Мох кукушкин лен: строение и размножение растения. Решение задач на егэ по жизненному циклу растений После оплодотворения у кукушкина льна развиваются споры
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.
Кукушкин лен, или политрихум, - вид мха, растущий в местах с повышенной влажностью. В России растение распространено в северных и центральных регионах. Мох предпочитает заболоченные участки с обилием солнечного света.
Строение кукушкиного льна
Темно-зеленый стебель вырастает до 12–17 см в высоту. Заостренные линейно-шиловидные листья не имеют черешков. Внизу стебля расположены ризоиды - нитевидные образования, прикрепляющиеся к субстрату и проводящие питательные вещества в клетки растения.
Источник: Depositphotos
Мох кукушкин лен состоит из мужских и женских растений
Первичный стебель расположен горизонтально к почве, не имеет листьев. Вторичный стебель разветвленный, покрыт листовыми пластинами. Листья, расположенные вблизи ризоидов, развиваются в форме чешуи.
Внутри стебля расположена примитивная проводящая система, благодаря которой вода и растворенные питательные вещества доставляются к клеткам мха.
Удлиненные клетки растения соединены попарно. Их функция - транспортировка жидкости и фотосинтез.
Благодаря плотной текстуре кукушкин лен используется как межвенцовый утеплитель при возведении жилых зданий и хозяйственных построек. Мох обладает мочегонным, обеззараживающим и противовоспалительным действием, применяется в народной медицине. Высушенным растением набивают матрасы и подушки.
Размножение мха кукушкина льна
Мох кукушкин лен размножается бесполым и половым путем. После цветения образуются споры, которые хранятся в коробках - спорангиях. Вызревшие споры попадают на субстрат. При благоприятном климате они формируют многоклеточные нити, из которых путем почкования появляются гаметофиты - буро-зеленые многолетние побеги с ризоидами. Гаметофит развивается во взрослый независимый организм.
Кукушкин лен - двудомное растение, состоящее из мужских и женских побегов. На конце мужских стеблей в центре листовой розетки формируются антеридии, содержащие гаметы - сперматозоиды. На женских побегах образуются архегонии с созревшими яйцеклетками.
Этапы процесса оплодотворения:
- В сезон дождей и половодья сперматозоиды отделяются от антеридий и присоединяются к яйцеклетке. Происходит соединение, которое завершается образованием зиготы - оплодотворенной клетки растения.
- Через 11–13 месяцев из зиготы развивается коробок - спорогон, находящийся на длинном голом стебле. В нем развиваются споры, которые разносятся порывами ветра на 2–5 м. Споры прорастают в нить - предросток, из которого формируются почки, вырастающие в женские и мужские растения.
Цикл размножения кукушкиного льна представляет чередование полового и бесполого размножения. Мох размножается вегетативным путем. Поместите пласт субстрата с растением во влажную питательную среду, и он разрастется в плотную густую подушкообразную дерновину.
Кукушкин лен - многолетний зеленый мох, растущий на заболоченных лесных участках. Размножается растение половым и бесполым способом. Необходимое условие для оплодотворения - благоприятный климат.
Подготовка к ЕГЭ. Тема «Мохообразные»
Задание №1 Выберите правильный ответ
I вариант
II вариант
Признак, по которому мхи относятся к высшим растениям:
а) есть ризоиды;
б) есть хлорофилл;
в) есть органы растения;
г) по всем указанным признакам
После оплодотворения у кукушкина льна развивается:
б) зеленая нить (проросток);
в) коробочка со спорами;
г) листостебельное растение
Отличие споры от зиготы:
а) спора состоит из одной клетки, а зигота из многих;
б) зигота состоит из одной клетки;
в) в споре в два раза меньше хромосом, чем в зиготе;
г) в зиготе в два раза меньше хромосом, чем в споре
Из споры мха вырастает:
а) коробочка со спорами;
б) предросток (зелёная нить);
в) зелёное растение с листьями и стеблем;
г) заросток
а) самостоятельное растение;
в) предросток;
г) гаметофит
У кукушкина льна сперматозоиды образуются:
а) в архегониях;
б) в антеридиях;
в) в спорангиях;
г) во всех указанных местах
Мхи отличаются от многолетних водорослей тем, что у них есть:
а) органы;
б) хлорофилл;
в) ризоиды;
г) половое поколение
Сфагнум отличается от кукушкина льна:
а) отсутствием листьев;
б) отсутствием стебля;
в) отсутствием спорангия;
г) отсутствием ризоидов
Благодаря мёртвым клеткам сфагнум:
а) фотосинтезирует;
б) впитывает воду;
в) проводит питательные вещества;
г) вегетативно размножается
Органические вещества проводятся к стеблю сфагнума:
а) по зелёным клеткам;
б) по проводящим сосудам;
в) по воздухоносным клеткам;
г) по мёртвым клеткам
В торфе хорошо сохраняются остатки растений, потому, что:
а) в торфяном пласте много кислорода;
б) в торфяном пласте мало кислорода;
в) в торфяном пласте нет бактерий;
г) в торфяном пласте много бактерий
Укажите пункты, в которых названы признаки сходства кукушкина льна и сфагнума:
а) есть ризоиды;
б) есть воздухоносные клетки;
г) двудомные растения
К моховидным относятся:
а) аспарагус;
в) сфагнум;
г) ламинария
В образовании торфа принимает участие:
а) сфагнум;
б) пармелия;
в) леканора;
г) ксантория
Дифференциация тела на ткани и органы впервые возникла:
а) у водорослей;
б) у плауновидных;
в) у мхов;
г) у хвощевидных
Споры у мхов созревают:
а) в сорусах на нижней стороне листа;
б) в коробочках;
в) в шишках;
г) в спороносных колосках
Сходство кукушкина льна и сфагнума:
а) есть ризоиды;
б) есть воздухоносные клетки;
в) есть фотосинтезирующие клетки;
г) участвует в образовании торфа
Коробочка со спорами (спорангий) – это:
а) спорофит;
б) гаметофит;
в) предросток;
г) самостоятельное растение
Споры мхов прорастают:
а) в многоклеточный спорофит;
б) в женский гаметофит;
в) в мужской гаметофит;
г) в длинную тонкую многоклеточную нить, на которой формируются почки
Воду и минеральные вещества из почвы мхи поглощают:
а) корнями;
б) стеблями, листьями;
в) ризоидами;
г) всеми перечисленными органами
Задание № 2 Выберите правильные утверждения.
Мхи относятся к высшим споровым растениям.Спорофитом кукушкина льна является зелёное растение.У мхов впервые появляются проводящие ткани.Мхи – наземные растения.Оплодотворение у мхов тесно связано с водой.У кукушкина льна на гаметофите созревает несколько спорофитов.Спорофиты кукушкина льна образуются на женском растении. Из спор у мхов развивается бесполое поколение (спорофит).Дернины сфагнума ежегодно отмирают в нижней его части.Листья у сфагнума состоят из одного слоя клеток.В листьях кукушкина льна водоносных клеток меньше, чем в листьях сфагнума.Кукушкин лён растение двудомное.У кукушкина льна коробочка со спорами покрыта войлочным колпачком.Водоносные клетки в листьях сфагнума защищают хлорофиллоносные от механических повреждений.Молодые растения кукушкина льна развиваются из почек, образующихся на разветвлённой нити (протонеме), которая, в свою очередь, развивается из споры.
Задание № 3 Заполните пропуски
1.Кукушкин лён - …………. летнее растение. 2. Вместо корней у кукушкина льна на нижних частях стеблей имеются ……………………. . 3. Питаются зелёные мхи, всасывая из почвы ……………… и ……………………….. . 4. Мхи размножаются ……………………… . 5. Из проросшей споры образуется тонкая нить - …………………………………. . 6. Мужские гаметы мхов называются …………………….. 7. Женские гаметы - …………………. .8. Кукушкин лён - ………………домное растение. 9. Споры созревают в ………………………….. . 10. Сфагнум в отличие от других зелёных мхов не имеет ……………………………. . Каждый лист сфагнума состоит из слоя клеток …………. разных типов. 12. Зелёные клетки содержат ……………………. . 13. Мёртвые клетки сфагнума способны поглощать и удерживать ………………………….. .14. Где появляется сфагнум, почва …………………………….. . 15. Сфагнум выделяет вещества, препятствующие ……………………….
Задание № 4 Определите биологические особенности мохообразных
А) Кукушкин лён
Б) Сфагнум
1) двудомное растение
2) стебель ветвится
3) стебель не ветвится
4) антеридии и архегонии расположены на одном растении
5) имеются ризоиды
6) имеются водоносные клетки
Кукушкин лен - растение, которое на территории Российской Федерации наиболее распространено в лесах северной и средней полосы. Благоприятные условия для него наблюдаются в таежных заболачиваемых лесах-долгомошниках, в болотах и на мокрых лугах. Растение относится к роду листостебельных мхов, к отделу моховидных. На планете встречается более ста его разновидностей. Кукушкин лен, который образует подушкообразные дерновины, часто встречается в тундре и в горной местности. Самое широкое распространение на территории стран СНГ получил политрихум обыкновенный (второе название растения).
Бесполое размножение кукушкина льна осуществляется
Происхождение названия
Строение кукушкина льна
Рассматриваемое растение относят к листостебельным многолетним мхам. Его размеры крупные, в нижней части стебля находятся ризоиды - примитивные аналоги корней. На первичном горизонтальном стебле листьев нет. Вторичный стебель может быть как простым, так и разветвленным. Он прямостоячий, средняя длина - в пределах пятнадцати сантиметров. На каждом листе имеется основная крупная жилка. Кукушкин лен, строение которого достаточно простое, имеет чешуевидные нижние листочки.
Функции стебля
Основная роль этой части растения - опорная. Не менее важна проводящая способность стебля. Он выступает в качестве связующего звена между листьями и корневой системой. Стебель выполняет и некоторые вторичные функции. Среди них - сохранение запаса питательных веществ.
Через некоторое время гаметофит прекращает свой рост. Затем начинает кукушкин лен размножение. В центре розетки листьев (расположение - на верхушке стебля) развиваются мужские и женские половые органы. Первые представлены антеридиями (название произошло от греческого слова «антерос», что означает «цветущий»), в которых проходят цикл развития подвижные гаметы - сперматозоиды, а также архегонии - женские половые органы, которые отвечают за образование неподвижной женской гаметы - яйцеклетки.
Мужские растения характеризуются наличием более крупных листьев, окрашенных в желто-бурый цвет. Женские экземпляры таких листьев не имеют.
При наступлении дождливого периода или половодья сперматозоиды (мужские клетки) получают возможность подплыть к яйцеклетке. В результате происходит их слияние. По завершении процесса оплодотворения появляется зигота (это слово произошло от греческого «зиготос», что переводится как «соединенный»). Это первый этап развития зародыша. На следующий год из оплодотворенной зиготы происходит развитие коробочки (спорогона), располагающейся на довольно длинной ножке без листьев. В дальнейшем коробочка становится местом развития спор. Это природное хранилище очень хрупкое. Оно раскачивается даже от легкого ветерка. После спадания колпачка и выпадения спор наблюдается прорастание зеленой разветвленной нити - предростка. Отметим, что для успешного результата необходимо, чтобы споры попали в благоприятную для них среду, в таком случае произойдет размножение кукушкина льна.
Размножение этого вида мха вегетативным путем позволяет легко получить густой зеленый ковер на приусадебном участке. Достаточно лишь поместить небольшой кусочек мха на сыроватом участке. Однако следует учитывать способность этого растения к заболачиванию области своего обитания.
Если удалить листья у кукушкина льна, можно получить гибкие жесткие нити, образуемые центральными стеблями. Наши предки использовали этот природный материал для изготовления щеток и веников. После вымачивания и расчесывания стебли становились прекрасной основой для матов, ковриков, корзин и плотных штор. Примечательно, что в ходе раскопок раннеримского форта в Англии были найдены останки корзин, созданных из кукушкина льна. Изделия датируются 86 годом нашей эры.
Самый необычный вариант применения кукушкина льна - в качестве солода при изготовлении виски.
Кукушкин лен способен эффективно защитить строение от проникновения холода и влаги. Очень ценится тот факт, что мох не гниет. Его размещение между бревнами сруба позволяет обеспечить естественную вентиляцию. В этих целях мох применяют в свежем виде. Перед укладкой природного утеплителя его необходимо тщательно очистить от веточек, палочек, шишек, травы и иных включений.
Это растение относится к роду белых (торфяных) мхов. Выделено 320 его видов. Сфагнум преимущественно представлен болотными мхами, которые образуют плотные скопления, формирующие либо большие подушки, либо густые ковры на сфагновых болотах. А вот во влажных лесах намного реже встречается сфагнум. Кукушкин лен это растение напоминает своим прямостоячим стеблем, достигающим десяти-двадцати сантиметров в высоту. Листья у сфагнума однослойные, размещаются на пучковидно расположенных ветвях. В листьях содержится много водоносных клеток с порами, активно впитывающими воду. Данный факт обуславливает большую влагоемкость растения. На участках, где появляются эти мхи, быстро развиваются верховые болота.
Ежегодно происходит отмирание стеблей в нижней части растения. Они образуют торф. Дальнейший рост стебля обеспечивается верхушечными ветвями.
Чем полезен сфагнум?
Кукушкин лен
Кукушкин лен – род листостебельных зеленых мхов отдела моховидные растения. Известно около 100 видов, произрастающих по всей Земле. В виде подушкообразных дерновин кукушкин лен распространен в лесах, тундре, горной местности, на болотах и лугах, зачастую формирует густой полог. Представители данного рода участвуют в заболачивании почв и торфообразовании.
В странах СНГ встречается около 10 видов растений данного рода в северных регионах и средней полосе. Наиболее распространен кукушкин лен обыкновенный, или политрихум обыкновенный. Этими растениями богаты заболачивающиеся леса-долгомошники в тайге, влажные леса и болота.
Строение кукушкина льна . Это многолетний листостебельных мох достаточно крупных размеров с ризоидами в нижней части стебля (примитивными аналогами корней). Первичный горизонтальный стебель развивается без листьев. Вторичный стебель прямостоячий, может быть как простой, так и разветвленный. Длина вторичного стебля составляет, в среднем, 10-15 см, но может достигать 30-40 см. Стебли густо покрыты листьями, каждый из которых на верхней своей поверхности имеет ассимиляционные пластиночки и крупную основную жилку. Нижние листья на стебле развиваются в форме чешуек.
Во внутреннем строении стебля различают примитивную проводящую систему, благодаря чему вода с растворенными питательными веществами перемещается по стеблю. Отдельные удлиненные клетки стебля, в которых отсутствует содержимое, соединены порами аналогично трахеидам высших растений. Их предназначение – транспортировка воды.
Размножение кукушкина льна . Это растение размножается бесполым (побегами, спорами) и половым (гаметами) путем. Гаметофит представляет собой многолетний зеленый побег с листочками и ризоидами (корнеподобными образованиями). Растение образует многочисленные споры. Из каждой споры при благоприятных условиях развивается побег с небольшой продолжительностью жизни, который выглядит как коробочка (спорангий) на ножке. Строение коробочки со спорами отличается от такового других листостебельных мхов. В верхней части она прикрыта колпачком с тонкими волосками и похожа на льняную пряжу. А сами коробочки напоминают кукушку, замершую на шесте. Это определяет название растений данного рода.
Значение кукушкина льна . Благодаря специфическому строению листьев и образованию плотной дернины, распространение приводит к поверхностному накоплению влаги и заболачиванию местности. Также эти мхи участвуют в образовании торфа.
Установите Последовательность Размножения Мха Кукушкина Льна
Дмитриева. Педагогический марафон 2. Можно было бы сказать, что эта статья посвящена просто методике тем курса биологии, касающихся вопросов размножения растений.
Выйдя из материнской оболочки, гаметы сливаются попарно – образуются зиготы. Они покрываются толстой оболочкой и зимуют. Весной зигота делится, в результате чего образуются 4 клетки – молодые особи». В этом тексте все понятно и просто, но, к сожалению, совершенно не ясно, что следует из описанных особенностей размножения хламидомонады.
Что может сделать учитель, чтобы не произошло путаницы понятий, чтобы каждый последующий урок работал на формирование системы знаний о размножении растений, а главное, чтобы курс биологии был логичным и интересным для ребенка? Предлагаемый подход к изучению вопросов размножения растений реализован в разобранных ниже фрагментах уроков. Эти примеры помогут отказаться от бесконечного рассказа учителя при объяснении нового материала, включить учащихся в активный процесс добывания знаний, используя обычные методы фронтальной работы. Данный подход к изучению вопросов размножения растений заимствован из авторской программы Н. И. При таком построении курса в первый год обучения (6- й класс) вводятся основные биологические понятия: отличительные признаки живого, уровни организации органического мира, взаимосвязь организма и среды. Это позволяет концентрировать вокруг них специальные понятия и рассматривать фактический материал как частный случай общих закономерностей.
Все уроки проводятся с использованием компьютерных презентаций. К сожалению, рисунки, представленные в данной статье, передают только конечное содержание слайда. В реальном времени процесс выведения информации на экран напоминает поэтапную работу учителя на доске. Это позволяет совместить процессы обсуждения и конструирования части изучаемой информации.
Закрепить знания о жизненном цикле растений и показать, как действует общая закономерность, лучше на примере жизненных циклов кукушкина льна и папоротника. Учитель делает утверждение: «Кукушкин лен – двудомное растение». На этом этапе урока важно определить, что яйцеклетка находится на верхушке женского растения и, поскольку она неподвижна, то образовавшаяся зигота будет находиться там же. А это значит, что бесполое поколение может вырасти только на верхушке женского растения.
Вся предварительная работа проведена. Учащиеся готовы самостоятельно разобраться в особенностях жизненного цикла мха. Следующий слайд содержит известный им жизненный цикл растений и мультфильм. После первого просмотра можно задать учащимся вопрос о том, с какого места жизненного цикла он начинается. Далее обсуждаем, что увидели в кинофрагменте.
Презентация позволяет запустить кинофрагмент и во время обсуждения. Колонка «папоротник» на этом этапе остается незаполненной. При этом использованы разные виды работы, релизован принцип «повторение – мать учения», и, что немаловажно, учитель организовал работу учащихся по добыванию новых знаний.
Частный случай жизненного цикла мха разобран на основе общей закономерности. Дети активно вовлекаются в учебный процесс, а не пассивно слушают объяснения учителя. Для стимулирования познавательной активности название следующего этапа урока скрыто от детей. Заголовок слайда появится после обсуждения кинофрагмента, в котором в режиме замедленной съемки показан рост молодого листа папоротника. Посмотрите кинофрагмент и скажите, о какой группе растений пойдет далее речь на уроке? Содержание параграфа по этому вопросу ограничено всего одним предложением: «Чередование поколений происходит и у папоротников».
Достаточно. ли это для изучения процесса размножения у папоротников? Оказывается. достаточно, ведь в учебнике есть рисунок жизненного цикла, а жизненный цикл растений разобран на предыдущих этапах урока.
Учитель предлагает частный и общий случаи, а чтобы у детей не разбегались глаза при работе с двумя источниками информации, фрагмент страницы учебника попадает на экран презентации. Давайте по рисунку найдем половое и бесполое поколения папоротника.
У большинства папоротников вайи сильно расчленены и растут своей верхушкой. Молодые, еще нераспустившиеся листья улиткообразно закручены. Если летом посмотреть на нижнюю сторону вайи, можно увидеть небольшие коричневые бугорки. Это группы спорангиев – образований, в которых созревают споры. Все части папоротника растут от корневища, поэтому давайте бесполое поколение папоротника назовем корневищным растением.
Немаловажно и то, что работа с рисунком из учебника позволяет получить необходимую информацию. Любой рисунок учебника имеет информативную значимость. Это иная форма представления информации и учащихся с ней тоже надо учить работать. В завершение урока делается вывод по заполненной таблице. Планирование этой части курса 7- го класса может быть следующим.
Кукушкин лен: строение и размножение
Большое значение солнца
Кукушкин лен очень любит свет. Вот почему в темных ельниках, даже если почва там сырая и плодородная, он будет ограничен в росте и развитии. При достаточном количестве солнечных лучей растение стремительно вытягивается, активно захватывая новые участки и закрывая плотным ковром почву. Земля под кукушкиным льном высыхает намного медленнее, вот почему его разрастание постепенно ведет к заболачиванию местности.
Описание
Описываемое растение имеет прямые стебли коричневатого цвета. На них располагаются небольшие листья темно-зеленого оттенка, которые напоминают лен в миниатюре. А вот коробочки, которые появляются на женских растениях, вызывают ассоциации с кукушкой, расположившейся на своеобразном шесте.
Размножение и развитие
Растение размножается следующими способами: половым (гаметами) и бесполым (спорами, побегами). Они чередуются.
Как именно размножается растение кукушкин лен? Споры, которые образует растение, находятся в спорангии (коробочке) на ножке. После созревания они высыпаются из этого природного хранилища. При благоприятных условиях споры образуют многоклеточную нить, а из нее, в свою очередь, появляется несколько гаметофитов (происходит это путем почкования). Гаметофитом считается зеленый многолетний побег, имеющий листочки и ризоиды (корнеподобные образования). Последние берут из почвы соли и йод. Листовые клетки обеспечивают синтез всех остальных необходимых веществ. Исходя из этого, можно утверждать, что гаметофит является независимым организмом.
На предростке формируются почки, из которых появляются женские и мужские экземпляры растения. Таким образом, можно увидеть, что жизненный цикл развития мхов включает последовательное чередование бесполого и полового поколений. В ходе эволюции эта особенность выработалась у многих растений, в числе которых и кукушкин лен.
Использование в различных целях
Ранее кукушкин лен широко использовали при изготовлении плащей воинов и путешественников. Получаемые предметы одежды отличались особой прочностью. Кроме того, они обладали декоративной ценностью.
Знахари советуют использовать этот вид мха для активизации работы пищеварительной системы, устранения желудочных колик и растворения камней в почках и желчном пузыре.
Кукушкин лен, строение которого позволяет использовать его в садоводстве в декоративных целях, положительно воздействует на почву. Так, это растение способно привести в норму показатели кислотности грунта максимум за два сезона. После этого на восстановленной почве можно успешно выращивать любые садовые растения. Отмершие части мха послужат отличным удобрением.
Природный утеплитель
Мох сфагнум
Отметим, что сфагнумы играют важную роль в образовании и существовании болот. Как было указано выше, отмершие участки мха формируют залежи торфа. Торфообразование возможно по причине застойного переувлажнения, обеспечения мхами кислой среды и отсутствия кислорода. В этих условиях процессы гниения не происходят, сфагнум не разлагается. Торф представляет собой ценный продукт, из которого получают воск, аммиак, парафин, спирт и т. д. Его широко применяют в медицинской практике, в строительстве. Мох выступает в качестве биотоплива и эффективного удобрения.
Многие рецепты народной и официальной медицины включают этот компонент. А все потому, что мох сфагнум - прекрасное антисептическое средство и надежный перевязочный материал. Он помогает залечивать гнойные раны благодаря своей способности впитывать большое количество влаги. По этому показателю сфагнум превосходит лучшие сорта гигроскопической ваты. Этот мох способен произвести бактерицидный эффект благодаря наличию сфагнола - особого фенолоподобного вещества, угнетающего развитие и жизнедеятельность кишечной палочки, холерного вибриона, золотистого стафилококка, сальмонеллы и некоторых других патогенных микроорганизмов.
Цветоводы активно используют сфагнум с целью выращивания комнатных растений. Он является составляющей субстрата, мульчирующим слоем либо выполняет дренажные функции. Мох не богат питательными веществами, однако он придает грунту требуемую рыхлость. Отличной гигроскопичностью сфагнума объясняется его способность равномерно распределять влагу. Наличие сфагнола обуславливает бактерицидные свойства описываемого вида мха, что позволяет эффективно ухаживать за корнями основного растения, предупреждая развитие заболеваний и загнивание.
На самом деле это не совсем так. Приведу пример из учебника одной из авторских линий концентрического курса биологии (наиболее, на мой взгляд, удачной). Он касается размножения хламидомонады. Зооспоры растут и достигают величины материнской клетки. При похолодании или пересыхании водоемов и других неблагоприятных условиях у хламидомонады образуются двужгутиковые половые клетки – гаметы.
Затем в учебнике последовательно излагается размножение спирогиры, улотрикса, сфагнума, кукушкина льна, папоротника, голосеменных растений на примере сосны, а завершается это размножением покрытосеменных растений. Весь материал изложен доступно, но, к сожалению, не работает на развитие ученика и превращает биологию в описательную науку, не показывая ее логической красоты и внутренних взаимосвязей.
Установите правильную последовательность стадий размножения ДНК-содержащих вирусов. Установите последовательность этапов развития мха кукушкина льна, начиная с прорастания споры. Торфяным мхом называют: 1- кукушкин лен 2- сфагнум 3- щитовник мужской 4- печеночный мох. Установите последовательность этапов размножения мха кукушкин лен. Б) взрослое растение гаметофит. Сфагнум отличается от кукушкина льна отсутствием: а) листьев. Необходимым условием для размножения мхов является наличие: а) света. Установите последовательность этапов жизненного цикла мха, начиная со споры.
В дальнейшем общебиологические понятия концентрируются при изучении многообразия живого в 7- м классе, человека в 8- м классе, а в 9- м классе обобщаются уже на более высоком уровне в курсе «Общие закономерности живого». Все это позволяет целенаправленно развивать мышление. Важно и то, что у учащихся при реализации этого курса не только формируется система знаний о биологических процессах и явлениях, но и развиваются такие умения и навыки, как способность сравнивать, анализировать, выделять главное. В 6- м классе тема «Размножение» включает в себя следующие уроки. Бесполое размножение».
Действие урока опирается на наглядность, но при этом не дает детям готовых решений, позволяет им найти их самим. Урок «Половое размножение растений»Жизненный цикл – первое понятие, которое вводит на уроке учитель. Жизненный цикл – последовательность стадий развития, через которые проходят представители данного вида от зиготы одного поколения до зиготы следующего поколения. На слайде презентации первым разворачивается центральный круг. Далее обсуждается, почему именно эта геометрическая фигура использована для представления жизненного цикла (начала нет и нет конца).
Этап повторения актуализирует именно ту информацию, которая будет работать при обсуждении новой темы. На этом этапе обсуждаются следующие вопросы. Естественно, в 6- м классе от детей не нужно требовать запоминания стадий этих двух процессов.
Очень оживляют урок задания, в которых приходится работать с фотографиями реальных объектов. Следующий слайд предполагает именно такую работу. Ребятам предложено расположить рисунки в правильном порядке. Это немудреное задание позволяет соединить практику и теорию. На следующем этапе урока разбирается жизненный цикл растений.
Можно пойти по простому пути и дать учащимся готовое решение, а можно попытаться совместными усилиями сконструировать жизненный цикл растений. Отправной точкой для этой работы будут следующие положения (их ребята записывают в тетрадь). Жизненный цикл последовательно появляется на следующем слайде презентации, где каждый элемент выводится на экран только после обсуждения вопроса. В учебнике 6- го класса описываются жизненные циклы хламидомонады, спирогиры и кукушкина льна. Два первых примера на уроке рассматривать не стоит, т.
Для этого вспомним, как размножается половое поколение? Чтобы облегчить процесс поиска, каждый обсуждаемый этап жизненного цикла на рисунке закрашивается по щелчку левой кнопки мыши в определенный цвет, то же самое происходит и на схеме жизненного цикла растений: фиолетовый – гаметы, розовый – половое поколение, голубой – бесполое поколение, зеленый – споры. Для обсуждения можно использовать следующие вопросы. Последний вопрос вызывает у учащихся определенное затруднение: как же назвать бесполое поколение папоротника? Надо рассмотреть строение бесполого поколения папоротника. Вспомните, что такое корневище. Корневище – подземный побег.
От корневищ растут также и листья папоротника. Листья папоротника имеют особое строение и называются вайями.
Следующий слайд содержит известный учащимся жизненный цикл растений и мультфильм. Просмотреть кинофрагмент лучше два раза.
После первого просмотра можно задать учащимся вопрос о том, с какого места начинается жизненный цикл, и обсудить, что они увидели в кинофрагменте. Презентация позволяет запустить кинофрагмент и во время обсуждения. Таким образом, жизненный цикл папоротника на уроке повторен тоже.
Урок. Класс Двудольные». Из этого планирования ясно, что вопросам размножения растений можно посвятить только часть урока.
Поэтому далее будут представлены только фрагменты уроков. Фрагмент урока. Поэтому на нем обязательно надо вспомнить жизненный цикл растений. Методика повторения аналогична рассмотренной выше в конспекте урока 6- го класса. Жизненный цикл последовательно появляется на слайде презентации, каждый элемент выводится на экран только после обсуждения вопроса.?
Далее учитель, не комментируя, по частям выводит на экран схему полового размножения хламидомонады и просит учащихся составить рассказ по этой схеме. Затем обсуждаются условия, в которых происходит половое размножение хламидомонады. Характерно, что ответы учащихся по новому для них материалу часто напоминают выдержку из учебника, приведенную в начале статьи. При наступлении благоприятных условий хламидомонада размножается бесполым способом.
В ходе обсуждения необходимо обратить внимание учащихся на следующие моменты. При половом размножении спирогиры две нити располагаются параллельно друг другу.
Что такое мхи? Строение, размножение, виды мхов, их значение и применение
Чтобы разобраться, что такое мхи, нужно изучить древнейшую группу растений. Группа эта — высшего типа, обособленная и многочисленная. В наше время на всей планете существует почти 30 тысяч разновидностей мхов.
Классификация
Ботаники открыли и исследовали все известные виды мохообразных растений, классификация которых базируется на различиях в морфологическом строении, способах распространения и строении споровых коробочек. Отдел моховидных условно можно подразделить на такие классы: лиственные, печёночные и антоцеротовые мхи.
Лиственные мхи
Печеночные мхи
Что такое мхи печеночные (печеночники)? Они насчитывают около 8,5 тыс. видов и подразделяются на два подкласса: маршанциевые и юнгерманниевые печёночники. Преобладающая жизнеспособная стадия — гаметофит. Внешне растение напоминает уплощенный «стебель» с листьями, расположенными вдоль. Размножается спорами при помощи элатеры (специальной пружинки). Печеночники распространены в тропическом и умеренно-влажном климате. Типичные представители: блефарострома волосолистная, маршанция полиморфная, барбилофозия плауновидная, птилидиум реснитчатый.
Антоцеротовые мхи
Что такое мхи антоцеротовые? Этот класс мхов специалисты часто расценивают как подкласс печеночных мхов. Он включает в себя почти 300 видов.
В жизненном цикле преобладает стадия спорофит. Внешне растение выглядит как розеткоподобное или лопастное слоевище. Эти мхи встречаются в климатических зонах умеренного влажного и тропического типа. Представитель класса — антоцерос.
Обобщенная характеристика мхов
Итак, что такое мхи? Это - низкорослые растения, высота которых может варьироваться от 1 мм до 60 сантиметров. Растут они на стволах деревьев, на стенах домов, на земле, в пресных водоемах и болотах. По причине непереносимости соли растения не встречаются в морях и на засоленных почвах. Чаще всего строение мхов весьма простое - стебли и листья. А вот корни у рассматриваемых растений отсутствуют вовсе. Воду и полезные вещества они впитывают ризоидами или всем телом. Адаптация к наземному существованию привела к тому, что у мхов появились покровные и механические ткани, а также новые клетки, выполняющие проводящую функцию. Растение это многолетнее, чаще всего небольшого размера (высотой всего несколько мм), реже крупное (до 60 см). Тело его выглядит как слоевище (антоцеротовые или отдельные печеночники) или же разделяется на “стебель” и “листья”. Прикрепление к субстрату и всасывание воды осуществляется выростами клеток, так называемыми ризоидами (у них, как правило, отсутствует проводящая система).
Строение мхов сфагновых также не отличается замысловатостью. Это крупные светло-зеленые или немного красноватые куртинки. У них прямостоячие “стебли”, с расположенными пучковидно олиственными “ветвями”. Без ризоидов стебель мха прямостоячий (постепенно отмирающий снизу), облиственный в несколько рядов, с многочисленными облиственными боковыми отростками, которые собраны на верхушке стебля в плотную головку. На протяжении остального стебля ветви собраны пучками. Последние состоят из 3-13 ветвей, свисающих и отстоящих от стебля. На верхушке “ветки” укорачиваются и собираются в плотную головку. Бесцветные водоносные клетки с порами составляют наружный слой “стебля”.
Однослойные “листья” сфагнума включают клетки двух видов: фотосинтезирующие и водоносные. Первые имеют червеобразную форму и содержат хлоропласты, расположенные между водоносными клетками. Таких клеток много, что позволяет сфагнуму всасывать большой объем воды. Спорофит сфагнума представляет собой коробочку округлой формы, в которой появляются споры, с крышечкой. Когда споры созревают, увеличивается давление внутри коробочки, вследствие чего крышечка открывается, и созревшие споры выбрасываются наружу. Этот процесс протекает в теплую погоду для лучшего распространения спор.
Что такое мхи зеленые? К ярким их представителям можно отнести кукушкин лен. Его “стебель” покрывают жесткие, темно-зеленые шиловидные “листья”. Он имеет ризоиды и вырастает до 30-40 см. Листья мха отогнутые и прямоотстоящие, с удлиненным пленчатым влагалищем и жилкой, выступающей из верхушки. “Стебель” обладает примитивной проводящей системой и раздельнополыми гаметофитами. Верхушка «стеблей» завершается антеридиями и архегониями. Из зиготы после оплодотворения развивается спорофит, который представляет собой коробочку на длинной ножке для созревания в ней гаплоидных спор. Коробочка прикрыта опадающим колпачком с тоненькими, опущенными волосками, подобными льняной пряже. Коробочка мха подразделяется на крышечку, шейку и урночку. Внутри коробочки «спрятана» колонка, наполненная бесплодными клетками. Вокруг колонки располагается спорангий. Урночка и крышечка граничат с кольцом, состоящим из клеток с утолщенными стенками. Это кольцо отвечает за сбрасывание урночки и ее отделение от крышечки.
Способы размножения мхов
Половое поколение в жизненном цикле растения преобладает над бесполым. Органы размножения мха образуются непосредственно на его теле. Это упомянутые выше архегонии и антеридии. Архегонии ответственны за формирование и развитие одной неподвижной женской гаметы, а антеридии - за множество гамет мужских. В оплодотворенной женской гамете (условие — наличие воды) начинает развиваться бесполое поколение мха - спорофит. Это своеобразная коробка на ножке, прикрепленная к телу мха. Она содержит много спор, которые способны прорастать при благоприятных условиях, образуя новое растение. Некоторые виды способны размножаться вегетативным способом. При этом от взрослого организма отделяется таллома, которая прикрепляется в непосредственной близости к растению, и начинает самостоятельное существование и размножение.
Распространение мхов
Мох и его значение
Значение мхов в природе огромно. Во-первых, благодаря этим представителям растительного мира регулируется ландшафтный водный баланс, ведь они способны аккумулировать в талломе большие запасы влаги. Во-вторых, растение мох создаёт особый биоценоз, особенно на таких территориях, где оно полностью покрывает почву. Кроме того, данная группа обладает свойством накапливать и удерживать радиацию. Значение мхов для животных также велико, ведь мохообразные являются основным видом корма для некоторых особей. Да и в жизнедеятельности человека это растение также играет немаловажную роль. Так, многие виды эффективно применяются в фармакологии. А торф, образующийся после отмирания мхов, используется в качестве топлива.
Лекция 14 формы размножения митоз
Лекция 14. Формы размножения. Митоз
Размножение – важнейшее свойство живых организмов воспроизводить себе подобных, суть которого – передача генетического материала, наследственной информации своим потомкам. Существуют два основных способа размножения – бесполое и половое, при бесполом дочерние организмы наследуют признаки только одного родителя, при половом – обычно от двух родителей.
Бесполое размножение осуществляется при участии лишь одной родительской особи и происходит без образования и слияния гамет (и без слияния наследственной информации в любом другом виде). Нередко допускается ошибка, когда считается, что при бесполом размножении потомство образуется только путем митоза и всегда генетически идентично материнскому организму. Это совсем не так, бесполое размножение многих групп организмов связано с мейозом и, как мы увидим далее, в результате мейоза происходит рекомбинация генетического материала и образовавшиеся в результате мейоза клетки всегда генетически неравноценны. Рассмотрим основные формы бесполого размножения.
Деление – способ бесполого размножения, характерный для одноклеточных организмов, при котором материнская особь делится на две или большее количество дочерних клеток.
У одноклеточных эукариот это митотическое бинарное деление (простейшие, одноклеточные водоросли) или множественное деление, или шизогония (малярийный плазмодий, трипаносомы). При бинарном делении митотически делится ядро и образуется две генетически равноценные клетки, во время шизогонии сначала многократно митозом делится ядро, затем каждое из дочерних ядер окружается цитоплазмой, и формируются несколько самостоятельных организмов.
У прокариот митоз, как форма деления клеток, отсутствует. Размножение происходит за счет особого механизма деления клеток, при котором не образуется митотический аппарат – нет клеточных центров, веретена деления, не происходит спирализация хромосом. Происходит репликация кольцевой ДНК, за счет формирования мезосомы происходит разделение клетки на две, в каждой из которых оказываются дочерние молекулы ДНК.
Рис. Формы бесполого размножения:
1 – бинарное деление инфузории; 2 – шизогония трипаносом; 3 – почкование гидры; 4 – фрагментация кольчатых червей; 5 – вегетативное размножение элодеи; 6 – размножение спорами у кукушкина льна.
Почкование – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются в виде выростов на теле родительской особи. Почкование встречается у многоклеточных и одноклеточных организмов (дрожжи), у эукариот и прокариот (бактерии). Дочерние особи могут отделяться от материнской и переходить к самостоятельному образу жизни (гидра, дрожжи), могут остаться прикрепленными к ней, образуя в этом случае колонии (коралловые полипы).
Фрагментация – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются из фрагментов (частей), на которые распадается материнская особь (многощетинковые кольчатые черви, спирогира). Причем это не просто способность к восстановлению утраченных частей тела в результате повреждения тела, а генетически запрограммированный процесс . В основе фрагментации лежит способность организмов к регенерации.
Полиэмбриония – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются после образования зиготы, когда уже начинается индивидуальное развитие. Из зиготы после первого деления образуются два бластомера, которые отделяются друг от друга и дают начало двум самостоятельным эмбрионам. Так образуются монозиготные близнецы с одинаковыми генотипами, количество монозиготных близнецов может быть достаточно большим, например, у наездников (перепончатокрылые) из рода Litomastix из одной зиготы образуется до 3000 личинок, у броненосца – 7-9 зародышей, у человека возможно рождение 2-5 монозиготных близнецов.
Вегетативное размножение – способ бесполого размножения, при котором новые особи образуются или из частей вегетативного тела материнской особи, или из особых структур (корневище, клубень и др.), специально предназначенных для этой формы размножения. Вегетативное размножение характерно для многих групп растений, используется в садоводстве, огородничестве, селекции растений (искусственное вегетативное размножение).
Вегетативный орган.
Половое размножение растений
Жизнедеятельность живого организма не-возможна без размножения. Посредством раз-множения происходит увеличение числа осо-бей в растительном мире. Существует три спо-соба размножения растений — вегетативное, бесполое и половое.
При вегетативном способе размно-жения новая особь растения образуется из части вегетативных органов растений, т. е. листа, стебля или корня.
Иногда новая особь возникает даже из отдельной клетки того или иного вегета-тивного органа растения.
При бесполом размножении растений образуются специальные клетки (споры), из которых непосредственно вырастают новые само-стоятельно живущие особи, сходные с материн-ской. Подобное размножение свойственно неко-торым водорослям и грибам (см. ст. «Грибы»).
Половое размножение принципиально отличается от вегетативного и бесполого. По-ловой процесс в растительном мире крайне разнообразен и часто очень сложен, но по существу сводится к слиянию двух половых клеток (гамет) — мужской и женской.
Гаметы возникают в определенных клетках или органах растений. В некоторых случаях гаметы одинаковы по размерам и форме и обе обладают подвижностью благодаря наличию жгутиков (изогамия); иногда они несколько отличаются друг от друга по размерам (гете-рогамия). Но чаще — при так называемой оогамии — размеры гамет резко различны: мужская гамета, называемая спермато-зоидом, небольшая, подвижная, а женская — яйцеклет-ка — неподвижная и крупная.
Процесс слияния га-мет называется опло-дотворением. Га-меты имеют в своем ядре по одному набору хромосом, а в образо-вавшейся после слияния гамет клетке, которая называется зиготой, число хромосом удваи-вается. Зигота прорас-тает и дает начало но-вой особи растения.
Половой процесс осуществляется у рас-тений в определенное время и на определенном этапе его развития, на протяжении которого растение может размножаться также и беспо-лым путем (с образованием спор), и веге-тативно.
Половое размножение возникло в раститель-ном мире в процессе эволюции. У бактерий и сине-зеленых водорослей его еще нет. У боль-шинства водорослей и грибов, а также у всех высших наземных растений половой про-цесс отчетливо выражен.
Половое размножение очень важно для орга-низма тем, что благодаря слиянию отцовской и материнской клеток создается новый орга-низм. Он имеет большую изменчивость, лучше приспособлен к условиям окружающей среды.
Наиболее просто процесс по-лового размножения можно наб-людать у одноклеточных водоро-слей, например у хламидо-монад.
Хламидомонада размножается как бесполым, так и половым пу-тем. При бесполом размножении хламидомонада теряет жгутики и делится на 2, 4 или 8 гамет. Каж-дая из них снабжена двумя жгути-ками.
При половом размножении со-держимое клетки хламидомонады делится с образованием зна-чительно большего числа (32 или даже 64) гамет. Потом оболочка материнской клетки прорывается и гаметы, имеющие по два жгу-тика, выходят в воду, плавают, слипаются по-парно своими носиками, где расположены жгу-тики, и, наконец, пол-ностью сливаются друг с другом. У большинст-ва хламидомонад труд-но отличить, какие га-меты мужские, какие женские. Они одинако-вы и по форме, и по своей подвижности.
Од-нако есть некоторые ви-ды хламидомонад, ко-торые образуют непо-движные крупные жен-ские гаметы (яйцеклет-ки), а другие особи — мелкие подвижные муж-ские гаметы (сперматозоиды). После слияния гамет жгутики исчезают, образуется зигота, ко-торая сразу же покрывается оболочкой.
После некоторого покоя зигота прорастает. Первое деление ее ядра является редукцион-ным (редукционное деление — особое деление ядра, при котором число хромосом в клетке уменьшается вдвое).
В результате второго деления каждого из ядер образуются 4 клетки с одним набором хро-мосом в их ядрах. Оболочка зиготы лопается, и новые клетки выходят в воду, плавают, поль-зуясь для этого своими двумя жгутиками. До-стигая размеров материнской клетки, они могут снова размножаться бесполым и половым путем. Период от появления гаметы и до образова-ния новых гамет называют циклом раз-вития растения.
У некоторых многоклеточных водорослей обе половые клетки неподвижны. Так, у спи-рогиры при половом процессе содержимое одной клетки переливается в другую, где и происходит слияние их протоплазмы, ядер и образуется зигота. У других многоклеточ-ных водорослей, особенно бурых и крас-ных, процесс полового размножения более сложен.
Этот процесс очень разнообразен у назем-ных растений и имеет свои особые черты у мхов, папоротников, голосемянных, например у хвой-ных, а также у цветковых растений.
В связи с выходом из воды на сушу у мхов, папоротников, хвощей, плаунов и у семенных растений сильно усложнилось строение, а также процесс размножения. У них, как и у многих водорослей, наблюдается правильное чередование бесполого и полового поколения.
Зигота прорастает без редукционного деле-ния, и развивающаяся из нее особь имеет двой-ной набор хромосом. Это будет бесполое поколение, так как на ней образуются споры. При формировании их происходит ре-дукционное деление, в результате которого споры получат один набор хромосом. При прорастании споры образуется уже поло-вое поколение — организм, который име-ет половые клетки — гаметы. Все клетки этой особи несут один набор хромосом. Образу-ющаяся в результате оплодотворения зигота снова прорастает и дает бесполое поколение (с двойным набором хромосом). В цикле разви-тия может преобладать половое (мхи) или бесполое поколение (остальные высшие расте-ния).
Рассмотрим цикл развития мха кукуш-кина льна. Стебли этого мха небольшие, крепкие, с многочисленными мелкими узкими жесткими листьями. На верхушке некоторых из этих стеблей развиваются коробочки, сидящие на удлиненной ножке и покрытые колпач-ком, как капюшоном. Коробочка на ножке называется спорогоном. В самой коро-бочке, покрытой крышечкой, образуется масса спор. Они мелкие, как пыль. При их образова-нии происходит редукционное деление и споры получают по одному набору хромосом. Пос-ле их созревания волосистый колпачок сбра-сывается, коробочка вскрывается благодаря отскакиванию крышечки, и мелкие споры высы-паются наружу.
Споры попадают на почву и при влаж-ной погоде прорастают. При этом образуется зеленая ветвистая многоклеточная нить, сте-лющаяся по влажной поверхности почвы. Та-кая нить называется предростком. На предростке образуются почечки и корневидные ветвистые нити (ризоиды), прикрепляющие его к почве и выполняющие роль корней. Нити всасывают почвенные растворы, а из почечек развиваются новые стебли растения кукуш-кина льна.
На верхушке одних стеблей располагаются многоклеточные, но однослойные небольшие кувшинообразные выросты, сидящие на неболь-шой ножке,— это женские половые органы, или архегонии. В их нижней, расширенной части помещается одна неподвижная яйце-клетка. На верхушке других стеблей мха кукуш-кина льна вырастает многоклеточный, но одностенный удлиненный мешочек — антеридии. Внутри него образуются многочисленные мелкие мужские гаметы — сперматозоиды. Во время дождя или обильной росы мешочки лопа-ются вверху и из них выступает в слизистой массе множество сперматозоидов, снабженных двумя жгутиками, с помощью которых они двигаются в дождевой воде или росе. Они под-плывают к верхушке тех стеблей кукуш-кина льна, где находятся архегонии. Проник-нув через шейку архегония внутрь, спермато-зоид сливается с яйцеклеткой.
В результате образуется зигота, которая прорастает без редукции хромосом здесь же, на верхушке стебля кукушкина льна, образуя бесполое поколение — спорогон, состоящий из коробочки и ножки. Ножка спорогона внедряет-ся в ткани стебля и высасывает из него питатель-ные вещества. Таков цикл развития мхов. Нетрудно видеть, что у мхов сильно развито (преобладает) половое поколение.
У папоротников дело обстоит иначе.
Рассмотрим цикл развития у папоротника щитовника, распространенного по те-нистым местам в лиственных лесах. Из верхушки его подземного корневища ежегодно вырастает пучок перистосложных листьев.
На нижней поверхности листьев вдоль средней жилки легко заметить кучки спорангиев — так называемые сорусы, закрытые покры-валом, напоминающим в поперечном разрезе раскрытый зонтик. Спорангий имеет вид двояковыпуклой чечевицы и расположен на ножке. Внутри спорангия имеется масса мел-ких спор, возникших в результате редукцион-ного деления.
В сухую погоду, когда споры уже созрели, спорангий вскрывается. Высыпавшиеся от рез-кого толчка споры рассеиваются и попадают на поверхность почвы. Попав в благоприятные условия тепла и влаги, спора прорастает и об-разует очень маленькую (2—5 мм в диаметре) тонкую зеленую пластинку сердцевидной фор-мы — заросток.
Своей нижней поверхностью заросток плотно прижимается к земле благодаря ризоидам, вса-сывающим из почвы растворы минеральных солей, Заросток папоротника обоеполый: на его нижней поверхности расположены женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы. Заросток и представляет собой половое поколение папоротника.
Во время дождя или обильной росы много-жгутиковые сперматозоиды выходят из анте-ридия в воду и направляются к архегонию. Так происходит процесс оплодотворения, после чего получается зигота — клетка с двой-ным набором хромосом.
Она прорастает здесь же, на заростке, и образует зародыш. Разра-стаясь все больше и больше, он образует все части взрослого растения: стебель, лист, корни. Затем на нижней поверхности листа взрослого растения снова образуются сорусы со споран-гиями.
Таким образом, в цикле развития папорот-ника преобладает бесполое поколение, форми-рующее спорангии со спорами (сам папорот-ник). Половое поколение (заросток) имеет не-значительные размеры и существует недолго. Оба поколения существуют раздельно, само-стоятельно.
Подобным же образом осуществляется раз-множение хвощей и плаунов, которые вместе с папоротниками объединяют в класс папорот-никообразных.
По-другому идет размножение у семен-ных растений. У них рассеиваются не споры, а семена. Однако и у этих растений тоже обра-зуются споры, а также двоякого рода клетки полового размножения: мужские и женские.
У голосемянных, например у со-сны, ели, образуются мужские и женские шиш-ки. Мужские шишки собраны в тесные группы у основания побегов, развивающихся в этом году. Женские шишки сидят поодиночке сна-чала на верхушке побега, а затем вследствие роста побега оказываются у его основания.
Мужская шишка состоит из чешуек, тесно сидящих на оси шишки. На нижней поверхно-сти чешуек расположены два спорангия. Внут-ри спорангия путем редукционного деления развивается огромное количество спор (пыли-нок). Содержимое каждой пылинки состоит из густой плазмы и ядра. Пылинка одета оболочкой, образующей два пузырчатых сет-чатых воздушных мешка. Подобное приспособ-ление способствует разносу ветром пылинок, высыпавшихся из лопнувшего пыльника.
Пылинка прорастает в мужской зарос-ток, первоначально заключенный внутри пы-линки. При этом ядро ее делится и образуют-ся две быстро разрушающиеся клетки и две сохраняющиеся дольше клетки — более круп-ная вегетативная и более мелкая антеридиальная. В таком двуклеточном состоянии пылинка переносится ветром и попадает на поверхность женской шишки, где и происходит процесс оплодотворения.
Женская шишка состоит из мелких крою-щих чешуи, в пазухах которых развиваются крупные мясистые семенные чешуи. У основа-
ния последних на их внутренней (верхней) стороне расположены по две овальные семя-почки. Вверху семяпочки имеется маленькое отверстие — семявход.
В семяпочке одна из клеток, выделяющаяся крупными размерами, приступает к редукцион-ному делению, в результате которого образуются 4 споры. Одна из них в свою очередь приступает к делению. В результате многократного деления образующихся при этом клеток формируется жен-ский заросток, занимающий середину семяпочки.
Остальные три споры отмирают. На заростке образуются два небольших архегония очень упрощенного строения с маленькими шейками, в каждом из которых находится по одной яйце-клетке.
Если теперь разрезать семяпочку вдоль, то можно увидеть, что заросток окружен содер-жимым семяпочки (нуцеллусом), который в свою очередь одет покровом семяпочки. Навер-ху осталось всего лишь маленькое отверстие — пыльцевход.
Через него и попадает перене-сенная ветром на верхушку семяпочки пылинка. Она втягивается внутрь семяпочки, где и про-растает на следующее лето. Пылинка образует длинную пыльцевую трубку, внедряющуюся в нуцеллус и растущую но направлению к шейке одного из архегониев. В это же время антеридиальная клетка делится на две. Одна из обра-зовавшихся клеток в дальнейшем разрушается, а другая (генеративная клетка) увеличивается в размере, делится и образует две половые клетки — мужские гаметы, или спермии, не имею-щие жгутиков.
Следует, однако, отметить, что у более древ-них голосемянных растений (гинкго и сагов-ники) имеются подвижные сперматозоиды, что Свидетельствует об их происхождении от па-поротникообразных растений.
Достигнув архегония, пыльцевая трубка лопается и один из спермиев попадает в архе-гонии и сливается с яйцеклеткой. Происходит процесс оплодотворения. Образуется зигота. Другой спермий вскоре отмирает. Из зиготы формируется зародыш нового растения, пита-ющийся за счет запасных веществ клеток жен-ского заростка. Сформировавшийся зародыш состоит из первичных листьев, или семядолей, из находящейся между ними почечки, подсемядольного колена и покрытого чехликом первич-ного корня. Зародыш окружен кожурой, в кото-рую превратился покров семяпочки. Семяпоч-ка становится теперь семенем.
Семена созревают к осени. Они сидят в осно-вании чешуи шишки. К осени на второй год своего существования шишка разрастается. Из зеленой она становится бурой, чешуи подсы-хают, расходятся, семена выпадают и рассеиваются. Попав в благоприятные условия, семе-на прорастают и развиваются в новые растения.
В цикле развития сосны также преобладает! бесполое поколение. Но по сравнению с папоротникообразными половое поколение здесь еще более упрощено. При этом оно потеряло способность к самостоятельной жизни и развивается внутри тканей бесполого поколения (женский заросток внутри семяпочки, а мужской заросток внутри пылинки).
Особенностью размножения у покрытoсемянных (или цветковых) растений является образование цветка как специализирован-ного органа, приспособленного к половому размножению. Внешняя часть цветка состоит из околоцветника обычно в виде лепестков и чашелистиков. Но главную часть цветка со-ставляют находящиеся в его центре пестик (или пестики) и тычинки, расположенные вокруг пестика. Тычинки состоят из тычиночных нитей и пыльников, а пестик — из одного или несколь-ких сросшихся между собой завернутыми внутрь краями плодолистиков. В образующейся при этом срастании полости скрыты расположенные обычно по краям плодолистиков одна или не-сколько семяпочек.
В нижней части завязи пестик расширен. По направлению кверху пестик утончается и образует столбик, который заканчивается по-разному устроенным рыльцем, служащим для улавливания и восприятия пыльцы. Пло-долистики затем изменяются и принимают боль-шое участие в образовании плода.
Как и у голосемянных, здесь центральную часть семяпочки занимает однородная ткань из живых клеток — нуцеллус. С внешней сто-роны нуцеллус прикрыт двумя, реже одним покровом. Внутренний покров прикрывает ну-целлус, но не смыкается над его верхушкой, а внешний — короче внутреннего. Поэтому на верху семяпочки имеется отверстие — пыльце-вход.
Вскоре после образования нуцеллуса одна из его верхних клеток путем редукционного деления образует четыре споры. Одна из них сильно разрастается и приступает к делению, в результате образует женский заросток —зародышевый мешок. Остальные три споры отмирают.
Женский заросток у покрытосемянных еще более упрощен по сравнению с голосемянными и состоит всего из восьми клеток. Образование его идет следующим образом. Ядро споры делится на два. Расходясь к полюсам зародышевого мешка, они снова двукратно делятся. Теперь на полюсах уже по четыре ядра.
Вскоре от каждой из этих четверок по на-правлению к центру мешка отделяется по одно-му ядру. Это — полярные ядра. Здесь они сближаются, затем, сливаясь, образуют цен-тральное ядро зародышевого мешка.
Ядра, оставшиеся на полюсах, облекаются протоплазмой. Образуется по три клетки на каждом из полюсов. Противоположные от семя-входа клетки называются антиподами. Три клетки, расположенные близ верхнего конца за-родышевого мешка, неодинаковы. Средняя из них представляет собой яйцеклетку, а рас-положенные по бокам возле нее две меньшие клет-ки называются вспомогательными. Середина зародышевого мешка заполнена про-топлазмой и вакуолями со вторичным ядром в центре.
В пыльнике тычинки, в каждом из четырех его гнезд, образуются споры (пылинки). Они происходят из особых (материнских) клеток пыльника в результате редукционного деле-ния их. Содержимое пылинки состоит из од-ного крупного ядра и густой протоплазмы. Пылинка окружена двумя оболочками: внут-ренней и внешней. Во внешней оболочке име-ются отверстия или утонченные места. Еще в гнезде пыльника в каждой пылинке начинает-ся формирование мужского заростка. Он еще более упрощен в сравнении с голосемянными.
Ядро пылинки делится, и образуются две клетки: более крупная — вегетативная и более мелкая — генеративная. После этого пыльник вскрывается, пыльца из него высыпается и спомощью ветра, насекомых, воды, а у некото-рых тропических растений при помощи птиц попадает на рыльце пестика.
Этот процесс называется опылением.
Цветки ветроопыляемых растений не-взрачны. Они имеют околоцветник в виде пле-нок, чешуек; нередко он совсем отсутствует (злаки, осоки, дуб, береза, осина, ольха и др.). Пыльца этих растений очень мелкая, округлая, с сухой, гладкой наружной обо-лочкой. Пыльцы образуется очень много, ведь ветер — ненадежный опылитель. Лишь небольшая часть пылинок попадает на рыльце пести-ка. Среди цветковых растений около 10% явля-ются ветроопыляемыми.
Большинство цветковых растений опыля-ется насекомыми: пчелами, осами, шмелями, ба-бочками, мухами. Насекомые посещают цветки ради сладкого сока (нектара), который выде-ляется особыми нектарными железками, рас-положенными на лепестках, тычинках или на цветоложе.
У насекомоопыляемых растений цветки име-ют ярко окрашенный венчик, хорошо замет-ный издали. Пыльца у них более крупная, на-ружная оболочка пылинок имеет выросты в ви-де шипов, бугорков, что позволяет ей легко задерживаться на рыльце.
Очень важно, чтобы пыльца не попадала на рыльце того же цветка (самоопыление). В этом случае, как заметил еще Ч. Дарвин, по-лучается более слабое потомство. Лучшие ре-зультаты получаются в том случае, если пыльца попадает на рыльце другого цветка или на цветки других экземпляров растения (перекрестное опыление).
У растений имеются различные приспособле-ния, обеспечивающие перекрестное опыление, позволяющие избежать самоопыления. Так, у ветроопыляемых растений цветки большей частью раздельнополые: одни цветки содержат.только тычинки (тычиночные цветки), другие — только пестики (пестичные цветки).
У насекомоопыляемых растений цветки, как правило, обоеполые, имеющие тычинки и пе-стики. Перекрестное опыление здесь обеспе-чивается различными способами. Например, очень часто тычинки созревают и начинают высыпать пыльцу значительно раньше, чем пол-ностью сформируется пестик. Только после того, как пыльца высыплется из тычинок и бу-дет унесена насекомыми, рыльца пестика раз-вертываются и могут воспринимать пыльцу. У многих растений пестики созревают раньше тычинок.
У ряда растений, например у примулы, медуницы, незабудки цветки имеют неодина-ковые по длине тычинки и пестики. У одних имеются цветки с короткими тычинками и длинными столбиками пестиков, у других ты-чинки в цветке высоко приподняты над корот-кими столбиками.
Наиболее здоровое и сильное потомство образуется из семян, образовавшихся в ре-зультате перенесения пыльцы из цветков с длинными тычинками на рыльце пестиков с длинными столбиками.
Развитие цветковых растений и насекомых-опылителей шло параллельно. В процессе эво-люции приспособления цветков к перекрест-ному, опылению насекомыми постоянно совер-шенствовались и наибольшей сложности достиг-ли у таких высокоорганизованных цветковых растений, как губоцветные (шалфей и др.), сложноцветные, орхидеи и др.
Перенесенная тем или иным способом на рыльце пестика пыльца продолжает свое разви-тие — начинает прорастать. Вегетативная клет-ка, находящаяся внутри пылинки, разрастает-ся и вытягивается в пыльцевую трубку, которая выходит через отверстие во внешней оболочке пылинки и продвигается в виде тонкой нити сквозь рыхлую ткань рыльца и стенок пестика к семяпочке. Через пыльце-вход она направляется к зародышевому мешку.
Во время роста пыльцевой трубки в нее проникает генеративная клетка. Здесь она делится и образует две оплодотворяющие муж-ские гаметы (спермии). Достигнув зародышевого мешка, пыльцевая трубка, в которой находятся вегетативное ядро и два спермия, лопается, и со-держимое ее изливается в зародышевый мешок. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Образуется зигота. Второй спермий направ-ляется в середину зародышевого мешка и сли-вается там со вторичным ядром.
Происходит составляющее особенность цвет-ковых, или покрытосемянных, растений так называемое двойное оплодотворе-ние. Честь его открытия в конце XIX сто-летия принадлежит нашему русскому ученому С. Г. Навашину.
Оплодотворенное вторичное ядро начинает быстро делиться. В результате зародышевый мешок заполняется массой клеток, содержащих питательные вещества (крахмал, масло). Эту использующуюся для питания зародыша ткань называют эндоспермом.
Оплодотворенная яйцеклетка зигота начинает расти и делиться, в результате чего формируется зародыш, представляющий собой маленькое растение, состоящее из семядолей (двух или одной), подсемядольного колена и корня.
Семяпочка тем временем превращается в семя, ее покровы твердеют и образуют кожуру семени. Стенки завязи (плодолистики) разра-стаются, становятся сочными или твердыми, кожистыми или деревянистыми. Теперь завязь превращается в плод, надежно защищающий семена. Плоды разносятся животными или ветром, и после разрушения стенок (околоплодника) семена освобождаются. Семя в благоприятных условиях прорастает и дает новое бесполое поколение цветкового растения. Таким обра-зом, в цикле развития покрытосемянных, или цветковых, растений также преобладает беспо-лое поколение.
Половой процесс у семенных и особенно у цветковых растений не связан со свободной капельножидкой водой, недостаток которой так остро ощущается при жизни на суше. Мужские гаметы (спермии) у них доставляются к яйце-клеткам при помощи пыльцевой трубки. У низ-ших растений, а также у мхов и у папоротнико-образных половой процесс связан с водой, в которой сперматозоиды активно движутся к яйцеклеткам. Эти растения произрастают или в воде (водоросли), или же связаны в рас-пространении с влажными, тенистыми, болотистыми местами (мхи, папоротники, хвощи, плауны).
Освободившись в половом процессе от потребности в воде и образовав семя, надежно защищающее зародыш, семенные и особенно покрытосемянные (цветковые) растения смогли по-настоящему завоевать сушу. Они в настоя-щее время господствуют на Земле.
Прошли сотни миллионов лет, прежде чем из одноклеточных организмов образовались цветковые растения с их очень сложными приспособлениями для опыления и оплодотво-рения. Однако мы можем проследить отдель-ные этапы этого процесса, начиная от одно-клеточной хламидомонады, через группы мхов, папоротникообразных и голосемянных растений.
5. Заполните пропуски в тексте:
Мхи – это __________________ растения. В наших лесах распространены мох ____________________ и мох _____________. У мхов при размножении наблюдается чередование _________________. Бесполое ____________ представлено ________________________________, а половое _________________. Гаметы созревают на ____________________., а споры – в ____________. Из споры развивается ____________, а после оплодотворения
вырастают __________________________________. Сфагнум отличается от кукушкина льна тем, что у него нет ______________. Вода впитывается и удерживается _______________ клетками, заполненными ________________. Нижние части сфагнума, отмирая, образуют _________________________.
Часть А
Отвечая на вопросы тестовых заданий, вам надо дополнить правую часть таблицы. Правда, теперь задача несколько усложняется. Мы не даем указаний на то, какой ответ верен или неверен. Напишите нужное слово вместо точек самостоятельно.
Объяснения этого вопроса могут быть достаточно трудными. Прежде всего подумайте о том, представителям какой группы (не только растений) легче оставить потомство, конкурировать друг с другом за пространство, пищу.
Отвечая на этот вопрос, надо
сравнить водоросли с представителями других
отделов по внешнему строению и образу жизни.
_________________________________________________________
Отвечая на этот вопрос, надо вспомнить про места обитания мхов, их внешний вид и сравнить мхи с представителями других отделов.
А4. Половые клетки в цикле развития папоротника образуются:
|
Этот вопрос может оказаться трудным, если вы точно не знаете про место образования половых клеток у папоротников. Однако ответ на него можно вывести, если немного знать биологию растений. Например, где образуются споры, что такое корневище. В крайнем случае при тренировке можно заглянуть в учебник.
Контрольная часть
Задания части В
Продолжение следует
