, il existe plusieurs options permettant aux organismes vivants de se reproduire. Les méthodes de reproduction asexuée sont très diverses. Tous consistent dans le fait que les cellules commencent à se diviser et à se reproduire. Chez les protozoaires unicellulaires, le corps entier est divisé en deux parties. Chez les organismes multicellulaires, la reproduction commence par la division d'une ou plusieurs cellules en même temps.

Les plantes, les champignons et certaines espèces animales se caractérisent par une reproduction asexuée. Les modes de reproduction peuvent être les suivants : division, sporulation. Séparément, on note les formes d'apparition de la progéniture, dans lesquelles elles sont formées à partir d'un groupe de cellules de l'individu maternel. On les appelle multiplication végétative. Séparément, on distingue le bourgeonnement et la fragmentation. Ce sont des méthodes courantes de reproduction asexuée. Le tableau permet de comprendre en quoi ils diffèrent.

Caractéristiques d'une reproduction simple

Dans tous les organismes capables de produire une progéniture par division, le chromosome en anneau est d'abord doublé. Le noyau est divisé en deux parties. À partir d’une cellule mère, deux cellules filles sont formées. Chacun contient du matériel génétique identique. Une constriction apparaît entre les deux cellules filles formées, le long de laquelle l'individu parent est divisé en deux cellules. C'est la reproduction asexuée la plus simple.

Les méthodes de reproduction peuvent être différentes. Mais l'euglène verte, les chlamydomonas, les amibes et les ciliés utilisent la division. La progéniture qui en résulte n’est pas différente des individus parents. Il possède exactement le même ensemble de chromosomes. Ce mode de reproduction permet d'obtenir un grand nombre d'organismes identiques en peu de temps.

Sporulation

Certains champignons et plantes se reproduisent à l'aide de cellules haploïdes spéciales. On les appelle des spores. Chez de nombreux champignons, ces cellules se forment au cours du processus de mitose. Et chez les organismes végétaux supérieurs, leur formation est précédée de la méiose. Une caractéristique de ce processus est que les spores de ces plantes contiennent un ensemble haploïde de chromosomes. Ils sont capables de donner naissance à une nouvelle génération, différente de la génération maternelle. Il peut se reproduire sexuellement. Dans le même temps, il ne faut pas oublier leur particularité. Les méthodes de reproduction sexuée et asexuée chez ces plantes alternent.

Dans la plupart des champignons et des plantes, les spores formées sont des cellules protégées par des membranes spéciales. Ils peuvent persister un certain temps dans des conditions défavorables. Lorsqu'elles changent, les coquilles s'ouvrent et la cellule commence à se diviser activement en un nouvel organisme.

Auto-reproduction végétative

La plupart des plantes supérieures utilisent d'autres méthodes de reproduction asexuée. Le tableau permet de comprendre quels types de reproduction végétative existent.

Lors de la multiplication végétative, les plantes peuvent former des structures spéciales. Par exemple, les pommes de terre et les dahlias produisent des tubercules. C’est ainsi qu’on appelle les épaississements des racines ou des tiges. La base renflée de la tige à partir de laquelle la progéniture est formée est appelée bulbe.

Les plantes comme l'aster et la valériane se reproduisent par rhizomes. Également appelées tiges souterraines à croissance horizontale d’où émergent des bourgeons et des feuilles.

Produit une progéniture à l’aide d’une moustache. Ils poussent assez rapidement, de nouvelles feuilles et de nouveaux bourgeons en apparaissent. Toutes ces méthodes de reproduction asexuée des organismes sont dites végétatives. Celles-ci incluent également la reproduction à l'aide de boutures de tiges, de racines et de parties de thalles.

Fragmentation

Ce type de reproduction se caractérise par le fait que lorsque l'organisme maternel est divisé en plusieurs parties, un nouvel individu se forme à partir de chacune d'elles. Certains annélides et vers plats, les échinodermes (étoiles de mer) utilisent une telle reproduction asexuée. Les méthodes de reproduction par fragmentation reposent sur le fait que certains organismes peuvent se régénérer par régénération.

Par exemple, si une raie est arrachée à une étoile de mer, un nouvel individu en sera formé. La même chose se produira avec un ver de terre divisé en plusieurs parties. L'hydre, d'ailleurs, peut être restaurée à partir de 1/200 de la partie séparée de son corps. Habituellement, une telle reproduction est observée lors de dommages. Une fragmentation spontanée est observée dans les moisissures et certains vers marins.

Bourgeonnant

Les méthodes de reproduction asexuée permettent de reproduire des copies exactes des organismes parents. Dans certains cas, les individus filles sont formés à partir de cellules spéciales - les bourgeons. Ce mode d'auto-reproduction est caractéristique de certains champignons, animaux (éponges, protozoaires, coelentérés, plusieurs vers, ptérobranches, tuniciers) et des mousses hépatiques.

Pour les coelentérés, par exemple, une telle reproduction asexuée est typique. Leurs méthodes de reproduction sont assez intéressantes. Une excroissance apparaît sur le corps de la mère et grossit. Dès qu’il atteint la taille d’un adulte, il se sépare.

La reproduction est une propriété universelle des êtres vivants, assurant la continuité matérielle au fil des générations. Evolution des méthodes de reproduction.

la reproduction – la capacité des organismes à se reproduire. Les propriétés des organismes à produire une progéniture. Il s’agit d’une condition d’existence d’une espèce, qui repose sur le transfert de matériel génétique. L'évolution de la reproduction, en règle générale, s'est déroulée dans le sens de la reproduction asexuée à la reproduction sexuée, de l'isogamie à l'oogamie, de la participation de toutes les cellules à la reproduction à la formation de cellules germinales et de la fécondation externe à interne avec développement et soins intra-utérins. pour la progéniture. Au cours de l'évolution, différents groupes d'organismes ont développé différentes manières et stratégies de reproduction, et le fait que ces groupes aient survécu et existent prouve l'efficacité des différentes manières de réaliser ce processus. Toute la variété des méthodes de reproduction peut être divisée en deux types principaux : la reproduction asexuée et sexuée.

La reproduction asexuée, ses types et sa signification biologique.

À asexué la reproduction une personne participe ; des individus se forment qui sont génétiquement identiques au parent d'origine ; les cellules sexuelles ne se forment pas. La reproduction asexuée renforce le rôle de stabilisation de la sélection naturelle et assure la préservation de la condition physique dans des conditions environnementales changeantes.

Il existe deux types de reproduction asexuée : végétative et sporulation (Tableau 10). Un cas particulier est la polyembryonie chez les vertébrés - la reproduction asexuée aux premiers stades du développement embryonnaire. Décrit pour la première fois par I.I. Mechnikov utilisant l'exemple de la division des blastulae chez une méduse et du développement de cellules de l'organisme entier à partir de chaque agrégat. Chez l'homme, un exemple de polyembryonie est le développement de vrais jumeaux.

Tableau 10 - Types de reproduction asexuée au niveau de l'organisme

La reproduction sexuée, ses types et avantages par rapport à la reproduction asexuée.

Évolutionnellement, la reproduction sexuée a été précédée d'un processus sexuel - la conjugaison. La conjugaison assure l'échange d'informations génétiques sans augmenter le nombre d'individus. Trouvé dans les protozoaires, les eucaryotes, les algues et les bactéries.

Reproduction sexuée – l'émergence et le développement de la progéniture à partir d'un œuf fécondé - le zygote (Tableau 11). Au cours du développement historique, la reproduction sexuée des organismes est devenue dominante dans le monde végétal et animal. Il présente de nombreux avantages :

Taux de reproduction élevé.

Mise à jour du matériel génétique. Source de variabilité héréditaire. Succès dans la lutte pour l'existence.

Grandes capacités d'adaptation des individus filles.

La reproduction sexuée se caractérise par les caractéristiques suivantes :

Deux individus y participent.

La source de la formation de nouveaux organismes sont des cellules spéciales - les gamètes, qui présentent une différenciation sexuelle.

Pour former un nouvel organisme, la fusion de deux cellules germinales est nécessaire. Une cellule de chaque parent suffit.

Types irréguliers de reproduction sexuée (tableau 11) :

1. Parthénogenèse -développement d'un embryon à partir d'un ovule non fécondé. Trouvé dans les crustacés inférieurs, les rotifères, les abeilles et les guêpes. Il existe des parthénogenèses somatiques ou diploïdes et génératives ou haploïdes. Dans les cas somatiques, soit l'œuf ne subit pas de division de réduction, soit deux noyaux haploïdes fusionnent, restaurant ainsi l'ensemble diploïde de chromosomes. En génératif, l'embryon se développe à partir d'un œuf haploïde. Ainsi, chez l’abeille domestique, les faux-bourdons se développent à partir d’œufs haploïdes non fécondés. Chez les guêpes et les fourmis, au cours de la parthénogenèse, l'ensemble diploïde est restauré dans les cellules somatiques en raison de l'endomitose.

Tableau 11 - Types de reproduction sexuée chez les eucaryotes

2. Gynogenèse – un type de reproduction sexuée dans lequel les spermatozoïdes participent en tant que stimulateurs du développement des ovules, mais la fécondation (caryogamie) ne se produit pas dans ce cas. Le développement de l'embryon s'effectue aux dépens du noyau féminin. On l'observe chez les vers ronds et chez le poisson vivipare Molinesia. Le noyau du spermatozoïde est détruit et perd la capacité de réaliser la caryogamie, mais conserve la capacité d'activer l'ovule. La progéniture reçoit des informations génétiques de la mère.

3. Androgenèse – un type de reproduction dans lequel l'œuf se développe grâce au noyau mâle et au cytoplasme maternel. L'embryon haploïde se caractérise par une faible viabilité, qui se normalise lorsque l'ensemble diploïde de chromosomes est restauré. Avec la polyspermie, la fusion de deux pronoyaux paternels est possible et la formation d'un noyau diploïde, comme chez le ver à soie.

Gamétogenèse. Caractéristiques de l'ovogenèse et de la spermatogenèse chez l'homme, sa régulation hormonale.

Le processus de formation des cellules germinales est appelé gamétogenèse . Ce processus se produit dans les gonades (testicules et ovaires) et est divisé en permatogenèse – la formation des spermatozoïdes et l'ovogenèse – formation des ovocytes.

La spermatogenèse a lieu dans les tubes séminifères contournés des testicules et comprend quatre phases (Tableau 12) :

la reproduction;

1. maturation;

   formation.

Phase de reproduction : mitose multiple des spermatogonies.

Phase de croissance : les cellules perdent leur capacité à subir une mitose et augmentent en taille. On les appelle désormais spermatocytes de premier ordre, qui entrent dans une longue prophase (environ 3 semaines) de la 1ère division de la méiose.

Tableau 12 - Étapes de la spermatogenèse

Phase d'élevage : Elle comprend deux divisions successives de la méiose : à la suite de la 1ère division (réduction), des spermatocytes haploïdes du 2ème ordre se forment à partir des spermatocytes du 1er ordre (1n 2 chromatides 2c). Ils sont plus petits que les spermatocytes de premier ordre et sont situés plus près de la lumière du tubule. La deuxième division de la méiose (équationnelle) conduit à la formation de quatre spermatides - des cellules relativement petites avec un ensemble d'ADN haploïde (1n 1 chromatide 1c).

Phase de formation : Il s’agit de la transformation des spermatides en spermatozoïdes. La chromatine du noyau devient plus dense et la taille du noyau diminue. Le complexe de Golgi est converti en un acrosome contenant les enzymes lytiques nécessaires à la dégradation des membranes des œufs. L'acrosome est adjacent au noyau et s'étend progressivement dessus sous la forme d'une calotte. Les centrioles se déplacent vers le pôle opposé de la cellule. Un flagelle est formé à partir du centriole distal, qui devient alors le filament axial du sperme en développement. L'excès de cytoplasme est déversé dans la lumière du tubule et phagocyté par les cellules de Sertoli.

La spermatogenèse chez l'homme se produit pendant toute la période de la puberté dans les tubules séminifères contournés. Le développement des spermatozoïdes dure 72 à 75 jours.

Oogenèse – un ensemble de processus séquentiels dans le développement de la cellule reproductrice féminine. L'ovogenèse comprend les périodes de reproduction, de croissance et de maturation (tableau 13). Pendant la période de reproduction, le nombre de cellules germinales diploïdes - les oogonies - augmente par mitose ; après l'arrêt de la mitose et de la réplication de l'ADN dans l'interphase préméiotique, ils entrent dans la prophase de la méiose, qui coïncide avec la période de croissance des cellules appelées ovocytes de premier ordre. Au début de la période de croissance (phase de croissance lente), l'ovocyte augmente légèrement ; la conjugaison des chromosomes homologues et le croisement se produisent dans son noyau. Le nombre d'organites augmente dans le cytoplasme. Cette phase dure des années chez l'homme. Dans la phase de croissance rapide, le volume des ovocytes augmente des centaines de fois ou plus, principalement en raison de l'accumulation de ribosomes et de jaune. Au cours de la maturation, 2 divisions méiotiques se produisent. À la suite de la 1ère division, un ovocyte de second ordre et un corps de réduction se forment. À la fin de la période de maturation, les ovocytes acquièrent la capacité d'être fécondés et la division ultérieure de leurs noyaux est bloquée. La méiose s'achève au cours du processus de fécondation avec la formation d'un ovule et la libération de 3 corps de réduction. Ces derniers dégénèrent par la suite.

Tableau 13 - Étapes de l'ovogenèse

Différences entre l’ovogenèse et la spermatogenèse :

La période de reproduction des oogonies se termine au moment de la naissance.

La période de croissance au cours de l'ovogenèse est plus longue que pendant la spermatogenèse et comporte une période de croissance lente, lorsque la taille du noyau et du cytoplasme augmente, et une période de croissance rapide - l'accumulation d'inclusions de jaune.

Au cours de l'ovogenèse, une cellule germinale à part entière est formée à partir d'un ovocyte I, et quatre sont formées à partir du spermatocyte I au cours de la spermatogenèse.

La phase de formation n'est caractéristique que de la spermatogenèse. La formation de l'œuf a lieu pendant la période de fécondation.

Chez l'homme, les ovules et les spermatozoïdes se développent à partir de cellules germinales primordiales, formées dans le mésoderme extra-embryonnaire. Les cellules germinales primaires migrent ensuite vers leur emplacement final : la gonade bisexuelle. Chez de nombreux animaux, les zones du cytoplasme responsables de la libération des cellules germinales primaires se distinguent par une pigmentation ou des granules. Ce sont des déterminants du sexe. Le cytoplasme reproducteur est concentré au pôle végétatif de la cellule.

Des signes spécifiques au sexe féminin (développement ovarien) deviennent perceptibles à la fin de la 8ème semaine. À la fin du 3ème mois de développement intra-utérin, les ovocytes se forment profondément dans les gonades (prophase 1). Vers le 7ème mois, la différenciation ovarienne va s'accélérer. Au 9ème mois, l'ovaire contient 200 à 400 000 ovocytes.

Au cours de l'ovogenèse, la division mitotique des cellules germinales femelles primaires (oogonium) cesse au cinquième mois du développement intra-utérin. Leur nombre atteint près de 7 millions. Les oogonies se transforment en ovocytes de premier ordre au cours de leur développement. La reproduction intra-utérine des ovogonies cesse. Par conséquent, au moment de la naissance, l’ovaire d’une fille contient déjà environ 2 millions d’ovocytes dans les follicules primaires. Cependant, parmi eux, un processus intense d'atrésie se produit. Par conséquent, au début de la puberté, il reste environ 400 à 500 000 ovocytes dans l’ovaire d’une femme, capables de se développer davantage.

La formation des follicules primaires est achevée à la fin du 3ème mois de développement intra-utérin, lorsque les cellules folliculaires recouvrent complètement l'ovocyte. Au moment où la formation du follicule primaire est achevée, les ovocytes sont au stade de la méiose I, au stade dictyotène (phase diplotène). A partir de ce moment, il y a une longue pause dans leur développement ultérieur. L'arrêt de la division ovocytaire I persiste jusqu'à la puberté.

Peu avant l'ovulation, le premier arrêt au stade diplotène de la première division méiotique est interrompu. La division se termine rapidement par la formation d'un ovocyte de second ordre et d'un corps dit de réduction. Un ovocyte ovulé est appelé ovocyte de second ordre. Après l'ovulation, la deuxième division méiotique commence dans l'ovocyte et dure jusqu'à la métaphase II. Si la fécondation a eu lieu, la deuxième phase de la méiose s'achève presque simultanément. En conséquence, un œuf se forme. Si la fécondation n'a pas lieu dans les 48 heures suivant l'ovulation, l'ovule ovulé (ovocyte II) meurt.

Chaque mois, un follicule mûrit dans l'ovaire, à l'intérieur duquel se trouve un gamète capable de fécondation. La maturation folliculaire comporte plusieurs étapes. Initialement, les ovocytes de premier ordre sont entourés d'une couche de cellules et un follicule primaire se forme. De plus, avant la puberté, la taille des follicules augmente en raison de la croissance de l'ovocyte, de la formation de la zone pellucide et de la couronne radiée. Ensuite, le follicule secondaire se développe, se transforme en un follicule tertiaire ou mature, contenant un ovocyte de second ordre. Au total, 400 à 800 follicules mûrissent chez une femme pendant sa période de procréation.

Une fois le follicule ovarien mature, ses parois se rompent et l'ovocyte II pénètre dans la cavité corporelle. L'entonnoir de l'oviducte (trompes de Fallope) est situé près de l'ovaire. Les cils assurent le déplacement de l'œuf à travers l'oviducte, où a lieu la fécondation. Après l'ovulation, le follicule ovarien détruit se contracte et, à la suite de la division des cellules folliculaires, un « corps jaune » se forme qui remplit la cavité de la vésicule. Si la fécondation n’a pas lieu, elle dégénère et de nouveaux follicules commencent à se développer dans une autre partie de l’ovaire. Lorsque la grossesse survient, le « corps jaune » demeure et de nouveaux follicules se forment après l’accouchement. Durant les périodes juvénile et mature de l'ontogenèse, les ovocytes des ovaires sont en prophase I (stade diplotène : les chromosomes qu'ils contiennent se présentent sous forme de pinceaux à lampe, synthèse intense d'ARN sur certains gènes). Le bloc de prophase 1 est périodiquement retiré des ovocytes, la méiose I est terminée et la méiose II commence. Pendant la fécondation, après 24 heures, la méiose II est terminée et après 10 heures supplémentaires, un syncaryogamie se forme et une syncaryogamie se produit.

Le blocage est adaptatif. La conjugaison et le croisement en méiose sont protégés par le corps de la mère, ce qui garantit moins d'anomalies chez l'embryon. Au cours de la période postembryonnaire, le corps est exposé à diverses influences environnementales, ce qui augmente la fréquence de formation de gamètes anormaux.

La croissance des follicules et leur ovulation sont des processus hormono-dépendants qui sont régulés par trois hormones gonadotropes de l'hypophyse : l'hormone folliculo-stimulante (FSH), l'hormone lutéinisante (LH), l'hormone lutéotrope (LTG), les hormones ovariennes - œstrogène et progestérone. . Sous l’influence de la FSH, les follicules se développent et mûrissent dans l’ovaire. Avec l’action combinée de la FSH et de la LH, le follicule mature se rompt, l’ovulation et la formation du « corps jaune ». Après l’ovulation, la LH favorise la production de l’hormone progestérone dans l’ovaire par le corps jaune.

La sécrétion de LH et de FSH par l'hypophyse est régulée par l'activité neurohumorale de l'hypothalamus, qui produit des neurohormones : vasopressine, ocytocine. Ces centres, à leur tour, sont influencés par les hormones ovariennes - les œstrogènes. Ils affectent le développement des caractères sexuels secondaires, le métabolisme (augmentation de la dissimilation des protéines) et la thermorégulation. De plus, les ovaires produisent également des androgènes, des hormones sexuelles mâles. Ces derniers se forment également dans le cortex surrénalien.

Des signes spécifiques du sexe masculin, le développement du testicule sont observés à la fin de la 7ème semaine de développement intra-utérin.

La glande reproductrice mâle, le testicule, est constituée de tubules séminifères entourés de tissu conjonctif et interstitiel lâche qui produit des hormones.

Spermatogenèse - Il s'agit du processus de transformation des cellules germinales primaires - les spermatogonies en spermatozoïdes dans les testicules. Le processus se produit dans les tubules séminifères des gonades mâles. Les spermatogonies sont situées sur la paroi externe des tubes séminifères. À un certain moment, ils commencent à croître et à se déplacer de la périphérie vers le centre des tubules, procédant à une division mitotique, aboutissant à la formation de spermatogonies. Les spermatogonies se développent et, après de nombreuses divisions mitotiques, forment des spermatocytes qui procèdent à la méiose, dont deux divisions successives aboutissent à la formation de cellules à part entière - les spermatides, qui se différencient en spermatozoïdes. Deux divisions successives de la méiose sont souvent appelées divisions de maturation.

Chez l'homme, la première division méiotique dure plusieurs semaines, la seconde - 8 heures. Au cours de la deuxième division, les spermatocytes de second ordre produisent quatre cellules germinales haploïdes immatures (1n1c) : les spermatides. Dans la zone de formation, ils deviennent des spermatozoïdes.

La spermatogenèse se produit tout au long de la puberté masculine. La maturation cellulaire complète prend 72 jours.

Les fonctions des testicules sont régulées par les glandes endocrines et l'hypophyse. La principale hormone sexuelle masculine produite dans les cellules de Leydig des testicules est la testostérone. Sous l'influence des hormones sexuelles mâles, la formation et la dégradation des protéines dans le corps augmentent, ce qui entraîne le développement des muscles, du tissu osseux et de la taille du corps.

Caractéristiques morphofonctionnelles des gamètes matures chez l'homme.

Œuf – ovale, grand, sédentaire ou immobile. La plupart des animaux n'ont pas de centrosome et ne sont pas capables de se diviser indépendamment. Selon le contenu et la répartition du jaune, on distingue plusieurs types d'ovocytes (tableau 14).

Tableau 14 - Types d'œufs

La répartition du jaune détermine l'organisation spatiale de l'embryon. Isolécithal les ovules sont caractérisés par une petite quantité de jaune uniformément répartie, comme dans la lancette. Polylécithales – à teneur modérée (amphibiens) et excessive en jaune (reptiles, oiseaux). Télocithal les œufs se caractérisent par une répartition inégale du jaune et la formation de pôles : animal , qui n'a pas de jaune, végétatif – avec du jaune. Centrolécithal – caractérisés par une grande quantité de jaune uniformément répartie au centre de l’œuf et caractéristiques des arthropodes.

L'œuf forme 3 types de coquilles protectrices :

Primaire – la vitelline, déchet de l’ovocyte ou de l’œuf, est en contact avec le cytoplasme. Chez l'homme, il fait partie de la coquille dense, formant sa partie interne. Sa zone externe est formée de cellules folliculaires et est secondaire (couronne radiée).

Secondaire – est formé comme un dérivé des cellules folliculaires (leur sécrétion) entourant l’ovocyte (cellules de la couche granulaire). Chez les insectes il y a un chorion, chez les humains il y a une couronne radiée. La coquille dense est pénétrée par les microvillosités de l'œuf de l'intérieur et de l'extérieur par les microvillosités des cellules folliculaires. Ainsi, une personne développe une couronne radiée et une zone pellucide.

Tertiaire – se forme après la fécondation en raison de la sécrétion des glandes ou de l’épithélium muqueux du tractus génital lors de son passage dans l’oviducte de la femelle. Ce sont les membranes gélatineuses des œufs d'amphibiens, l'albumen, les membranes de la sous-coquille et de la coquille des oiseaux.

Lors de la fécondation, les spermatozoïdes franchissent les membranes secondaires et primaires.

Sperme. Le gamète est petit et mobile. Il comporte des parties : la tête, le cou, la partie médiane et la queue. La tête est constituée d'un acrosome et d'un noyau. L'acrosome est formé d'éléments du complexe de Golgi de la spermatide. L'acrosome assure la pénétration des spermatozoïdes dans l'ovule et l'activation de ce dernier grâce à l'enzyme hyaluronidase.

Le noyau du spermatozoïde contient des désoxynucléoprotéines compactes. Cet emballage de l'ensemble haploïde de chromosomes est associé aux protéines protamine. Sa signification est l'inactivation presque complète du matériel génétique.

Le cou présente des centrioles proximaux et distaux situés à angle droit. Le proximal est impliqué dans la formation du fuseau de l'œuf fécondé, et à partir du distal, le filament axial de la queue est formé.

Les mitochondries sont concentrées dans la partie médiane, formant un amas compact : l'hélice mitochondriale. Cette partie assure l’activité énergétique et métabolique du sperme.

La base de la queue est un filament axial entouré d'une petite quantité de cytoplasme et d'une membrane cellulaire.

La viabilité des spermatozoïdes dépend de la concentration des spermatozoïdes (suspension épaisse), de la concentration en ions hydrogène (la plus grande activité dans un environnement alcalin) et de la température.

La fécondation, ses phases, son essence biologique.

Le processus de fécondation (fusion des noyaux des gamètes mâles et femelles) est précédé par l'insémination. Insémination – processus qui provoquent la rencontre du sperme et de l’ovule. L'interaction des gamètes est assurée par la libération de substances spéciales – gamons (gynogames et androgamoniques). Gynogamon I stimule la motilité des spermatozoïdes. Gynogamon II bloque l'activité motrice des spermatozoïdes et favorise leur fixation sur la coquille de l'ovule. Androgamon I inhibe le mouvement des spermatozoïdes, ce qui les protège d'un gaspillage d'énergie prématuré. Androgamon II favorise la dissolution de la membrane de l'œuf.

Il existe deux méthodes d'insémination : externe et interne. Certains animaux subissent une insémination cutanée, qui est une forme transitionnelle. Ceci est typique des Némertiens et des sangsues.

Étapes de fécondation :

Rapprochement des gamètes, réaction acrosomale et pénétration des spermatozoïdes ;

Activation de l'œuf et de ses processus de synthèse ;

Fusion de gamètes (syngamie).

Phase externe. Rapprochement les gamètes appartiennent à la phase externe. Les gamètes femelles et mâles sécrètent des composés spécifiques appelés gamones. Les œufs produisent des gynogamones I et II et les spermatozoïdes produisent des androgamones I et II. Les gynogamones I activent le mouvement des spermatozoïdes et assurent le contact avec l'ovule, et les androgamones II dissolvent la coquille de l'œuf.

La période de viabilité des œufs chez les mammifères varie de quelques minutes à 24 heures ou plus. Cela dépend des conditions internes et externes. La viabilité des spermatozoïdes est de 96 heures. La capacité de fertiliser dure 24 à 48 heures.

Dès que le spermatozoïde entre en contact avec la coque externe de l’ovule, la réaction acrosomale commence. L'enzyme hyaluronidase est libérée par l'acrosome. Au point de contact du spermatozoïde avec la membrane plasmique de l'ovule, une saillie ou tubercule de fécondation se forme. Le tubercule de fécondation aide à attirer les spermatozoïdes dans l’ovule. Les membranes des gamètes fusionnent. La fusion des cellules reproductrices mâles et femelles est appelée syngamie. Dans certains cas (chez les mammifères), le sperme pénètre dans l'ovule sans la participation active du tubercule de fécondation. Le noyau et le centriole du spermatozoïde passent dans le cytoplasme de l'ovule, ce qui contribue à l'achèvement de la méiose II chez l'ovocyte.

Phase interne. Caractérisé par une réaction corticale de la part de l'œuf. La membrane vitelline se détache, se durcit et est appelée membrane de fécondation. Au moment de la fin de la méiose, les pronoyaux mâle et femelle se forment. Les deux pronoyaux fusionnent. Fusion de noyaux de gamètes - syncaryogamie constitue l'essence du processus de fécondation, aboutissant à la formation d'un zygote.

Stratégie de reproduction humaine moderne.

La stratégie moderne de reproduction humaine comprend :

Diagnostic prénatal des maladies héréditaires ;

Utiliser des méthodes pour vaincre l’infertilité :

insémination artificielle;

fécondation d'un ovule in vitro;

transplantation d’embryons par « maternité de substitution ».

don d'ovules et d'embryons.

Avec la multiplication asexuée des plantes, la division de l'individu parent et la multiplication végétative sont possibles.

La reproduction asexuée est répandue dans tous les groupes végétaux. Dans sa forme la plus simple, avec ce type de reproduction, l'individu parent est divisé en deux parties, dont chacune se développe en un organisme indépendant. Cette méthode de reproduction, appelée fission, ne se rencontre généralement que chez les organismes unicellulaires. La cellule se divise par mitose.

De nombreux organismes multicellulaires sont également capables de se reproduire avec succès en séparant les sections viables du corps végétatif, à partir desquelles sont formés des individus filles à part entière. Ce type de reproduction asexuée dans le monde végétal est souvent appelé végétatif. La capacité de reproduction végétative est très caractéristique des plantes et des champignons à tous les niveaux de leur organisation, ainsi que de certains groupes inférieurs d'animaux. Une telle reproduction se caractérise par la restauration de l'ensemble de l'organisme à partir de ses parties, appelée régénération.

Souvent, les plantes se reproduisent par des restes ou des parties de thalle, de mycélium ou de parties d'organes végétatifs. De nombreuses algues filamenteuses et lamellaires, mycéliums fongiques et thalles de lichen se désintègrent librement en parties, dont chacune devient facilement un organisme indépendant. Certaines plantes à fleurs qui vivent dans l’eau peuvent également se reproduire de cette façon. Un exemple de plante qui se reproduit exclusivement par voie végétative en Europe est l'Elodea dioïque (Elodea canadensis), venue d'Amérique du Nord. Dans le même temps, seuls des spécimens femelles ont été introduits en Europe, incapables de former des graines en l'absence de plantes mâles. Malgré le manque de régénération des graines, cette plante se reproduit extrêmement rapidement et développe rapidement de nouveaux habitats.

Dans la pratique agricole, de nombreuses méthodes ont été développées pour la multiplication végétative artificielle de plantes cultivées appartenant à une grande variété de formes de vie. Ainsi, de nombreux arbustes et herbes vivaces se reproduisent en divisant le buisson, les rhizomes et les drageons. Les oignons, l'ail, les lys, les tulipes, les jacinthes, les crocus, les glaïeuls, etc. se reproduisent avec succès à partir de bulbes et de bulbes tuberculeux, en séparant les bulbes filles, ou « bébés », des plantes mères. En jardinage, les formes de multiplication végétative par bouturage et greffage sont particulièrement répandues.

Une bouture est un segment d'un organe végétatif utilisé pour la multiplication végétative artificielle. Les boutures peuvent être constituées de tiges ou de pousses, mais certaines plantes peuvent également être multipliées par boutures de feuilles (bégonia, lys) ou de racines (framboisier). Un type de coupe est la propagation des arbres et des arbustes par marcottage. Dans ce cas, une partie de la pousse est d'abord spécialement pressée contre le sol pour l'enracinement, puis coupée. Des marcottages se produisent également dans la nature, lorsque des branches de sapin, de tilleul, de cerisier des oiseaux et d'autres espèces capables de s'enraciner de cette manière se logent. De nombreuses plantes ornementales fruitières, arborescentes et herbacées se multiplient par bouturage en terrain ouvert et fermé. Lors du bouturage, toutes les propriétés de la plante mère cultivée sont préservées, ce qui est très important, car lors de la propagation des graines, de nombreuses caractéristiques spécialement sélectionnées par sélection sont facilement perdues.

Le greffage est très largement utilisé dans le jardinage, lorsqu'une bouture ou simplement un bourgeon végétatif d'une plante possédant les propriétés souhaitées, le soi-disant scion, est fusionné avec une plante ou un porte-greffe plus puissant et sans prétention. Le greffage permet de propager rapidement des plantes précieuses et d'assurer leur développement accéléré, tout en conservant pleinement les qualités souhaitées. Dans le même temps, la plante greffée reçoit du porte-greffe des propriétés aussi précieuses que la résistance au gel, la résistance aux maladies fongiques et la simplicité de la fertilité du sol. Plus de 100 méthodes de vaccination ont été développées. De nombreuses plantes variétales qui ne produisent pas de graines se reproduisent exclusivement par greffage.

La reproduction, ou reproduction de son espèce, est une propriété spécifique et obligatoire de tout être vivant. La durée de vie individuelle des organismes individuels est très limitée. Mais grâce à leur auto-reproduction, la pérennité d’espèces spécifiques et des êtres vivants en général est assurée. La reproduction, compensant le processus de mort naturelle des individus, préserve l'espèce pour d'innombrables générations.

L'auto-reproduction repose sur la transmission des parents aux descendants d'informations héréditaires sur l'ensemble des caractéristiques, propriétés et qualités inhérentes aux représentants d'une espèce donnée. Au cours du développement, les formes de reproduction ont évolué, dont la diversité distingue les organismes vivants modernes.

Classification des méthodes de reproduction. Tout d'abord, il faut distinguer deux types de reproduction des organismes fondamentalement différents - asexué Et sexuel(Fig. 1).

Riz. 1.Schémas comparatifs des deux principaux types de reproduction : ? - reproduction asexuée (un individu en produit deux ou plus

plus de descendants); ? - la reproduction sexuée (deux gamètes de deux individus parents, s'unissant, donnent naissance à un nouveau corps)

Lors de la reproduction asexuée, un nouvel individu est formé à partir d'une cellule (ou d'un groupe de cellules dans les organismes multicellulaires) de l'organisme parent lors de sa division miotique. Par conséquent, les organismes filles qui en résultent sont similaires les uns aux autres et à leurs parents à tous égards. Au sens figuré, dans le processus de reproduction asexuée, plusieurs copies génétiques de l'organisme parent sont « répliquées ».

La reproduction sexuée implique deux parents. Ils forment des cellules sexuelles spécialisées - les gamètes, à la suite de la fusion (fécondation) d'un zygote (Z), donnant naissance à un organisme fille.

Lorsqu'un zygote se forme, les informations héréditaires sont combinées (les ensembles chromosomiques des parents sont combinés). Par conséquent, l’organisme fille développé à partir du zygote présente une nouvelle combinaison de caractéristiques. Ainsi, la reproduction sexuée assure la diversité des individus d'une espèce donnée, ce qui contribue à leur développement de diverses conditions de vie et détermine la variabilité combinatoire. Ceci explique la répartition prédominante du processus sexuel dans les différents règnes des êtres vivants. Néanmoins, chez de nombreuses espèces d'organismes, en présence du processus sexuel, diverses formes de reproduction asexuée sont préservées au cours de leur cycle de vie. Cela s'explique par le fait que ces dernières peuvent permettre une augmentation rapide et significative du nombre d'individus dans des conditions environnementales favorables. Le succès de l'existence de nombreuses espèces d'organismes est dû à une combinaison de différentes méthodes de reproduction (Schéma 1).

Le but de la leçon : approfondir les connaissances sur les caractéristiques et les méthodes de reproduction asexuée des organismes dans la nature.

Tâches:

pédagogique : caractériser la reproduction comme l'une des étapes du développement individuel des organismes ; élargir et approfondir les connaissances sur la reproduction asexuée (les méthodes de reproduction asexuée et sa signification pratique dans la nature et l'activité humaine) ;

développer : continuer à développer les compétences et les capacités du travail indépendant avec le manuel, souligner les points principaux et formuler des conclusions ;

pédagogique : former une vision du monde scientifique et pratique parmi les étudiants afin d'appliquer ces connaissances dans la pratique.

Nouvelles connaissances : mitose, sporulation, bourgeonnement, multiplication végétative.

Connaissance de base : virus

Forme de livraison : cours

Méthodes de conduite : explicative et illustrative, reproductive, problématique.

Type de cours : cours sur l'apprentissage de nouvelles connaissances.

Équipement : dessins, tableaux, Internet.

Pendant les cours

I. Moment organisationnel

II. Actualiser l’expérience sensorielle et les connaissances de base des élèves

Les gars, nous avons une leçon inhabituelle aujourd'hui. Avant de commencer la leçon, répondons à quelques questions :

Quelles sont les principales propriétés des êtres vivants ? Métabolisme, respiration, nutrition, reproduction.

Oui, grâce à la reproduction, les organismes se multiplient et se propagent sur toute la planète Terre.

Rappelez-vous ce qu'on appelle la reproduction et quelles formes de reproduction connaissez-vous ? La reproduction est la reproduction de son propre espèce.

C'est vrai, la reproduction est l'une des propriétés fondamentales des êtres vivants. Qui est basé sur la division et la croissance cellulaire.

Les formes de reproduction, comme vous l'avez noté, sont asexuées et sexuées.

Rappelez-vous la définition de la reproduction asexuée et sexuée. La reproduction dans laquelle un seul parent est impliqué est appelée reproduction asexuée. La reproduction sexuée implique deux parents.

Reproduction asexuée.

Reproduction sexuée.

Pourquoi la reproduction asexuée assure-t-elle la constance de l'ensemble chromosomique au fil des générations ? Nous obtiendrons une réponse à cette question après avoir étudié un nouveau sujet.

III. Motivation pour les activités éducatives des écoliers

Les gars, s'il vous plaît, regardez les photos. Que montrent-ils ? ? Organes reproducteurs des plantes.

Droite! Pour quel type de reproduction ces organes sont-ils typiques ? (Reproduction asexuée)

Bien joué! Comme vous l'avez probablement déjà compris, le sujet de notre leçon d'aujourd'hui est « La reproduction asexuée.

La reproduction asexuée est une méthode de reproduction d'organismes dans laquelle une ou plusieurs cellules somatiques de l'organisme maternel donnent naissance à de nouveaux individus. La reproduction asexuée est apparue très tôt dans l'évolution. Elle est basée sur la division cellulaire par mitose. Grâce à la mitose, un nombre constant de chromosomes est maintenu dans les générations cellulaires, c'est-à-dire les cellules filles reçoivent la même information génétique contenue dans le noyau de la cellule mère.

Dans la nature, il existe des organismes unicellulaires et multicellulaires. Beaucoup d'entre eux se reproduisent de manière asexuée. (Bactéries, ciliés pantoufle, hydre, champignons, fougère)

Pensez à la façon dont ces organismes se reproduisent ? Bactéries - par division cellulaire, champignons et fougères - par spores, hydres - par bourgeonnement et sexuellement, plantes - par voie végétative et sexuellement.

Droite. Ainsi, la reproduction asexuée prend de nombreuses formes : division cellulaire, sporulation, bourgeonnement et reproduction végétative.

Examinons plus en détail le processus de reproduction asexuée dans divers organismes.

En travaillant avec le texte et le tableau du manuel, vous devez donner des exemples d'organismes et les écrire dans le tableau

Tableau 1

Méthodes de reproduction asexuée

Tout d’abord, le tableau est rempli ensemble, puis les élèves le remplissent indépendamment à l’aide du matériel du manuel. La troisième colonne est remplie par les étudiants.

Après avoir étudié et rempli le tableau, à quelle conclusion êtes-vous arrivé ?

Conclusion.

Il existe de nombreuses méthodes de reproduction asexuée.

La reproduction asexuée est répandue dans la nature.

En quoi la multiplication végétative diffère-t-elle de la sporulation, de la division cellulaire et du bourgeonnement ? La multiplication végétative est la reproduction par parties d'un organisme multicellulaire. Par exemple, les plantes se reproduisent par racines et pousses.

Ces méthodes de reproduction asexuée commencent la vie à partir d'une cellule, et la reproduction végétative commence à partir de cellules de parties du corps d'un organisme multicellulaire.

IV. Généralisation et systématisation des concepts étudiés en cours et des connaissances préalablement acquises

Continuez à énumérer les méthodes de multiplication végétative en tant que travail indépendant.

Tableau 2

Multiplication végétative des plantes

Réponses : 1 - bourgeons à couvain, 2 - tige, 3 - feuille, 4 - tubercule, 5 - bulbe, 6 - rhizome, 7 - vrilles, 8 - stratification.

Le sens de la reproduction asexuée :

Reproduction rapide et énergétiquement bénéfique ;

Ne dépend pas de l'environnement, de la présence d'un partenaire ou d'insectes pollinisateurs ;

Préserve complètement un ensemble de gènes et de traits, utiles dans des conditions environnementales inchangées ;

Largement utilisé dans la culture des plantes.

V. Résumer la leçon

Pourquoi, malgré toute la variété des méthodes de reproduction végétative, les nouveaux organismes répètent-ils exactement le génotype de l'organisme maternel ?

Quel processus cytologique fait que la reproduction asexuée ne s'accompagne pas d'une augmentation de la diversité génétique ?

Conclusion de la leçon.

1. Avec la reproduction asexuée, de nouveaux individus se forment à partir d’une ou plusieurs cellules du corps de la mère par divisions mitotiques. Que. leurs cellules reçoivent les mêmes informations héréditaires que celles contenues dans les cellules du corps de la mère.

2. Par conséquent, les nouveaux organismes apparus de manière asexuée sont des copies génétiquement exactes de l'organisme maternel.

VI. Devoirs

Votre devoir consiste à créer des mots croisés sur le thème « Reproduction asexuée ».

Les références.

1. La biologie. 10e année : plans de cours basés sur le manuel de V.B. Zakharov, S.G. Mamontov, S.I. Sonina / auteur. T.I.Chaika. - Volgograd : Enseignant, 2006. -205 p.
2. Biologie générale : Manuel pour les classes 10-11. école avec profondeur étudié biologie / A.O. Ruvinsky, L.V. Vysotskaya, M.S. Glagolev, etc. Éd. A.O. Ruvinsky. -M. : Éducation, 1993. -544 p. : ill.
3. Manuel de biologie pour les classes 10-11. enseignement général cahier de texte institutions /V.B.Zakharov, S.G.Mamontov, N.I.Sonin. 5e éd., stéréotype. – M. : Outarde, 2002.