Биологическое значение мейоза (половой процесс) заключается в образовании клеток, участвующих в половом размножении, в поддержании постоянства видового числа хромосом; создании условий для комбинативной изменчивости и произвольном расхождении родительских хромосом по гаметам. Мейотическим путём образуются споры мхов, папоротников и некоторых других групп растений. Нарушение мейоза приводит к патологическим изменениям.
Сперматогенез — процесс превращения диплоидных сперматогониев (предшественники половых клеток) в сперматозоиды. Сперматозоиды после второго деления приступают ко второму мейотическому делению, в результате которого образуются 4 гаплоидные половые клетки. После дифференцировки они становятся зрелыми сперматозоидами. Исходя из этого из двух первичных половых клеток в результате сперматогенеза образуется восемь сперматозоидов.
Особенности сперматогенеза и овогенеза заключаются в том, что при образовании сперматозоидов каждая из четырёх дочерних клеток полноценна и способна оплодотворить яйцеклетку. А вот при созревании яйцеклеток мейотическое деление происходит иначе: цитоплазма распределяется между дочерними клетками неравномерно. При этом только одна из образовавшихся четырёх клеток становится жизнеспособной яйцеклеткой.
В гаметогенезе исходная клетка делится один раз.
В жизни гидры бесполое размножение доминирует над половым. Бесполое размножение происходит почкованием. На теле гидры возникает выпячивание, которое захватывает экто- и энтодерму. Возникшая почка увеличивается в размерах, у ее основания формируется перетяжка, возникает ротовое отверстие, окруженное щупальцами. Сформировавшаяся молодая гидра отпочковывается от материнского.
Гаметофит у папоротника начинается с развития крошечной бледно-зелёной цепочки клеток, похожих на водоросль. Затем из неё образуется плоская сердцевидная плёнчатая структура — заросток с многочисленными ризоидами в центре нижней поверхности. Там же, на нижней поверхности, формируются антеридии и архегонии. Антеридии обычно появляются раньше, а архегонии позднее. В антеридиях образуются многочисленные спирально закрученные много жгутиковые сперматозоиды.
После того, как один из спермиев оплодотворит яйцеклетку, образуется диплоидная зигота (из неё развивается зародыш нового растительного организма). Второй спермий сливается с двумя полярными ядрами (или с центральным диплоидным ядром), образуя триплоидную клетку, из которой впоследствии возникает питательная ткань —эндосперм. В его клетках содержится запас питательных веществ, необходимых для развития зародыша растения.
Ромашка лекарственная относится к отделу Покрытосеменные, или Цветковые растения, а сосна и мох относятся к разным группам. Цветковым растениям характерно двойное оплодотворение.
При половом размножении особь каждого следующего поколения возникает в результате слияния двух специализированных гаплоидных клеток — гамет. Чаще всего гаметы формируются в специальных органах мужских и женских особей. В результате оплодотворения хромосомы яйцеклетки и сперматозоида оказываются в одном ядре, образуется — зигота — первая клетка нового организма.
При кроссинговере происходит обмен идентичными участками гомологичных хромосом. Это увеличивает генетическое разнообразие половых клеток, так как в результате этого процесса образуются хромосомы, несущие гены и отца, и матери. Таким образом, мейоз лежит в основе комбинативной изменчивости.
Преимущество двойного оплодотворения у покрытосеменных, заключается в образовании питательной ткани (эндосперма), ускоряющего созревание семени.
У наземных животных наружного оплодотворения быть не может, и сперматозоиды должны попасть непосредственно в организм самки, где и происходит внутреннее оплодотворение; при этом число сперматозоидов должно быть достаточно велико, так как далеко не все они достигают яйцеклетку.
Преимущества и недостатки двух способов размножения.
| Особенности | Бесполое размножение | Половое размножение |
| Родители | Одна особь | Пара особей, клеток или ядер |
| Решаемые задачи | Увеличение числа особей | Комбинирование наследственного материала родителей и увеличение числа особей |
| Разнообразие потомков | Похожи на материнскую особь и друг на друга как близнецы | Потомки отличаются от родителей и друг от друга |
| Опасность наследственных нарушений | Со временем накапливается, снижая жизнеспособность | Компенсируется здоровой наследственностью хотя бы одного из родителей |
| Затраты времени и энергии, связанные с размножением | Минимальные; сэкономленные траты могут использоваться для повторения размножения | Существенные затраты на поиск пары (исключая случаи самооплодотворения) |
| Условия среды, дающие преимущества | Постоянные и благоприятные | Переменчивые и неблагоприятные |
Сравнивая два способа размножения — бесполое и половое, можно заключить, что бесполое размножение приводит к появлению особей, которые являются генетическими копиями родителя. Этот способ идеален для размножения в стабильных, не меняющихся условиях окружающей среды. Напротив, половое размножение способствует перекомбинации родительских генов и, следовательно, разнообразию потомства. Такой способ размножения очень важен для эволюционного прогресса вида (процветание вида) в постоянно меняющихся условиях существования.