Жизненные циклы растений

Жизненные циклы растений

Отдел водоросли

Отдел относится к «низшим» т.к. у этих растений отсутствуют специализированные органы и ткани

Жц водорослей

Гаметофит преобладает!

Ульва- морской салат

  в результате мейоза образуются зооспоры (n), которые делятся митозом

Клетки гаметофитов делятся митозом с образованием гамет

Жизненный цикл на зеленой водоросли ульвы (морского салата).

• Жизненный цикл водорослей представляет собой чередование двух фаз: гаплоидной (гаметофита) и диплоидной (спорофита ).
• Гаплоидной фазой называется фаза, при которой клеточные ядра содержат непарный (половинный) набор хромосом .
• К гаплоидной фазе всегда принадлежат гаметы: сперматозоиды, спермии (отличающиеся от сперматозоидов отсутствием жгутика), яйцеклетки.
• При слиянии двух гамет: яйцеклетки (n) и спермия (n) образуется зигота (2n ) из которой развивается спорофит (2n), таким образом, в спорофите восстанавливается диплоидный набор хромосом.
• В зооспорангии на спорофите в результате мейоза образуются зооспоры (n ), которые делятся митозом, порастают и образуют мужские и женские гаметофиты (n) . Клетки гаметофитов делятся митозом, образуются гаметы (n) , которые сливаются в зиготу (2n), цикл замыкается.

Гаметофит преобладает!

• У одноклеточной зеленой водоросли хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите хромосомный набор гамет хламидомонады и ее спор. Из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются споры хламидомонады?
• Из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются гаметы хламидомонады при половом размножении? Ответ поясните.

Ответ

• 1) Споры образуются путем деления мейозом диплоидной зиготы (2n) 2) Хромосомный набор споры у хламидомонады - n (гаплоидный) 3) Хромосомный набор гамет - n (гаплоидный) 4) Гаметы образуются из исходных клеток (n) взрослого организма (гаметофита) путем митоза

Жц бурой водоросли ламинарии

Жизненный цикл ламинарии

• Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) - имеет вид взрослого растения ламинарии , и гаметофита - ( n )-фаза, представленной небольшими разветвленными нитями.
• В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n ). Зооспоры на почве прорастают в женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно архегонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется зигота (2n) , из которой начинает расти взрослая особь - спорофит. Цикл замыкается.

Кукушкин лён-зеленый мох. Двудомное растение! Спорофит «паразитирует» на гаметофите !

Для оплодотворения нужна вода!

На гаметофитах-гаметы (n) –обр-ся митозм

На спорофите споры (n) обр-ся мейозом

ЖЦ мхов

Гаметофит преобладает!

• Жизненный цикл зеленого мха кукушкина льна
• При созревании яйцеклетки (n) в архегонии (n ) – женский гаметофит (n ) образуется узкий слизистый канал, по которому сперматозоид (n ) может достичь яйцеклетки, которая неподвижна. Сперматозоиды образуются в другом месте - антеридиях, (n ) на мужском гаметофите (n ), и, чтобы добраться до архегониев, им обязательно нужна вод а . Именно поэтому мхи обитают во, влажной среде где условия для размножения наиболее благоприятные.
• Сперматозоид обладает хемотаксисом к слизи в канале архегония. Хемотаксис - движение организма под влиянием химических веществ.
• В период обильных дождей сперматозоид достигает яйцеклетки в архегонии (на женском гаметофите), гаметы сливаются, и образуется зигота (2n). В дальнейшем из зиготы прорастает спорофит, имеющий вид коробочки на ножке (2n) . Отметим, что спорофит, по сути "паразитирует" на гаметофите (n), от которого зависит полностью.
• В коробочке спорофита из материнских клеток (2n) образуются споры (n) путем мейоза . Высыпаясь из коробочки, спора попадает в почву, где прорастает в протонему . Протонема - нитчатое образование, ранняя стадия развития гаметофита - листостебельного растения (n) .

• На женских гаметофитах развиваются архегонии, на мужских - антеридии, в которых образуются гаметы . Цикл замыкается. Хотелось бы еще один раз подчеркнуть: спорофит у мхов редуцирован , низведен до уровня полностью зависимого придатка гаметофита, растущего прямо на гаметофите и питающегося за счет него.
• Гаметофит доминирует в жизненном цикле и представлен зеленым листостебельным растением.

• Установите последовательность этапов бесполого размножения у мхов. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) рассеивание спор с помощью ветра 2) созревание спор в коробочках 3) развитие облиственных побегов 4) развитие протонемы 5) прорастание спор в благоприятных условиях 6) образование почек

• Установите правильную последовательность смены стадий в цикле развития мха, начиная с образования спор. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.

1) формирование взрослого гаметофита 2) образование спор 3) образование спорофита 4) образование зелёной нити (протонемы) 5) оплодотворение

• Все приведённые ниже признаки, кроме двух, характеризуют диплоидную стадию развития мха . Определите два признака, выпадающие из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

• 1. заросток2. спора3. спорофит4. зигота5. спорангий

• Укажите чем представлены половое и бесполое поколения моховидных растений. Почему мхи не встречаются в сухих местах.

Ответ

• 1) Половым поколением мхов являются взрослые мхи - листостебельные растения (побеги), гаметофиты (n) 2) Бесполое поколение мхов - коробочка на ножке, спорофит (2n), который растет прямо на гаметофите и фактически паразитирует на гаметофите; спорофит (2n) развивается из зиготы (2n) путем митоза на женском гаметофите 3) В сухих местах мхи не встречаются, так как процесс оплодотворения связан с наличием воды - их размножение происходит только во влажной среде (сперматозоид без воды не попадет с мужского гаметофита на женский гаметофит)

ЖЦ папоротников

• В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Жц цикл папоротниковидных

Преобладает спорофит!

Путём мейоза

2n

2n

Делится митозом

Жц папоротниковидных

• Листостебельное растение папоротника, - спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных. На нижней стороне вайи располагаются спорангии , собирающиеся в сорусы - группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).
• Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n) , небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы - соответственно антеридии и архегонии.
• Сперматозоид (n ), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний , где сливается с яйцеклеткой (n ) и образуется зигота (2n).
• Из зиготы развивается зародыш , который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления - гаустории (от лат. haustor - черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.

• Какой хромосомный набор характерен для клеток заростка и клеток листьев папоротника орляка?
• Объясните, из каких исходных клеток и в результате каких делений образуются эти клетки.

Ответ

• 1) Заросток папоротника орляка является гаметофитом, для которого характерен гаплоидный набор хромосом - n 2) Заросток образуется из гаплоидной споры - n - путем митоза 3) Листья - вегетативный орган - образуются на взрослом растении папоротника орляка, являющегося спорофитом, для которого характерен диплоидный набор хромосом - 2n 4) Как и все органы спорофита, листья образуются при делении митозом зиготы , имеющей диплоидный набор хромосом - 2n

• Установите последовательность этапов жизненного цикла папоротникообразных, начиная с бесполого поколения. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
• 1) зигота 2) споры 3) сперматозоиды и яйцеклетки 4) спорофит 5) зародыш 6) заросток

• Все приведённые ниже признаки, кроме двух, характерны для диплоидной стадии развития папоротника. Определите два признака, выпадающие из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

• 1. листья2. спора3. спермий 4. зигота5. спорангий

• На рисунке показан цикл развития папоротника. Какими цифрами обозначены основные стадии его развития и как они называются? Какие процессы обозначены цифрами 2 и 4 и где они происходят?

Ответ

• 1) Цифрой 1 обозначен спорофит (2n), цифрой 3 - гаметофит (n) 2) 2 - из диплоидных (2n) клеток-предшественников (материнских клеток спор - спороцитов) путем мейоза в спорогониях образуются споры (n) 3) 4 - в результате процесса оплодотворения (слияния спермия (n) и яйцеклетки (n)) образуется зигота (2n), из которой путем митотического деления развивается спорофит (2n)

• Все приведённые ниже признаки, кроме двух, характерны для гаплоидной стадии развития папоротника. Определите два признака, выпадающие из общего списка, и запишите в ответ цифры, под которыми они указаны.

• 1. архегоний2. спорофит3. антеридий4. заросток5. спорангий

• Какой хромосомный набор характерен для клеток спорофита и клеток заростка папоротника?
• Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.

Ответ

• 1) Клетки спорофита папоротника имеют диплоидный набор хромосом (2n) 2) Для клеток заростка характерен гаплоидный набор хромосом (n) 3) Клетки спорофита (2n) образуются из зиготы (2n) в результате деления митозом 4) Клетки заростка (n) образуются из гаплоидной споры (n) митозом

• Установите последовательность стадий развития папоротника, начиная с момента прорастания спор. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
• 1) прорастание споры и формирование заростка 2) развитие из зиготы побега 3) оплодотворение на заростке 4) формирование гамет на гаметофите 5) формирование многолетнего растения (спорофита)

Жц голосеменных

для размножения не требуется вода, опыление у них происходит с помощью ветра

Жизненный цикл голосеменных состоит из чередования бесполого поколения - спорофита (диплоиден, 2n ), и полового поколения - гаметофита (гаплоиден, n) .

Господствует (доминирует) в цикле спорофит (2n) - это взрослое растение сосны.

Голосеменные относятся к разноспоровым , как и все семенные растения. Они образуют разные споры: крупные женские (мегаспоры ) и мелкие мужские (микроспоры ). Образуются они в спорангиях , расположенных на спорофиллах , которые собраны в стробилы (шишки ) - от лат. strobilus - сосновая шишка

Мужской гаметофит сосны

• Мужской гаметофит сильно упрощен, антеридии отсутствуют. Формируется он прямо внутри микроспоры, которая в итоге превращается в пыльцевое зерно. Совокупность пыльцевых зерен называется пыльца.
• При вскрытии (нарушении целостности) микроспорангия, или пыльцевого мешка, пыльца высыпается во внешнюю среду и достигает женской шишки, где, в результате опыления, внутри семязачатка происходит дальнейшее развитие мужского гаметофита.

Женская шишка

Весной на верхушке молодого побега появляются мелкие (около 5 мм) красноватые шишки - это женские шишки ( стробилы). Состоят они из оси (стержня) , на котором располагаются две чешуи: кроющая и семенная . На верхней стороне у основания семенной чешуи лежат два семязачатка.

Кроющая чешуя представляет собой видоизмененный лист , в его пазухе находится семенная чешуя. Семенная чешуя - видоизмененный боковой побег.

Пыльцевая камера -нуцеллус

Строение семязачатка

• Молодой семязачаток состоит из нуцеллуса, интегумента и фуникулуса .
• Нуцеллус (от лат. nucella - орешек) - центральная часть семяпочки, соответствующая мегаспорангию.
• Интегумент (от лат. integumentum покрывало) - покров семяпочки, вырастающий из ее центральной части - нуцеллуса. В зрелом семени интегумент преобразуется в семенную кожуру.
• Фуникулус (от лат. funiculus канатик, верёвка) или семяножка - часть семязачатка, соединяющая его с мегаспорофиллом (семенным чешуями).
• На интегументе около вершины располагается микропиле (пыльцевход) - через него после опыления пыльцевая трубка проникает в нуцеллус. Между интегументом и нуцеллусом имеется густая жидкость , выступающая из микропиле. Подсыхая, она втягивается внутрь семязачатка и затягивает вместе с собой пыльцу, осевшую на ней.

Женский гаметофит

Как и мужской, женский гаметофит весьма упрощен и заключен внутри мегаспоры. На верхушке женского гаметофита (мегагаметофита) образуется архегоний с яйцеклеткой (n).

У гнетовых архегонии отсутствуют.

• На спорофите (2n) в микроспорангиях из материнских клеток (2n) путем мейоза образуются микроспоры (n ). Из микроспоры формируется пыльцевое зерно. Пыльца (пыльцевые зерна (n)) с помощью ветра попадает в женские шишки, где улавливается густой жидкостью между интегументом и нуцеллусом, выступающей из микропиле. Жидкость засасывает пыльцу внутрь семязачатка на нуцеллус (в пыльцевую камеру). После того, как опыление произошло, микропиле зарастает. Чешуи шишки смыкаются и склеиваются смолой .
• Семязачатки в этот момент еще не готовы к оплодотворению, так что от момента опыления до оплодотворения проходит около 13 месяцев. За это время в семязачатке формируется эндосперм , женская шишка увеличивается до 3-4 см и приобретает зеленую окраску.
• Оказавшись на мегаспорангии, наружная оболочка пыльцевого зерна (экзина) разрывается, из вегетативной клетки в направлении архегония начинает расти пыльцевая трубка. Антеридиальная клетка делится на генеративную (спермагенную) и клетку-ножку антеридия (функция последней до сих пор не изучена). Спермагенная клетка попадает в пыльцевую трубку, а из нее - в архегоний.
• Непосредственно перед оплодотворением спермагенная клетка делится на два спермия (n), один из которых отмирает, а другой сливается с яйцеклеткой (n ). Образуется зигота (2n), из которой формируется и растет зародыш благодаря эндосперму - запасу питательных веществ.
• Окончательно созревают семена к осени на второй год после опыления , к этому моменту женские шишки увеличиваются в размерах до 6 см. Зеленая окраска меняется на серую, чешуйки расходятся, и семена, образовавшиеся из семязачатков, высыпаются. Из семени прорастает взрослое растение - спорофит (2n). Цикл замыкается.

Жц покрытосеменных

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon - внутри + греч. sperma - семя) - запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у - березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жц покрытосеменных

• Из генеративных почек спорофита развиваются цветки .

• У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) - мужской гаметофит .
• В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит - зародышевый мешок , внутри которого находятся центральная клетка (2n ) и яйцеклетка (n).
• В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика . Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток . Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n) , из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n ) - запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).
• В дальнейшем из семязачатка формируется семя , а завязь превращается в околоплодник - образуется плод . Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, семена прорастают в спорофит (2n ). Цикл замыкается.