Размножение и посадка: вегетативное размножение. Тема: Вегетативное размножение Значение вегетативного размножения

Вегетативное размножение это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Данный способ размножения широко распространен в природе. Вегетативным способом размножаются водоросли, высшие растения. Вегетативное размножение бывает естественным и искусственным. Естественное вегетативное размножения происходит несколькими путями: - фрагментация материнской особи (моховидные); - разрушение участков наземно-ползучих и полегающих побегов (плауны, голосеменные, цветковые); - с помощью особых структур (клубни, луковицы, корневища, клубнелуковицы, пазушные почки, придаточные почки на листьях или корнях), специально предназначенных для вегетативного размножения. Вегетативное размножение

Искусственное вегетативное размножение осуществляется при участии человека. В практике сельского хозяйства искусственное вегетативное размножение обладает рядом преимуществ над семенным: обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма; ускоряет получение большого количества продуктивных потомков. Вегетативное размножение

Орган растения Способ размножения Надземные побеги1. Черенками 2. Усами (столонами) 3. Ползучими побегами 4. Делением куста 5. Отводками 6. Прививки (сближением, черенком - в расщеп, под кору, копулировка,окулировка) Подземные побеги1. Корневищем 2. Клубнем 3. Луковицами Корень1. Корневыми отпрысками 2. Корневыми черенками 3. Корнеклубнями Лист1. Листьями 2. Листовыми черенками 3. Листовыми детками Культура тканей1. Использование каллуса 2. Выращивание растений из клеток Способы вегетативного размножения.

Размножение надземными побегами – черенками, усами, ползучими побегами, делением кустов, отводками, прививкой. 1. Черенками (смородина, традесканция) – разделение особи на несколько частей, каждая из которых регенерирует в новую особь. На поверхности почвы у черенка смородины оставляют две почки, сажают черенок под углом, чтобы было достаточно воздуха и минеральных солей. Черенки традесканции можно поместить в воду до появления корней, можно сразу посадить в почву и закрыть банкой для сохранения воды в почве. Вегетативное размножение

6. Размножение прививкой. Черенок или почка с прилегающим к ней участком коры и древесины (глазок), привитые на другое растение, называют привоем. Подвой растение, к которому осуществлена прививка. Прививка позволяет использовать корневую систему подвоя для сохранения или размножения определенного сорта. Два основных типа прививок: Вегетативное размножение

Прививка под кору. Привой также тоньше подвоя. На подвое делают горизонтальный срез под стеблевым узлом, кору надрезают в вертикальном направлении и осторожно отворачивают ее края. На привое делают срез в виде полуконуса, вставляют его под кору, зажимают отворотами коры и обвязывают. Копулировка. Применяется в том случае, если привой и подвой имеют одинаковую толщину. На привое и подвое делают косые срезы и совмещают их, обеспечив плотность соединения. Вегетативное размножение

Размножение корневищем. К корневищным растениям относятся пырей, купена, кислица, хвощ полевой и другие дикорастущие растения. У многих корневища ветвятся, и при отмирании старых частей происходит обособление новых растений. Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей. Вегетативное размножение

Клубень. Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями, наиболее известны картофель и топинамбур. Их можно размножать, высаживая целые клубни. Но при посадке целого клубня верхушечная почка тормозит развитие остальных. Поэтому клубни рекомендуется резать на части, так как это нарушает доминирование верхушечной почки. Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей. Вегетативное размножение

Луковица. В сельскохозяйственной практике луковицами размножают лук, чеснок, декоративные растения: тюльпаны, нарциссы, гиацинты и другие. Вегетативное размножение луковичных растений осуществляют разросшимися взрослыми луковицами, детками, отдельными чешуями. Клубнелуковица. К клубнелуковичным растениям относятся гладиолус, крокус, водяной орех. Может образоваться одна или несколько клубнелуковичек. Размножение подземными побегами – корневищем, клубнем, луковицей, клубнелуковицей. Вегетативное размножение

Размножение листьями. Листовой черенок представляет собой листовую пластинку с черешком или часть листовой пластинки. Листовыми черенками размножаются бегонии, узумбарская фиалка (сенполия). Листовые черенки могут воспроизводить придаточные корни и почки. Листовыми детками. На листьях бриофиллума в углах зубчиков листовой пластинки образуются придаточные почки, развивающиеся в новые растения с придаточными корнями. Опадая, они закрепляются в почве. Вегетативное размножение

Размножение корнями. Корневые отпрыски побеги, возникающие из придаточных почек на корнях. Корневыми отпрысками размножается растения, легко образующие на корнях придаточные почки: вишня, слива, малина, сирень, осина. Корневые отпрыски обычно выкапывают и пересаживают в период покоя растения. Корневой черенок представляет собой часть корня. Ими размножаются виды, на корнях которых легко развиваются придаточные почки: хрен, малина, вишня, розы. Корневые клубни. Представляют собой утолщения боковых корней. Корневыми клубнями размножаются батат, в декоративном садоводстве георгин. При размножении георгинов необходимо брать корневые клубни с основанием стебля, несущим почки, так как корнеклубни почек не образуют. Вегетативное размножение

Размножение культурой ткани. Культура ткани представляет собой рост тканей или органов на искусственных средах. Метод культуры тканей позволяет получать клоны некоторых высших растений. Клонирование получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Клонирование используется для размножения ценных сортов растений и для оздоровления посадочного материала. Вегетативное размножение

Орган растения Особенности размножения Надземные побеги1. Черенками 2. Усами (столонами) 3. Ползучими побегами 4. Делением куста 5. Отводками 6. Прививки (сближением, черенком - в расщеп, под кору, копулировка,окулировка) Подземные побеги1. Корневищем 2. Клубнем 3. Луковицами Корень1. Корневыми отпрысками 2. Корневыми черенками 3. Корнеклубнями Лист1. Листьями 2. Листовыми черенками 3. Листовыми детками Культура тканей1. Использование каллуса 2. Выращивание растений из клеток Повторение

Другой вариант бесполого размножения осуществляется путем отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Вегетативное размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение -- отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.

Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к половому размножению.

3. Половое размножение

Принципиальное отличие полового размножения от бесполого состоит в том, что в нем участвуют обычно два родительских организма, признаки которых перекомбинируются у потомства. Половое размножение свойственно всем эукариотам, но преобладает оно у животных и высших растений.

Переход к этому типу размножения имел огромное значение для эволюции жизни на Земле. Половое размножение создает бесконечное разнообразие особей, в том числе и таких, которые успешно адаптируются к изменчивым внешним условиям, «завоевывают мир», распространяясь в новые места обитания, и оставляют потомство, передавая ему свой наследственный материал. Потомки же двух успешных родительских особей могут оказаться обладателями еще более удачной комбинации наследственных признаков, и соответственно они разовьют успех родителей. Особи с неудачной комбинацией признаков будут элиминированы естественным отбором. Таким образом, половое размножение создает богатый материал для естественного отбора и эволюции. Любопытно и другое: само возникновение особи как индивидуальности, неделимого и смертного существа, является результатом перехода к половому размножению. При бесполом размножении клетка бесконечно делится, повторяя саму себя: она потенциально бессмертна, но особью может быть названа только условно, так как не отличима от неопределенного множества дочерних клеток. При половом размножении, напротив, все потомки различаются между собой и отличаются от родителей, а те с течением времени умирают, унося с собой свойственные им неповторимые особенности. Американский зоолог Р.Хегнер, обсуждая простейших, выразил это таким образом: «Они приобрели очередное новшество - пол; цена этого приобретения - неминуемая естественная гибель... Не велика ли эта цена?»[ Гормональная регуляция размножения у млекопитающих. М., 1987] Подчеркнем однако, что одновременно открылись возможности для развития и совершенствования, и они привели к появлению разнообразных живых форм, не сопоставимых по уровню организации с теми организмами, которые остановились на бесполом размножении.

3.1. Половое размножение животных

Переход к половому размножению связан с появлением специализированных половых клеток - мужских и женских гамет, в результате слияния которых (оплодотворения) образуется зигота - клетка, из которой развивается новый организм, обладающий новой комбинацией исходных генетических признаков.[ Мэйнард Смит Дж. Эволюция полового размножения. М., 1981]

Половое размножение впервые появилось у простейших, но переход к нему не был связан с немедленной утратой способности к репродукции бесполым путем: ряд животных сохранили ее, обычно чередуя бесполое размножение с половым. Такое чередование поколений наблюдается у некоторых простейших, кишечнополостных и оболочников.

3.2. Гаметы и гонады

Основой образования гамет (гаметогенеза) служит мейоз - клеточное деление с уменьшением вдвое числа хромосом, вследствие чего гаметы, в отличие от всех других клеток организма, гаплоидны. Слияние гамет восстанавливает число хромосом в зиготе до диплоидного. Последующее деление зиготы происходит путем митоза. Отметим, что у всех многоклеточных организмов деление всех клеток тела, кроме половых, происходит путем митоза. Следовательно, бесполое размножение клеток посредством деления надвое сохранилось в эволюции как основной механизм роста и развития организма, но не его репродукции.

У многих простейших половое размножение происходит с участием морфологически одинаковых мужских и женских гамет (у фораминифер, например, они представлены очень мелкими клетками, образующимися в гаплоидной родительской клетке в цикле чередования поколений). Такое явление называется изогамией. Она свойственна только одноклеточным.

Однако уже у некоторых простейших, например споровиков, и у всех многоклеточных организмов произошла дифференциация гамет: они стали различаться по форме и функции - возникла гетерогамия, т.е. разделение половых клеток на яйца (женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы).

Большинству животных свойственна т.н. оогамия: крупная неподвижная яйцеклетка (яйцо) и мелкий подвижный сперматозоид, за счет активных движений которого происходит его контакт с яйцом, ведущий к оплодотворению.

У губок и некоторых ресничных червей половые клетки рассеяны в теле и выводятся через разрывы стенки тела или через ротовое отверстие, но у многих плоских червей (а в зачаточной форме - и у гидры) появились гонады - специальные железы, продуцирующие гаметы. Мужские гонады - это семенники, женские - яичники. Правда, у таких гермафродитных животных, как брюхоногие моллюски, мужские и женские половые клетки созревают в одной и той же гонаде, но обычно в разное время, так что гонада функционирует то как семенник, то как яичник, и самооплодотворения не происходит. У других гермафродитных животных, например плоских червей или пиявок, одна особь содержит и яичники, и семенники; однако даже в случае одновременного созревания яиц и сперматозоидов животное избегает самооплодотворения и обычно спаривается с другой особью (исключение составляют, например, солитеры (цепни), одиночно живущие в кишечнике). Гермафродитизм наиболее распространен у червей и моллюсков и редко встречается у более высокоорганизованных форм - иглокожих, членистоногих и позвоночных; с другой стороны, он довольно редок и у таких древнейших многоклеточных, как кишечнополостные и в частности медузы.

Уже у некоторых червей и моллюсков в дополнение к гонадам сформировались половые протоки - семяпроводы и яйцеводы. Гонады и половые протоки составляют основные функциональные части внутренних половых органов, и они имеются у всех более высокоорганизованных животных.

На основе этих положений и громадного количества экспериментальных данных русский ученый Н.П. Кренке (1892–1939) создал замечательную теорию, дающую ответ и на вопрос о старении или «бессмертии» сортов, размножаемых вегетативно.

Согласно этой теории растительный организм, как и всякий другой, в процессе своего онтогенетического развития стареет. Старение растения происходит непрерывно, но неравномерно. Наряду с процессом общего индивидуального старения происходит непрерывное омоложение растения. Такое омоложение совершается при развитии каждого нового побега. Таким образом, общее развитие растения (взятого в конкретной форме растительной особи, или en masse, т.е. в виде преемственного ряда вегетативно размноженных отпрысков) является борьбой и единством двух противоположных процессов: старения и омоложения.

Размножение воздушными отводками

Общая степень омоложения растительного организма, по мере его развития, прогрессивно падает. В процессе онтогенетического развития растения старение выражается в прогрессивном отставании процессов омоложения. Сначала эти процессы идут весьма интенсивно, развитие растительного организма имеет восходящий характер, и растение достигает максимальной мощности. Затем эта интенсивность процессов начинает постепенно падать – растение становится более слабым.

Однако, поскольку растение представляет собой сложный организм, индивидуальность которого слилась с колониальностью, различные органы его (побеги, листья, являющиеся в то же время членами единой колонии) должны считаться в каждый данный момент неодновозрастными.

Каждый из органов растения, согласно учению Кренке, имеет как свой собственный, так и общий возраст. Собственный возраст какого-нибудь листа определяется периодом времени, протекшим от закладки этого листа до настоящего момента. Но тот же самый лист обладает и общим возрастом, который зависит от положения листа на растении и от возраста того растения, на котором этот лист развился. Два листа – ровесники по собственному возрасту – будут все же разновозрастными, если один из них развился на молодом растении, а другой – на старом растении.

Отсюда проистекает возможность управлять процессами старения и омоложения растений при их вегетативном размножении. Теория Кренке дает указания, как нужно выбирать материал для прививки, окулировки и черенкования. Материал, общий возраст которого является более молодым, будет легче укореняться и даст при своем развитии более мощную вегетативную массу. Материал более старый по общему возрасту, скорее придет к цветению и плодоношению. Если вырождение растительных сортов от вегетативной старости и существует (вероятность чего Кренке защищает), то оно идет настолько медленно, особенно у большинства древесных и кустарниковых растений, что едва ли в настоящее время борьба с вырождением сортов плодовых деревьев является задачей неотложной. Однако такую борьбу с вырождением сортов Кренке считал теоретически вполне возможной и указывал методы борьбы, логически вытекающие из его учения о циклическом старении и омоложении растений.

Размножение вертикальными отводками

Особое значение теория Кренке приобретает в тех отраслях растениеводства, где при заложении новых плантаций путем черенкования или прививки имеется в виду либо получение большой вегетативной массы (например, сбор листа), либо ускорение плодоношения. И в том, и в другом случае сознательный выбор материала для черенкования и прививок, рекомендованный Кренке, открывает возможность управления урожаем.

Задачи : углубить и конкретизировать понятия о способах вегетативного размножения; учить практическим умениям размножать растения и ухаживать за ними; воспитывать любовь к труду и бережное отношение к растениям.

Оборудование : комнатные растения пеларгония (6-8 шт.), фуксия (3-5 шт.), бриофиллум (3 шт.), бегония-рекс (2-3 шт.), традесканция (5-6 шт.), кливия (1 шт.), аспарагус (1 шт.); ящики с почвой (10-12 шт.); скальпели; линейки; посадочные палочки; лейки.

Методические рекомендации . Занятие лучше проводить в школьной теплице или оранжерее. Если их нет, то урок проводят в биологическом кабинете, готовят чистый прокаленный песок, перегнойную почву, скальпели, посадочные ящики, палочки, растения. Перед уроком следует соединить по два стола, покрыть их пленкой или бумагой, расставить необходимое оборудование для работы по звеньям. Проводится беседа о способах вегетативного размножения. Затем учитель определяет задачи по участию школьников в озеленении школы, по размножению комнатных растений и уходу за ними. Перед выполнением практической работы учитель показывает, как черенкуют пеларгонию: на черенке должно быть 2-3 почки, срез черенка делают косо (под углом). Учитель проделывает все операции: размечает линейкой поверхность в ящике на квадраты 10×10 см или 6×6 см. Делает посадочной палочкой ямку глубиной 2-3 см и сажает черенок под углом 45°, уплотняет почву и поливает из маленькой лейки. Так же последовательно проделывает все операции по размножению листом, при этом обращает внимание учащихся на то, что надрезы делают в месте соединения центральной и боковой жилок. На листе может быть до десяти надрезов. Для ознакомления с размножением корневыми отпрысками учитель демонстрирует кливию, луковичные растения (тюльпаны, нарциссы, амариллисы, кринумы). При выполнении практической работы каждое звено получает задание:

Рассмотрите пеларгонию, подсчитайте количество почек на каждом стебле. Определите, сколько черенков можно нарезать, учитывая, что на каждом черенке должно быть не менее двух почек, а длина черенка 5-8 см. Черенок - это часть стебля, отделенная от материнского растения. Нарезайте черенки под углом. С нижней части черенка удалите скальпелем листья.
Подготовьте лунки в ящике при помощи посадочных палочек. Расстояние между ними должны быть 10 и 10 или 6 и 6 см. В лунку насыпьте щепотку песка. Затем посадите черенок под углом 45°.
Аккуратно присыпьте почву к черенку. Полейте и прикройте стеклом или целлофаном. Так же следует черенковать традесканцию.
Срежьте один лист бегонии-реке с черешком. Рассмотрите жилки с. нижней стороны. Как лучше их надрезать? Соблюдайте стерильность. По центральной жилке делают 2-3 надреза, на боковых - по одному.
Подготовьте ящик с песком. Черешок листа углубите в песок, а нижнюю часть листовой пластинки положите горизонтально к поверхности песка в ящике: лист накройте стеклянным колпаком или стеклом. Увлажните почву.
На этикетке напишите название растения, дату посадки и список членов звена. Уберите рабочее место. После выполнения работы ящики ставят в условленное место в уголке живой природы или кабинете. Учитель комментирует отношение к работе учащихся, участие каждого в звене. Учащиеся записывают в тетради схему наблюдения за черенками.