Как показали результаты экзамена прошлых лет:

У учащихся слабо сформированы

Знания об изменении хромосомного набора в клетках гаметофита и спорофита водорослей, мхов, папоротников, голосеменных и цветковых растений;

Об образовании у растений спор в процессе мейоза, а половых клеток – в процессе митоза, что отличает их от животных;

Умения сравнивать споры и половые клетки, споры и клетки спорофита;

Объяснять и аргументировать особенности образования спор, половых клеток, гаметофита у растений.

Презентация предназначена для проведения занятия по подготовке учащихся к решению заданий части С5 (цитология).

Имеется слайд для повторения этапов мейоза.

Разбирается отличие гаметофита от спорофита, спор от гамет.

Проводится полный разбор циклов развития водорослей, моховидных, папоротниковидных, голосеменных и покрытосеменных растений.

В конце занятия отводится время на решение задач. (Решения встроены, но скрыты от учащихся - их можно использовать при приверке решения).

Успехов в работе!

Скачать:

Предварительный просмотр:

Чтобы пользоваться предварительным просмотром презентаций создайте себе аккаунт (учетную запись) Google и войдите в него: https://accounts.google.com

Подписи к слайдам:

Циклы развития растений Подготовка к выполнению заданий ЕГЭ С5 (применение знаний на определение числа хромосом и ДНК в разных фазах митоза и мейоза, в половых и соматических клетках разных организмов) © Тихонова Е.Н. 6 января 2015 г.

Как показали результаты экзамена прошлых лет: У учащихся слабо сформированы знания об изменении хромосомного набора в клетках гаметофита и спорофита водорослей, мхов, папоротников, голосеменных и цветковых растений; об образовании у растений спор в процессе мейоза, а половых клеток – в процессе митоза, что отличает их от животных; умения сравнивать споры и половые клетки, споры и клетки спорофита; объяснять и аргументировать особенности образования спор, половых клеток, гаметофита у растений.

Жизненные стадии растений Спорофит Гаметофит дословно – несущий споры все клетки содержат диплоидный набор хромосом (2n) образует споры (n) дословно – несущий гаметы все клетки содержат гаплоидный набор хромосом (n) образует гаметы (n)

Словарь (Реймерс Н.Ф.) Спорофит представитель бесполого поколения или этап жизненного цикла растения от зиготы до образования спор Гаметофит представитель полового поколения или этап жизненного цикла растения от споры до образования зиготы

Словарь (Реймерс Н.Ф.) Спорангии орган бесполого размножения растений и грибов, в котором образуются споры Гаметангий половой орган растений, грибов, в котором образуются гамет

Поколения Бесполое Половое 2n развивается из зиготы спорофит споры (n) (МЕЙОЗ) n развивается из споры гаметофит гаметы (n) (МИТОЗ)

Споры (n) – почему же тогда это бесполые клетки, а гаметы (n) - половые?! Давайте разберёмся! Гаплоидная спора (одна) не сливаясь ни с какой другой клеткой образует новый организм (вернее другую жизненную стадию) генетически идентичный этой одной споре Т.о. спора, являясь продуктом спорофита сама образует будущий гаметофит ═ > размножение бесполое Ткани гаметофита гаплоидны из них образуются гаметы Каждая гаплоидная гамета не образует новый организм. Только после стадии оплодотворения её с другой гаметой (после объединения генетического материала (n) ♀ и (n) ♂ гамет, образуется диплоидная (2 n) зигота). Т.о. гаметы, являясь продуктом гаплоидного гаметофита, только сливаясь попарно мужские с женскими обеспечат дальнейшее развитие нового организма ═ > размножение половое

Бесполое поколение Половое поколение мейоз Споры n n n 2n митоз х Зигота 2n ♂ ♀ n n n митоз

Спорофиты Гаметофиты

Цикл развития листостебельного мха (кукушкин лён)

Задание 1 . «Отдел Моховидные» В жизненном цикле моховидных преобладает (_). Мохообразные размножаются (_). Бесполое размножение происходит с помощью (_). Споры, как и у всех высших растений, образуются (_), и имеют (_) набор хромосом. Спорофит мхов представлен (_). Гаметофит мхов представлен (_). Гаметофиты называются двудомными, если (_). Антеридии и архегонии у мхов образуются на (_). Для слияния половых клеток необходима (_). После оплодотворения из зиготы развивается (_). Из споры мха развивается (_). Когда происходит мейоз в цикле развития мха (_)

Задание 2. «Отдел Папоротниковидные» Спорофит папоротников представлен (_), гаметофит – (_). Стробилы у папоротников (_). Антеридии и архегонии у щитовника мужского образуются на (_). Споры у щитовника мужского образуются на нижней части листа в (_), прикрыты покрывалом – (_). Чем представлен бесполое поколение у папоротников? Ответ поясните. Чем представлен половое поколение у папоротников? Ответ поясните. Где образуются гаметы у папоротника? Как происходит половое размножение у папоротников? Где образуются споры у папоротника? Как происходит бесполое размножение у папоротников? Где образуется зародыш нового растения у папоротника?

Цикл развития сосны

Задание 3. «Отдел Голосеменные» Чем представлен спорофит голосеменных? Чем представлен мужской гаметофит голосеменных? Чем представлен женский гаметофит голосеменных? Основные ароморфозы, которые привели к появлению голосеменных? Чем представлены микроспорангии голосеменных? Чем представлены мегаспорангии голосеменных? Что из себя представляют гаметангии голосеменных? Когда в жизненном цикле голосеменных происходит мейоз? Что развивается из микроспор и мегаспор голосеменных?

Задание 4. «Отдел Голосеменные» Какие особенности имеет пыльца сосны? Чем представлен мужской гаметофит, образующий половые клетки? Чем представлена женский гаметофит, образующий половые клетки? Нужна ли вода для оплодотворения голосеменных? Почему? Где образуется зародыш нового растения у сосны?

Задание 7. «Отдел Голосеменные» Весной у сосны на каждой чешуйке красноватых шишек образуется по …. Мегаспорангий голосеменных представлен …. В нуцеллусе мегаспороцит претерпевает мейоз, три мегаспоры отмирают, а ядро четвертой …. На чешуйках зеленовато-желтых шишек, образующихся у основания молодых побегов, формируются …. Микроспороциты мейотически делятся и образуют …, каждая из которых в результате митотических делений образует …. В пыльцевом зерне различают несколько клеток: …. Оплодотворение у сосны происходи спустя … после опыления. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй …. Второй архегоний женского гаметофита также …. Созревание семян у сосны происходит лишь через… после опыления. Из оплодотворенной яйцеклетки, зиготы, образуется …. Эндосперм у голосеменных …. Для оплодотворения голосеменных вода …. В отличие от споры семя сосны имеет ….

Мегаспора (n) Женский гаметофит (зародышевый мешок) (n) Микроспора (n) Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) (n)

Половое поколение n митоз гаметы n оплодотворение зигота 2 n Бесполое поколение 2 n мейоз споры n

Задание 5. «Отдел Покрытосеменные» Чем представлен спорофит цветковых? Чем представлен мужской гаметофит цветковых? Чем представлен женский гаметофит цветковых? Основные ароморфозы, которые привели к появлению цветковых? Чем представлены микроспорангии цветковых? Чем представлены мегаспорангии цветковых? Что из себя представляют гаметангии цветковых? Когда в жизненном цикле цветковых происходит мейоз – при образовании гамет или спор? Что развивается из микроспор и мегаспор цветковых?

Что обозначено на рисунке цифрами 1 – 6? Когда происходит мейоз – при образовании спор, или при образовании гамет?

Задание 6. «Двойное оплодотворение цветковых растений» Мужской гаметофит цветковых растений представлен (_). Пыльцевое зерно на рыльце столбика набухает и образует (_). Генеративная клетка делится и образует (_). Семязачаток снаружи защищен (_), между которыми есть отверстие – (_). Женский гаметофит цветковых растений представлен (_). Внутри семязачатка развивается (_), состоящий из семи клеток. Один спермий сливается с (_), второй – (_), то есть происходят два оплодотворения. Двойное оплодотворение было открыто русским ученым (_). Зародыш семени развивается из (_). Эндосперм образуется из (_). Перисперм образуется из (_). Кожура семени образуется из (_) Околоплодник формируется из (_).

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в конце телофазы мейоза 1 и телофазы мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом. 1)Перед началом мейоза хромосомный набор в клетках двойной(2 n)-28хрососом, в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК, поэтому число молекул ДНК- 56 молекул (4с). 2) В первом делении мейоза расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, поэтому в конце телофазы мейоза 1 хромосомный набор в клетках одинарный (n)- из 14 хромосом, число молекул ДНК- 2с (28 молекул ДНК). 3) Во втором делении мейоза расходятся хроматиды, поэтому в конце телофазы 2 мейоза хромосомный набор в клетках одинарный (n)-14 хромосом, число молекул ДНК равно 14 молекулам (1с).

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом. 1) перед началом мейоза число молекул ДНК – 56, так как они удваиваются, а число хромосом не изменяется – их 28; 2) в анафазе мейоза I число молекул ДНК 56, число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы; 3) в анафазе мейоза II число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды и становятся самостоятельными хромосомами (но все они в одной клетке), число молекул ДНК – 28, после первого деления удвоения ДНК не происходит, поэтому число ДНК уменьшилось в 2 раза.

В клетках эндосперма семян лилии 21 хромосома. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в конце телофазы мейоза 1 и мейоза 2 по сравнению с интерфазой у этого организма? Ответ поясните. 1) Эндосперм цветковых растений имеет триплоидный набор хромосом (3 n), значит, число хромосом в одинарном наборе (n) равно 7хромосомам. Перед началом мейоза хромосомный набор в клетках двойной(2 n) из 14 хромосом, в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК, поэтому число молекул ДНК- 28 (4с). 2) В первом делении мейоза расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, поэтому в конце телофазы мейоза 1 хромосомный набор в клетках одинарный (n) из 7 хромосом, число молекул ДНК- 14 (2с). 3) Во втором делении мейоза расходятся хроматиды, поэтому в конце телофазы 2 мейоза хромосомный набор в клетках одинарный (n)-7 хромосом, число молекул ДНК равно одному-7 (1с).

Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и эндосперма семени, листьев цветкового растения. Объясните результат в каждом случае. 1) в клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n, так как зародыш развивается из зиготы – оплодотворённой яйцеклетки; 2) в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом – 3n, так как образуется при слиянии двух ядер центральной клетки семязачатка (2n) и одного спермия (n); 3) клетки листьев цветкового растения имеют диплоидный набор хромосом – 2n, так как взрослое растение развивается из зародыша.

Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. 1) Клетки пыльцевого зерна сосны и спермии имеют гаплоидный набор хромосом. 2) Клетки пыльцевого зерна сосны развиваются из гаплоидных спор митозом. 3) Спермии сосны развиваются из клеток пыльцевого зерна (генеративной клетки) митозом.

Какой хромосомный набор характерен для спермиев и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. 1) В спермиях набор хромосом гаплоидный, клетках эндосперма семени - триплоидный. 2) Спермий сформируется из гаплоидной споры (генеративной клетки мужского гаметофита) в результате митоза. 3) Эндосперм формируется при слиянии двух гаплоидных ядер центральной клетки зародышевого мешка (2 n) и одного спермия (n).

Какой хромосомный набор характерен для клеток эпидермиса и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки. 1) Лист часть спорофита цветкового растения клетки которого диплоидны (2n). Восьмиядерный зародышевый мешок – незрелый женский гаметофит цветкового растения клетки которого гаплоидны (n) 2) Клетки листа образуются при митотическом делении образовательной ткани (в том числе и клетки эпидермиса листа). 3) Клетки восьмиядерного зародышевого мешка образуются при митотическом делении мегаспоры из которой образуется женский гаметофит цветкового растения.

Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются. Гаметы мха кукушкина льна образуются на гаметофитах из гаплоидной клетки путём митоза. 2)Набор хромосом у гамет одинарный - n . 3)Споры мха кукушкина льна образуются на диплоидном спорофите в спорангиях путём мейоза из диплоидных клеток. Набор хромосом у спор одинарный - n

Какой хромосомный набор характерен для гаметофита и гамет мха сфагнума? Объясните из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки? 1) Гаметофит и гаметы сфагнума гаплоидны, и набор хромосом, и количество ДНК в клетках отвечают формуле nc . 2) Гаметофит образуется из споры, которая образуется в результате мейоза из тканей спорофита. 3) Спора делится митозом, образуя гаметофит.

Гаплоидный набор хромосом гороха составляет 7. Сколько хромосом содержится в клетках листьев, зародыша семени и семядолях семени. Ответ поясните. 1. Лист- вегетативный орган растения, клетки содержат 2n хромосом, следовательно, они содержат 14 хромосом 2. Зародыш семени образуется в результате оплодотворения, следовательно, в них диплоидный набор хромосом (2n =14) 3. Семядоли семени гороха содержат запасное питательное вещество, они образуются в результате слияния спермия (n) и центральной клетки семязачатка (2n) и имеет тройной набор хромосом (3 n =21)

Растения, тело которых не подразделено на органы и ткани; может быть одноклеточным, колониальным, многоклеточным. Органы полового размножения (оогоний и антеридий) и спорангии – одноклеточные.

Группа отделов водоросли

Водоросли -

низшие растения, населяющие преимущественно водную среду - текучие, стоячие, морские соленые и пресные водоемы. Водоросли могут жить и на суше в пленке воды. В основном это почвенные водоросли и водоросли, обитающие на других растениях.

Размер: 25 мкм – 50 м.

Нет настоящих тканей, вегетативных органов. Автотрофы. Запасные вещества – крахмал, масла.

В клетках есть все органеллы, типичные для растительной клетки, но носители пигментов – не пластиды, а хроматофоры (в которых есть, кроме хлорофилла, пигменты синего, красного, бурого, желтого цвета, которые дополняют оранжево-красные участки солнечных лучей, не проходящих через толщу воды, что позволяет водорослям обитать на больших глубинах).

Тело:

Одна клетка (хлорелла, хламидомонада)

Колония клеток (вольвокс)

Слоевище (тело, не разделенное на органы и ткани) – неклеточное (каулерпа, вошерия), нитчатое (спирогира, улотрикс), сложнорасчлененное (ламинария)

Размножение:

Вегетативное (частями таллома)

Бесполое (спорами и зооспорами)

Половое (слияние гамет, конъюгация)

Отделы:

Диатомовые

Эвгленовые

Значение:

в основном, все пищевые цепи в морях и океанах начинаются с планктонных водорослей

участвуют в построении коралловых рифов

большое хозяйственное значение: в пищевой, фармацевтической и парфюмерной промышленности

для получения биомассы как дополнительного источника белка, витаминов и биостимуляторов для животноводства

служат сырьем для получения ценных органических веществ: спиртов, лака, аммиака, органических кислот, йода, брома (бурые), агар-агара (красные).

Отдел лишайники

Лишайники -

группа низших симбиотических организмов, тело (слоевище) которых состоит из двух компонентов :

Автотрофного (водоросль, цианобактерии, протисты) – снабжает гриб созданными в процессе фотосинтеза органическими веществами

Гетеротрофного (гриб) – поставляет воду с растворенными минеральными солями, защищает автотрофный организм от высыхания.

Комплексная природа лишайников позволяет им получать питание не только из почвы, но и из воздуха, атмосферных осадков, влаги росы и туманов, частиц пыли, оседающей на слоевищах. Поэтому лишайники обладают уникальной способностью существовать в крайне неблагоприятных условиях, часто совершенно непригодных для других организмов, - на голых скалах и камнях, крышах домов, коре деревьев и даже на стекле.

Вегетативное тело лишайников целиком состоит из переплетения грибных гиф, между которыми располагаются водоросли.

У большинства лишайников плотные сплетения грибных нитей образуют верхний и нижний корковые слои :

под верхним корковым слоем располагается слой водорослей, где осуществляется фотосинтез и накапливаются органические вещества.

ниже находится сердцевина, состоящая из рыхло расположенных гиф и воздушных полостей. Функция сердцевины - проведение воздуха к клеткам водорослей. Стенки клеток гриба перфорированы, и клетки соединяются цитоплазматическими мостиками. Оболочки гиф утолщены, обеспечивая механическую устойчивость слоевища. У многих лишайников гифы могут ослизняться. Лишайниковые грибы также имеют жировые гифы в местах прикрепления к субстрату.

Лишайнику присущи биологические свойства , которых нет у гриба и водоросли, взятых отдельно, когда гриб обеспечивает водоросли водой и минеральными солями, а сам пользуется органическими веществами, синтезируемыми водорослью.

Известно более 20 тыс. видов лишайников.

Слоевища лишайников обычно серого, светлого или темно-бурого цвета. Возраст их достигает десятков и даже сотен лет.

Лишайники широко распространены , являются пионерами в освоении скудных местообитаний.

Характерен медленный рост. В силу крайне малой скорости накопления органических веществ ежегодный прирост слоевища невелик и составляет в среднем 0,5-0,7 мм в год.

В зависимости от строения, внешнего вида слоевища выделяют:

Накипные лишайники (около 80% видов) имеют таллом в виде тонкой корочки, прочно срастающейся с субстратом и неотделимой от него.

Листоватые лишайники наиболее высокоорганизованные имеют вид чешуек или пластинок, прикрепляющихся к субстрату пучками гиф.

Кустистые лишайники представляют собой кустики, образованные тонкими ветвящимися нитями или стволиками, прикрепленными к субстрату лишь основаниями.

Размножение лишайников :

главным образом, вегетативным путем - кусочками слоевищ и спорами, которые образует гриб

особыми специализированными образованиями - соредиями и изидиями, возникающими под верхней корой слоевища и состоящими из клеток водоросли, окруженных гифами гриба. При разрывании коркового слоя они разносятся ветром и, попав в благоприятные условия, сразу начинают разрастаться в новое слоевище.

Лишайники являются настолько своеобразной группой живых организмов, что у исследователей до сих пор нет единого мнения об их положении в системе органического мира .

Существуют две точки зрения на лишайники.

Согласно первой , лишайники - самостоятельный таксон (наличие специфических жизненных форм, накипные и кустистые слоевища, способность расти на субстратах, непригодных для роста растений, например, камни, специфический способ размножения как комплексного организма при помощи соредий и изидий, медленный рост и особенный тип метаболизма, в результате которого образуются специфические лишайниковые кислоты, отсутствующие у грибов и автотрофов).

Согласно второй , это биологическая, а не систематическая группа; лишайникам свойственны два важнейших признака, характерных только для растений, - это автотрофный способ питания и неограниченный рост на протяжении сотен лет; гриб, входящий в организм лишайника, будучи отделен от автотрофа, существовать не может. Автотрофы, в том числе и водоросли как представители растений, могут жить самостоятельно.

Лишайники играют важную роль в наземных биоценозах (круговорот веществ, образование почвенного гумуса, индикаторы экологической обстановки). В хозяйственной деятельности: ягель (корм), в пищу, для парфюмерной промышленности, в производстве антибиотиков и др.

Высшие растения

К высшим относятся растения, развитие которых сопровождается образованием зародыша, а тело расчленено на стебель, корень и лист. Это сложные многоклеточные организмы, клетки которых дифференцированы и образуют различные ткани. Архегонии и антеридии многоклеточные (или редуцированные), спорангии многоклеточные.

Появились на Земле в результате выхода на сушу водорослей в силурийском периоде палеозойской эры.

Наземные высшие растения представлены:

споровыми: моховидные, риниофитовидные, плауновидные, хвощевидные, папоротниковидные

Отдел риниофитовидные (ринии)

Первые наземные, ныне вымершие, высшие споровые растения, обитавшие на Земле в силурийском и девонском периодах палеозойской эры; предки высших споровых растений.

Тело представлено безлистными фотосинтезирующими ветвящимися стеблями, на концах которых – спорангии.

В цикле развития преобладал спорофит.

Отдел моховидные

Обособленная группа высших растений, развитие которой привело к эволюционному тупику, т.к. в их жизненном цикле гаплоидный гаметофит преобладает над спорофитом. По своему строению и образу жизни мхи являются как бы связующим звеном между низшими и высшими растениями.

Моховидные существовали уже в каменноугольном.

Это в основном многолетние растения, широко распространенные во влажных местообитаниях, - на болотах, в лесах, на сырых лугах, в воде. Обычно размеры мхов составляют от 1 мм до 20-40 см. Водные и эпифитные мхи имеют стебли до 60 см и более.

По строению мхи представляют собой слоевище или же имеют стебель и листья.

Характерный признак мхов - отсутствие корней и сосудисто-проводящих пучков. Всасывание воды и прикрепление к субстрату осуществляются ризоидами - выростами эпидермиса.

Классы:

печеночные мхи, или печеночники (маршанция)

антоцеротовые

листостебельные мхи (кукушкин лен, сфагнум).

Размножаются мхи бесполым, половым и вегетативным способами.

На растенииобразуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами (на верхушках стеблей). При наличии капельно-жидкой влаги сперматозоиды с токами воды - переносятся к архегониям и оплодотворяют яйцеклетки - зигота - диплоидная коробочка на ножке – спорофит (живущий за счет гаметофита). В коробочке специальная спорогенная ткань делится путем мейоза - гаплоидные споры - выпадают на почву - из них вырастают предростки (протонемы, похожие на водоросли), на них – новые гаплоидные растения мха.

Вегетативное размножение мхов осуществляется специальными выводковыми почками, подземными побегами, участками вегетативного тела.

Мхи образуют залежи торфа, играют роль в природе как накопители влаги и регуляторы водного баланса лесов.

Отдел плауновидные

Очень древняя группа растений, произошедших от риниофитов в середине девонского периода палеозойской эры и достигшая расцвета в каменноугольном периоде; высшие споровые.

Древние древовидные плауны вымерли в палеозое, дав залежи каменного угля.

Это травянистые многолетние вечнозеленые растения, живущие на земле или стволах деревьев. Живут до ста лет.

Плауны имеют прямостоячие, ползучие, полегающие, свисающие или стелющиеся побеги.

На прямостоячих стеблях образуются спороносные колоски со спорангиями из спорогенной ткани (2n) - путем мейоза - гаплоидные споры, которые высыпаются в почву и через 12 – 15 лет из них развивается гаплоидный заросток с архегониями и антеридиями (обоеполый гаметофит), питающийся гетеротрофно за счет симбиоза с грибами. После опдодотворения в архегонии образуется зигота, из которой вырвстает новый плаун (диплоидный спорофит).

В цикле преобладает спорофит.

Плаунам свойственно также вегетативное размножение - почками, побегами.

Некоторые плауны ядовиты. Споры плаунов используют в медицине в качестве детской присыпки (натуральный тальк), ветеринарии, а также в промышленности для получения желтой и зеленой красок.

Отдел хвощевидные

произошли от риниофитов (псилофитов). Ископаемые древовидные формы вместе с папоротниками и плаунами формировали леса каменноугольного периода около 300 млн лет назад. В настоящее время сохранилось всего около 30 видов, распространенных преимущественно во влажных местах.

Современные хвощи - многолетние травянистые растения с жестким стеблем (зелеными и бурыми побегами) и хорошо развитыми корневищами (горизонтальными и вертикальными), от которых отходят придаточные корни и образуются клубеньки (с запасенным крахмалом).

В отличие от остальных споровых растений хвощевидные характеризуются:

членистостью (метамерностью) побегов, т. е. их стебли расчленены на узлы и междоузлия. На стебле в узлах расположены мутовки мелких чешуевидных листьев

накоплением кремнезема в стенках клеток всего растения, играющего механическую и защитную роль.

Хвощи довольно широко распространены в основном в северном полушарии. Они поселяются в местах с достаточным увлажнением.

Весной на корневищах вырастают бурые побеги , которые заканчиваются спороносными колосками , в которых – спорангии , в них путем мейоза формируются гаплоидные споры . Из спор развиваются гаметофиты (заростки) – раздельнополые или обоеполые – с антеридиями и архегониями. Оплодотворение у хвощей осуществляется в присутствии капельно-жидкой влаги. Зигота прорастает в спорофит .

После созревания и осыпания спор весенние спороносные побеги хвоща отмирают, а вместо них образуются летом из этого же корневища другие светло-зеленые побеги спорофита, называемые вегетативными. По своему строению вегетативные побеги резко отличаются от спороносных. Они сильно ветвятся, ветви расположены на стебле мутовчато и покрыты редуцированными чешуйчатыми листьями. На вегетативных побегах споры не образуются, их функция иная: они осуществляют процесс фотосинтеза.

Большого практического значения хвощи не имеют, хотя некоторые виды (хвощ пестрый) являются кормовыми растениями для северных оленей. В агрономической практике хвощи рассматриваются как злостные сорняки, а иногда как вредные и ядовитые для животных растения лугов и пастбищ.

Отдел папоротниковидные

– произошли от риниофитов в девоне и достигли расцвета в каменноугольном периоде палеозойской эры, когда занимали на суше огромные территории.

В настоящее время папоротниковидные сохранились в виде травянистых растений в лесах умеренной зоны и в виде древовидных форм и лиан в тропиках. Это многолетние растения, возраст отдельных особей составляет 300 лет и более.

Тело: стебли (у трав – корневища), придаточные корни, листовидные органы – вайи, на которых расположены спорангии , где путем мейоза образуются гаплоидные споры . Из спор на почве развиваются заростки (обоеполые гаплоидные гаметофиты) в виде зеленой пластинки с ризоидами. На них формируются гаметангии – антеридии и архегонии. С водой сперматозоиды из антеридиев переносятся в архегонии, оплодотворяют яйцеклетку. В результате образуется зигота , из которой вырастает новый папоротник – диплоидный спорофит .

В цикле развития папоротников преобладает бесполое поколение - спорофит (растение с крупными листьями, на котором образуются спорангии со спорами), гаметофит сильно редуцирован.

Семенные папоротники в настоящее время вымерли, они являются родоначальниками более высоко организованных растений - голосеменных. Наиболее широко распространенный в настоящее время вид папоротников - щитовник мужской.

Жизненный цикл папоротника:

1 - заросток (гаметофит);

2 - архегоний (женский орган полового размножения);

3 - антеридий (мужской орган полового размножения);

4 - зигота;

5 - молодой спорофит;

6 - спорофит;

7 - сорусы на обратной стороне листа;

8 - спорангий;

9 - споры;

10 - прорастание споры

В процессе эволюции число спор в спорангиях прогрессивно уменьшается. Многие виды папоротников (равноспоровые ) образуют споры, одинаковые по строению и физиологическим свойствам. Из таких спор при прорастании развивается обоеполый гаметофит - заросток. У разноспоровых папоротников спорангии образуют споры неравной величины: мелкие микроспоры и более крупные мегаспоры. Из микроспор развиваются мужские гаметофиты, продуцирующие сперматозоиды, из мегаспор - женские гаметофиты (гаметофиты однополые, имеют более простое строение). Биологические преимущества разноспоровости заключаются в том, что гаметофит развивается внутри споры за счет накопления в ней питательных веществ.

Папоротники используют в хозяйстве как источник соединений азота, употребляют в пищу, корневище щитовника-в медицинских целях.

Семенные растения

Размножаются семенами, пыльца переносится с помощью ветра. Вместо сперматозоидов (передвигающимся в воде) – спермии, которые поступают в семязачатки по пыльцевой трубке при прорастании пыльцы.

Женские заростки развиваются внутри семязачатка и защищены от высыхания, повреждения, вытаптывания. Все это дало преимущества семенным растениям перед споровыми в условиях сухости, наступившей в мезозое.

Отдел голосеменные

Растения, размножающиеся семенами, но не образующие плодов.

Семена лежат открыто (голо) на семенных чешуях шишек.

Шишки бывают:

семенные (дающие семена)

пыльниковые (дающие пыльцу)

Семя образуется в мегаспорангии (семязачаток или семяпочка ). Мегаспора постоянно находится внутри мегаспорангия: здесь развивается женский гаметофит, образуется яйцеклетка и происходит оплодотворение. Из оплодотворенной яйцеклетки формируется зародыш, а сам семязачаток превращается в семя.

Следовательно, процесс оплодотворения у семенных растений не нуждается в воде, и это громадное преимущество обусловило их повсеместное распространение и превратило в доминирующие группы во всех биоценозах. В связи с этим мужские гаметы (спермии), возникающие внутри микроспоры , утрачивают органоиды движения - жгутики и теряют подвижность.

Классы :

семенные папоротники,

беннеттитовые, (полностью вымерли)

саговниковые,

гнетовые,

гинкговые,

хвойные.

Наиболее широко голосеменные были распространены в конце палеозойской и в мезозойскую эру. В конце каменноугольного периода на Земле климат изменился в сторону сухости и похолодания. Голосеменные растения оказались наиболее приспособленными к новым суровым условиям. Большинство голосеменных относятся к древесным или кустарниковым вечнозеленым растениям . Травянистых растений среди голосеменных нет. Наиболее распространены хвойные (сосна, ель, пихта, лиственница, кедр, кипарис, можжевельник).

Современные голосеменные характеризуются наличием мелких листьев, чаще всего в виде иголок (хвоинок). Только вымершие виды голосеменных и небольшая группа представителей более древних, поныне живущих голосеменных (саговники), имеют крупные листья. Листья у листопадных видов (лиственница) мягкие, плоские, располагаются спирально или пучками.

Стебель включает:

кору (очень тонкая),

древесину (заполняет почти всю массу ствола; содержит очень мало паренхимы и на 90% представлена проводящей тканью - трахеидами, не имеет сосудов. Фильтрация жидкости с помощью трахеид осуществляется через поры, наибольшее число которых сосредоточено на концах трахеид, в местах соединения клеток). В коре и древесине имеются смоляные ходы, заполненные эфирными маслами, смолой. Большинство хвойных в стволе имеют кольца прироста древесины, обусловленные сезонной периодичностью активности камбия.

слабо выраженную сердцевину (развита слабо)

У хвойных стержневой корень, от которого отходят боковые.

Корни часто образуют микоризу .

Размножаются:

преимущественно семенами

очень редко вегетативно

Процесс оплодотворения у них значительно усложнен.

У более древних представителей голосеменных (саговники, гинкго) оплодотворение женских клеток происходит сперматозоидами, которые имеют жгутики, но передвижение их происходит не в воде, а в жидкости особой пыльцевой камеры. В процессе же эволюции у большинства представителей голосеменных (сосна, ель, кедр, кипарис и др.) сперматозоиды заменяются спермиями, которые утрачивают жгутики. Они пассивно передвигаются к яйцеклетке пыльцевыми трубками. Такой процесс оплодотворения голосеменных является результатом лучшего приспособления к наземному образу жизни, при котором растения не всегда располагают водой, необходимой для переноса сперматозоидов.

Преобладает спорофит - само растение.

Половое поколение - гаметофит - у голосеменных еще в большей степени редуцировано, чем у их предшественников - папоротников:

женский гаметофит состоит из заростка и архегониев

мужской гаметофит представляет собой проросшую микроспору и в отличие от предшествующих высших споровых растений совершенно лишен антеридиев.

Мужские спорангии - пыльники и женские - семязачатки развиваются на чешуях соответственно мужских и женских шишек:

мужская шишка (зеленые) состоит из оси, одетой чешуйками, на нижней стороне которых – два микроспорангия (пыльцевых мешка ). В них в результате мейотических делений возникают гаплоидные мелкие микроспоры , дающие начало сильно редуцированному гаметофиту , состоящему из 3 клеток – вегетативной, генеративной и базальной . Гаметы – 2 спермия – образуются при делении генеративной клетки. Мужской заросток с двумя спермиями – пыльцевое зерно (пыльца, формируется в пыльцевых мешках мужских шишек).

Женские шишки (красноватые) также состоят из оси, на которой расположены семенные чешуйки, они возникают на концах побегов текущего года. Чешуи состоят из двух частей: наружной - кроющей и внутренней - семенной. На семенных чешуях формируются по два семязачатка (семяпочки) – выполняет функцию спорангия . Споры из спорангия не выпадают наружу, а прорастают внутри него. Обычно из 4 спор прорастает одна, остальные разрушаются. Из крупной мегаспоры образуется женский заросток с 2 архегониями , в каждом – по 1 яйцеклетке . Семязачатки с женскими заростками находятся на чешуях женских шишек.

Выбрасываемая из пыльцевых мешков пыльца (мужской гаметофит ) при помощи ветра попадает на женскую шишку и прилипает, так как семяпочки выделяют сахаристую липкую жидкость. При прорастании пыльцевого зерна образуется пыльцевая трубка , врастающая в архегонии, и освобождает спермии , которые по трубке проводятся к яйцеклетке . Через 12-14 месяцев происходит внутреннее оплодотворение (одним спермием, второй разрушается) без участия воды.

Попав в благоприятные условия, семя прорастает и дает новый спорофит , который вырастает в дерево.

Таким образом, расселение голосеменных осуществляется с помощью зачатков спорофита - семян. В отличие от покрытосеменных питательная ткань семени у голосеменных растений - гаплоидна (а не триплоидна). Семязачатки и семена развиваются открыто - на верхней поверхности семенных чешуи женских шишек.

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

Жизненный цикл зелёных водорослей

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Общие выводы

1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.

2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.

3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.

Жизненный цикл высших растений состоит из двух ритмически чередующихся фаз, или «поколений» (рис. 1), -- полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). Половые органы развиваются на гаметофите. Гаметофит может быть обоеполым. В таком случае на нем развиваются как антеридии, так и архегонии. Но у подавляющего большинства высших растений (в том числе у всех голосеменных и цветковых растений) он однополый и несет или только антеридии (мужской гаметофит), или только архегонии (женский гаметофит). В результате оплодотворения, т. е. слияния мужской гаметы с женской, образуется новая клетка с двойным набором хромосом (отцовским и материнским), называемая зиготой.

У высших растений, в отличие от низших, зигота дает начало многоклеточному зародышу. В результате роста и дифференциации зародыша развивается спорофит. Как и зигота, все клетки зародыша и развивающегося из него спорофита характеризуются удвоенным числом хромосом.

На спорофите образуются спорангии, в которых развиваются споры -- очень маленькие, обычно едва различимые невооруженным глазом одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения. При образовании спор число хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое, и поэтому каждая спора по отношению к клеткам спорофита является гаплоидной.

У многих высших растений, например у большинства папоротников, каждая спора дает начало обоеполому гаметофиту, на котором развиваются как антеридии, так и архегонии. Однако у большинства высших растений имеются спорангии двух типов: микроспорангии, в которых образуются более мелкие микроспоры, и мегаспорангии, в которых развиваются более крупные мегаспоры. Каждая микроспора дает начало одному мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуется по одному женскому гаметофиту. Поэтому некоторые авторы, например Б. М. Козо - Полянский, называют микроспоры «мужскими спорами», а мегаспоры -- «женскими спорами». На мужском гаметофите развиваются только антеридии, а на женском -- только архегонии.

Как половая, так и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генетически не тождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, поэтому половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе.

При бесполом размножении наследственные особенности передаются без изменений и могут легко закрепляться в ряду поколений, при этом как бы «тиражируется» наследственный материал родительской особи и возможен быстрый рост численности. Однако чаще всего у растений осуществляется именно чередование полового и бесполого поколений.

У всех высших растений, кроме мохообразных, в жизненном цикле преобладает спорофит, гаметофит развит слабее и относительно недолговечен. Спорофиты представляют собой крупные многоклеточные организмы со сложным анатомическим строением и расчленением тела на органы - стебли, листья, корни (настоящие или придаточные).

Таким образом, полный жизненный цикл высшего растения от зиготы до зиготы состоит из гаметофазы (гаметофита) и спорофазы (спорофита). Благодаря этому в жизненном цикле высшего растения проявляется своего рода «двойственная индивидуальность», и притом в двух разных формах. У многих высших растений (плаунов, хвощей и папоротников) эти фазы представляют собой как бы отдельные физиологически самостоятельные существа. У мхов и особенно у семенных растений одно из двух поколений соподчинено другому и в физиологическом от ношении как бы сведено к его органу. Но хотя физиологически они и перестали быть здесь отдельными поколениями (самостоятельными существами), по своему происхождению они вполне им соответствуют, и к ним вполне можно применять термины «гаметофит» и «спорофит».

Решение задач ЕГЭ по жизненному циклу растений
Понятие о жизненном цикле растений
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).
Жизненный цикл зелёных водорослей
В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).
Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
Ответ:
1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)
У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).
В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).
Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита - коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1. В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
Лекция
Жизненный цикл папоротников
У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n). (Демонстрация слайдов).
Схема 3. Жизненный цикл папоротников
Практикум
Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1. В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
2. В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется из гаплоидной споры (n) путём митоза.
Лекция
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).
На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.
На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.
Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема 4. Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Практикум
Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1. В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.
2. В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1. В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Жизненный цикл покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).
В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений
Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
Ответ:
1. В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой (2n).
Общие выводы
1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.
2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.
3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.