Мхи — отдел высших растений, преимущественно многолетних. Отличается регрессивным развитием спорофита, в жизненном цикле мхов доминирует (преобладает) гаметофит.
Мхи изучает бриология (от греч. bryon — мох, и logos — слово) — наука о мхах.
Эволюционно мхи представляют тупиковую (слепую) ветвь развития растений, во многом близки к водорослям. Для размножения большинству мхов нужна вода, так как мужские половые клетки могут добраться до женских только с ее
помощью. Мы рассмотрим этот отдел на примере кукушкина льна,
который относится к подклассу Зеленые мхи.
Интересный факт — устьица у мхов отсутствуют, вместо них имеются поры без замыкающих клеток. У моховидных отсутствуют настоящие стебли и листья, которые мы
привыкли видеть у остальных высших растений, нет корней и специализированных проводящих тканей. Механические ткани развиты слабо, так что по совокупности причин рост в высоту
для мхов оказывается затруднительным (ограниченным).
Строение кукушкина льна
Кукушкин лен относится к двудомным растениям. Стебель у него прямостоячий, это один из наиболее высокорослых мхов, достигающих в высоту 50 см и более.
Отсутствие корней компенсируют нитевидные
выросты — ризоиды, которые обеспечивают прикрепление растения к субстрату, всасывают воду и растворенные в ней минеральные вещества (в отличие от ризоидов у
водорослей, где ни о какой функции всасывания нет и речи!).
Проясним термин «двудомные», указанный вначале. Он означает, что женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы развиваются на разных растениях. На женском гаметофите
расположен архегоний, имеющий бутыльчатую форму, на мужском гаметофите развиваются антеридии. Антеридии окружают характерные крупные листья желто-бурого цвета, по
которым всегда можно отличить мужской гаметофит от женского: на женском подобные листья отсутствуют.
Спорофит (бесполое поколение) у мхов располагается прямо на гаметофите, представлен коробочкой на ноже, в которой образуются споры. Коробочка способствует
распространению спор на большее расстояние. Спора — возникающая в результате митоза или мейоза (в этом случае — мейоспора) клетка грибов и растений, служащая для размножения
и распространения растений и грибов, способная развиться во взрослую особь.
Стебелек вместе с коробочкой называется спорогон. Коробочка состоит из урночки и крышечки, сверху прикрыта колпачком. Внутри урночки находится центральный стержень — колонка, к которой крепится
спорангий со спорами. Кверху колонка расширяется и образует эпифрагму, затягивающее устье коробочки. Коробочка имеет перистом — специальное
отверстие для рассеивания спор.
В сухую погоду, когда споры созревают, колпачок, а за ним и крышечка, отпадают. Тонкий стебелек спорогона раскачивается от ветра, споры высыпаются.
Жизненный цикл мхов
При созревании яйцеклетки (n) в архегонии (n) образуется узкий слизистый канал, по которому сперматозоид (n) может достичь яйцеклетки, которая неподвижна. Сперматозоиды образуются в другом
месте — антеридиях, на мужском гаметофите, (n), и, чтобы добраться до архегониев, им обязательно нужна вода. Именно поэтому мхи обитают во влажной среде, где условия для размножения наиболее благоприятные.
Сперматозоид обладает
хемотаксисом к слизи в канале архегония. Хемотаксис — движение организма под влиянием химических веществ.
В период обильных дождей сперматозоид достигает яйцеклетки в архегонии (на женском гаметофите), гаметы сливаются, и образуется зигота (2n). В дальнейшем из зиготы прорастает спорофит,
имеющий вид коробочки на ножке. Отметим, что спорофит, по сути «паразитирует» на гаметофите (n), от которого зависит полностью. В коробочке спорофита из материнских клеток (2n)
образуются споры (n) путем мейоза. Высыпаясь из коробочки, спора попадает в почву, где прорастает в протонему. Протонема — нитчатое образование, ранняя стадия развития гаметофита —
листостебельного растения (n).
На женских гаметофитах развиваются архегонии, на мужских — антеридии, в которых образуются гаметы. Цикл замыкается. Хотелось бы еще один
раз подчеркнуть: спорофит у мхов редуцирован, низведен до уровня полностью зависимого придатка гаметофита, растущего прямо на гаметофите и питающегося за счет него.
Гаметофит доминирует в жизненном цикле и представлен зеленым листостебельным растением.
Теперь попробуйте самостоятельно назвать все стадии жизненного цикла мха на картинке ниже, почувствуйте себя истинным бриологом 
Значение мхов
В целом хозяйственное значение мхов для человека небольшое. Они не пригодны в качестве корма для домашних животных. Мох сфагнум с давних пор применяется как
перевязочный материал, военные врачи применяли его в экстренных случаях, когда заканчивались вата, йод. Сфагнум обладает антисептическими свойствами: уничтожает
микроорганизмы или задерживает их размножение, а также выраженной гигроскопичностью — способностью поглощать, впитывать большие количества воды, крови и
других жидкостей.
Разрастание мхов вызывает переувлажнение почвы и впоследствии — заболачивание территории. Особо отметим роль мхов, как торфообразователей. Торф — горючее полезное
ископаемое, образованное не полностью разложившимися остатками растений в условии болот. Его используют для производства теплоизолирующих материалов, применяют в
качестве топлива. И, конечно же, мхи — звено в цепи питания (продуценты — производители органических веществ).
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
При половом размножении постоянно создаются новые комбинации генов, что увеличивает генетическое разнообразие потомства и, соответственно, шансы приспособиться к меняющимся условиям среды. Создание новых комбинаций генов происходит в процессе мейоза. Мейоз имеет место в ходе образования гаплоидных клеток — спор или гамет. При этом хромосомы, доставшиеся организму от матери и отца, перестают существовать как целое — в результате кроссинговера образуются новые варианты хромосом, скомбинированные из отцовских и материнских. Таким образом, хромосомы детей, как правило, не идентичны хромосомам родителей — они содержат другие комбинации аллелей (вариантов генов).
В ходе мейоза происходит редукция хромосомного набора — образование из диплоидной клетки 4 гаплоидных клеток (n), у которых каждая хромосома представлена уже не парой гомологов, а 1 хромосомой. У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы.
Диплоидность клеток в жизненном цикле восстанавливается при оплодотворении — слиянии гамет. При этом объединяются два разных хромосомных набора из двух разных геномов (генома матери и генома отца).
У других организмов соотношение диплоидной и гаплоидной фаз цикла может быть разным. Разные организмы демонстрируют большое разнообразие жизненных циклов, однако во всех них можно выделить диплоидную фазу, или диплофазу — от оплодотворения до мейоза — и гаплоидную фазу, или гаплофазу — от мейоза до следующего оплодотворения.
Например, у животных (слева) гаплоидны только гаметы, у растений (посередине) есть диплоидное поколение (спорофит) и гаплоидное поколение (гаметофит), а у многих одноклеточных преобладает гаплоидная фаза, а зигота после оплодотворения делится мейозом, в результате чего снова получаются гаплоидные клетки.
Соотношение гаплоидной и диплоидной стадии в жизненном цикле разных организмов может быть разным. Как мы уже видели, у животных единственной стадией является диплоидная, а гаплоидны только гаметы. У некоторых организмов, наоборот, единственной стадией является гаплоидная, а диплоидна только зигота, которая сразу после полового процесса вступает в мейоз. Такую ситуацию мы можем наблюдать, например, у хламидомонады. У большинства растений обе фазы представлены. У мхов привычные нам зеленые растения являются гаплоидными. На них формируются органы полового размножения: антеридии, в которых образуются сперматозоиды, и архегонии, в каждом из которых имеется одна яйцеклетка. Образующиеся гаметы после оплодотворения дают диплоидную стадию, которая развивается непосредственно на гаплоидной. Она представляет собой тонкую длинную нить с расширением на конце. Она коричневого цвета, т. к. не содержит хлорофилла, неспособна к фотосинтезу и живет за счет гаплоидной части растения. Внутри расширения, называемого коробочкой, множество клеток делится мейозом, образуя гаплоидные споры. Споры дают начало зеленым гаплоидным растениям. Таким образом, основной стадией у мхов является гаплоидная.
Основная жизненная стадия у папоротникообразных — диплоидная. На листьях папоротников или в специальных структурах у хвощей и плаунов образуются спорангии, в которых в результате мейоза формируются мелкие одноклеточные споры. Разлетаясь и попадая в подходящие условия, они дают начало гаплоидной стадии — заростку. На заростках образуются антеридии и архегонии, формируются гаметы, происходит оплодотворение, и из зиготы развивается диплоидное растение. У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует, она представлена группами клеток, развивающихся в специальных органах диплоидных родительских организмов. Некоторое время отдельно существует только мужской гаметофит в виде пыльцевого зерна, но в нем в это время не происходит заметных процессов жизнедеятельности. После оплодотворения из зиготы новый диплоидный организм первые этапы развития также проходит внутри материнского организма.
Систематическое положение
Царство: растения
Высшие споровые растения
Надотдел: мохообразные
Отдел: моховидные, или настоящие мхи
Класс: листостебельные, или настоящие, мхи
Класс: сфагновые мхи
Отдел: печеночные мхи
Отдел: антоцеротовые мхи
Бриология — наука о моховидных.
Основная характеристика отдела Моховидные
- Небольшие размеры.
- Влажные местообитания.
- Отсутствие корней, есть ризоиды.
- Отсутствие проводящей ткани.
- Для полового размножения необходимо присутствие капельножидкой влаги для передвижения сперматозоидов.
- В жизненном цикле чередование поколений с преобладанием гаплоидного гаметофита (!).
Отдел Моховидные
КЛАСС ЛИСТОСТЕБЕЛЬНЫЕ МХИ
Кукушкин лен (Рис. 1)
Рис. 1
Широко распространен во влажных лесах умеренной зоны. Его коричневатый стебель, достигающий в длину 30 см, содержит мертвые вытянутые клетки, выполняющие функцию проведения и накопления воды. Простые листочки состоят из нескольких слоев зеленых клеток и не имеют жилок. В нижней части стебля молодого мха образуются одноклеточные выросты — ризоиды, выполняющие функцию поглощения воды и минеральных солей. Обычно кукушкин лен растет в виде куртин, в которых содержится несколько сотен особей. Зеленые растения мха — это гаплоидная стадия, или гаметофит. Мох кукушкин лен — раздельнополое, или двудомное, растение. На верхушке одних растений формируются женские органы, называемые архегониями (рис. 2).
Рис. 2
Каждый архегоний содержит одну яйцеклетку. На мужских растениях развиваются антеридии — органы, представляющие собой мешочки, в которых образуются сперматозоиды. Так как растение гаплоидное, образование гамет не требует мейоза. Для оплодотворения мху нужна вода, по которой сперматозоиды могли бы переплыть на женское растение и проникнуть в архегоний. Для этого бывает достаточно дождя или обильной росы, капли которой лягут на верхушки растений. После оплодотворения из образовавшейся зиготы развивается диплоидный спорофит. Он растет на гаплоидном зеленом растении и использует образованные им вещества. Сам он не содержит хлорофилла и не фотосинтезирует. Он имеет вид длинной коричневой нити, называемой ножкой. Одним концом она прикреплена к верхушке гаметофита, а на другом образуется расширение, являющееся спорангием. В этом расширении формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом, образуя множество одноклеточных спор. Зрелый спорангий состоит из коробочки и крышечки. Крышечка отрывается, и споры высыпаются и разносятся ветром на большие расстояния. Из спор, попавших во влажное освещенное место, вырастает тонкая ветвящаяся нить (протонема). На ее концах формируются почки, дающие начало новым гаплоидным растениям.
КЛАСС СФАГНОВЫЕ МХИ
Мох Сфагнум
Важной группой мхов являются сфагновые мхи (рис. 3). Они широко распространены и образуют так называемые сфагновые, или верховые, болота. Верхушки сфагнума имеют светло-зеленые листочки. По мере роста мха нижняя его часть оказывается под толщей более молодых листочков, отмирает и начинает разлагаться. Ткани мха содержат карболовую кислоту, которая имеет мощное бактерицидное действие. Разложение мха происходит без доступа воздуха и в условиях почти полного отсутствия микроорганизмов. Мох практически не гниет и превращается в торф. Торф, как губка, удерживает влагу, происходит заболачивание лесов.
Рис. 3
Сфагнум не имеет ризоидов. Он впитывает воду всей своей поверхностью. Мелкие светло-зеленые листья, покрывающие стебель и ветви, состоят из клеток двух хорошо различимых под микроскопом типов. Узкие зеленые фотосинтезирующие клетки образуют сетчатую структуру, в которой происходит движение органических веществ. Между ними находятся крупные прозрачные мертвые клетки, от которых остались только оболочки (рис. 4). Эти клетки служат резервуаром для воды. Через поры в их клеточных стенках происходит пополнение запасов воды из окружающего воздуха.
Рис. 4
Сфагнум — однодомное растение. Архегонии (женские органы полового размножения) и антеридии (мужские органы полового размножения) располагаются на одном растении. Сперматозоиды (n) по каплям воды достигают яйцеклеток (n), происходит оплодотворение. Образуется зигота (2n), из которой вырастает спорангий. Там происходит мейоз и образуются гаплоидные (n) споры, дающие начала тонкой нити-предростку — протонеме (n). На ней образуется почка, прорастающая в новый гаметофит (n).
ОТРЯД ПЕЧЕНОЧНЫЕ МХИ
Небольшие нежные растения, тело которых представлено чаще всего слоевищем в виде пластинки неправильной формы. У некоторых слоевище несет чешуйки, соответствующие листьям. Есть многочисленные ризоиды. Протонема развита слабо.
Размножение половое (подобно другим мхам) и бесполое (с помощью особых почек).
Распространенный представитель печеночных мхов — маршанция (рис. 5).
Рис. 5
ОТРЯД АНТОЦЕРОТОВЫЕ МХИ (РИС. 6)
Пластинчатый таллом.
Распространены большей частью в тропиках.
Спорофиты (спорогонии) рогообразной формы.
В основании ножки спорангия находится меристема, поэтому ножка постоянно растет. Образование и созревание спор происходит продолжительное время.
Большинство однодомны. Перекрестное опыление (женские и мужские гаметофиты созревают в разное время).
Рис. 6
Значение мхов
- Образование торфа.
- Водный запас экосистем.
- Виды, образующие экосистемы.
- Содержат антибиотики.
Систематическое положение
Царство: растения
Высшие споровые растения
Надотдел: папоротникообразные
Отдел: папоротниковидные
Отдел: плауновидные
Отдел: хвощевидные
Общая характеристика Папоротникообразных
- Возникли в девоне. Биологического расцвета достигли в карбоне, став основной лесообразующей группой. Остатки лесов образовали обширные залежи каменного угля.
- Наибольшее количество видов в тропической зоне.
- Предпочитают влажные местообитания, т. к. мужские гаметы подвижны, и влага нужна для передвижения сперматозоида к яйцеклетке.
- Есть ткани и органы.
- В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
- Размножение половое и бесполое (спорообразование).
- Органы полового размножения многоклеточные.
Отдел Папоротниковидные
В настоящее время отдел насчитывает примерно 12 000 видов.
Жизненные формы: травы, деревья (рис. 1) и лианы (несколько тропических видов). Есть водные формы (сальвиния плавающая (рис. 2)).
Рис. 1 Рис. 2
Листья папоротников — вайи — цельные или сложно расчлененные с хорошо развитой проводящей системой. Развитие листа происходит из «улитки» (рис. 3).
Листья могут быть дифференцированы на стерильные и фертильные (ужовник (рис. 4)), или выполнять одновременно обе функции (большинство папоротников (рис. 5)). У страусника фертильные листья не фотосинтезируют (рис. 6).
Рис. 3 Рис. 4 Рис. 5
Большинство папоротников имеют подземное корневище и хорошо развитые придаточные корни (рис. 7).
Рис. 6 Рис. 7
Жизненный цикл папоротников включает чередование гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита. В жизненном цикле происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 8).
Рис. 8
При бесполом размножении на нижней стороне листа образуются парные выросты —сорусы (рис. 9). Сорус представляет собой ножку и покрывальце, закрывающее снизу шаровидные спорангии (рис. 10), отходящие от основания ножки. В спорангиях формируются материнские клетки спор, которые делятся мейозом с образованием гаплоидных клеток, становящихся спорами. В сухую погоду края покрывальца отгибаются, а оболочка спорангия лопается из-за неравномерного утолщения стенок образующих ее клеток.
Рис. 9 Рис. 10
Из спор, попавших во влажное освещенное место, развивается гаплоидный гаметофит папоротника — заросток — в виде сердцевидной пластинки с многочисленными ризоидами. На его нижней стороне образуются антеридии со сперматозоидами и архегонии с яйцеклетками. Так же как и мхам, папоротникам для оплодотворения нужна вода. По ней многожгутиковые сперматозоиды папоротника плывут к архегониям. Там сперматозоиды сливаются с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Из нее вырастает новое диплоидное растение.
В лесах умеренной зоны наиболее часто встречаются щитовник мужской, кочедыжник женский, орляк.
Отдел плауновидные
- Побег стелющийся, дихотомически ветвящийся.
- Листочки (филлоиды) мелкие простые с одной центральной жилкой.
- Размножение половое и бесполое (спорообразование).
- В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
Представителем плаунов, часто встречающихся в нашей стране, является плаун булавовидный (рис. 11).
Рис. 11
В жизненном цикле плаунов, как и всех папоротникообразных, происходит чередование полового и бесполого размножения (рис. 12). На концах побегов плауна образуются прямостоячие спороносные колоски — стробилы. Спороносные колоски покрыты видоизмененными чешуевидными листочками — спорофиллами — на которых образуются спорангии. В спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Созревшие споры высыпаются, и из них развивается гаплоидный заросток. У многих видов плаунов заросток развивается под землей в течение нескольких лет, питаясь гетеротрофно, в основном за счет симбиоза с грибом. На зрелом гаметофите образуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами. После оплодотворения из зиготы развивается диплоидный спорофит, который питается за счет гаметофита, пока не достигнет поверхности земли, где он начинает фотосинтезировать.
Рис. 12
Отдел хвощевидные
Древняя группа сосудистых растений, представленная в настоящее время примерно 30 видами.
Стебли полые, состоящие из отдельных члеников и выполняющие функцию фотосинтеза (рис. 13). Для увеличения прочности под эпидермой проходят пучки волокон склеренхимы, образуя ребра на поверхности стебля. Кроме того, в стеблях хвощей откладываются мелкие кристаллы окиси кремния, увеличивающие их жесткость.
Под землей у хвоща образуется густая сеть корневищ, служащих для вегетативного размножения и переживания зимы.
Рис. 13
Весной из-под земли вырастают спороносные побеги. Они имеют коричневый цвет, т. к. не содержат хлорофилла и живут за счет накопленных в прошлом году запасов питательных веществ. На их спорофиллах в результате мейоза образуются гаплоидные споры, которые имеют специальные нитевидные выросты, меняющие форму в зависимости от влажности. Это позволяет им легче покидать спорангий и шире распространяться. Они дают начало гаплоидному заростку. Жизненный цикл хвощей похож на жизненный цикл папоротников (рис. 14).
Пройти тестирование по этим заданиям
Вернуться к каталогу заданий
Версия для печати и копирования в MS Word
1
Наиболее простое строение среди высших растений имеют мхи, так как у них
2) неветвящийся стебель с узкими листьями
4) есть воздухоносные клетки
2
Высшие растения отличаются от низших
1) расчленением тела на органы
3) вегетативным размножением
4) размножением спорами
3
Чем характеризуется группа моховидных по сравнению с другими группами растений
1) в процессе развития происходит чередование поколений
3) имеют листья, стебель и ризоиды
4) образуют органические вещества в процессе фотосинтеза
4
Мхи:
1) имеют мочковатую корневую систему
2) имеют стержневую корневую систему
4) лишены корневого чехлика
5
Впервые в процессе эволюции проводящие ткани появились у:
Пройти тестирование по этим заданиям
Отдел мхи
13-Дек-2012 | комментариев 8 | Лолита Окольнова
Отдел мхи
Когда мы говорим о мхах, то прямая ассоциация с ними -вода, влага. Действительно, организмы отдела мхи — это растения, жизнь которых невозможна без воды.
Представители отдела Мхи — очень древние растения. Как говорят ученые, зарождение мхов относят к карбону — каменноугольному периоду- время теплых болот на планете Земля.
Это низкорослые растеньица, поэтому на поверхности земли мхи смотрятся как зеленый ковер.
Есть мхи наземные и водные, при этом водные могут иметь достаточно длинное тело (0.5 м). Мхи распространены везде, это многолетние растения.
Отдел мхи. Строение
Если у водорослей деления на ткани и органы не было вообще, то мхи, хотя и устроены достаточно просто, все же успели обзавестись:
- слабо выраженными, но уже тканями: проводящей ( настоящей ксилемы и флоэмы нет, скорее просто проводящие структуры), механической ( тоже слабо выраженная), запасающей и покровной;
- таллом (тело) уже имеет стебель и листья
- корней нет — орган крепления к субстрату — ризоиды
- печеночные мхи — клетки слоевища разделены на два слоя — верхний — ассимиляционный (соответственно, имеет хлоропласты и устьица)и нижний без хлоропластов — основной с ризоидами;
- зеленые мхи — самые высокорослые растения среди всех мхов, есть четко выраженные стебель и листья, поэтому для них широко распространено вегетативное размножение.
- сфагновые ( белые) мхи — обитатели болот. Отличительная особенность этих мхов — отсутствие ризойдов. Стебель и листья растут верхней частью, а клетки нижней постепенно отмирают.
Именно сфагновые мхи — источник образования торфа.
Во время дождя впитывают воду, и растение станет зеленоватым, а когда пустые, то в них воздух, и растение сразу принимает беловатую окраску.
Во время войны сфагнум партизаны использовали вместо ваты, и отчасти он заменял йод: в ранах не развивались гнойные бактерии, так как во мху содержится сфагнол — такое же дезинфицирующее средство, как карболовая кислота. Поэтому на сфагновых болотах выделяющийся сфагнол препятствует развитию гнилостных бактерий. Известно много случаев, когда при торфяных разработках в толще торфа находили неразложившиеся трупы животных.
Размножение:
размножение мхов происходит только при участии воды
- мхи бывают однодомные (т.е. и мужской и женский орган расположены на одном растении, «в одном домике живут»
- двудомные — есть «женское» и «мужское» растение.
Чередование поколений:
гаметофит ↔ спорофит
Гаметофит (гаплойдный организм) доминирует в жизненном цикле мхов: он осуществляет и половое размножение, и жизнедеятельность самого растения — фотосинтез, рост, потребление минеральных веществ и т.д.
Спорофит (2n) — образует мейозом споры (1n), которые вырастают и становятся протонемой или зеленой нитью (1n) , которая выглядит очень похоже на водоросль
В ЕГЭ часто встречаются вопросы вопросы по развитию растения отдела мхи — «кукушкин лен».
Давайте рассмотрим его жизненный цикл.
- Одноклеточная спора (1n) становится взрослым растением — гаметофитом (1n).
- На этом гаметофите прорастают антеридии и архегонии — органы размножения, митозом образующие половые клетки (1n) — женские или мужские, или 2 на одном растении — двудомный вариант.
- С помощью влаги, жидкости (оплодотворение возможно только в водной среде), сперматозойд оплодотворяет яйцеклетку.
- Из зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) вырастает спорофит (2n) — коробочка (в ней содержатся споры) на длинной ножке. При наступлении благоприятных условий споры «высеиваются» из коробочки и прорастают в гаметофит.
Цикл повторяется…
Традиционно царством мхов и лишайников является Тундра. Вся поверхность Тундры покрыта разными видами мхов. Т.к. корней у них нет, то шины автомобилей портят это покрытия, «выкорчевывая» мховое покрытие.
Считается, что предками мхов были псилофиты (риниофиты) — древние растения, уже давно вымершие.
Кстати, Олений мох — вовсе не мох, этот организм относят к лишайникам, а название отражает, скорее, внешний вид 🙂
- тест ЕГЭ по мхам
- вопросы ОГЭ по мхам
Обсуждение: «Отдел мхи»
(Правила комментирования)
Сообщение по теме: РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ЕГЭ ПО ЖИЗНЕННЫМ ЦИКЛАМ РАСТЕНИЙ.
Подготовила: учитель биологии Шагинян М. А.
ЦЕЛИ ЗАНЯТИЯ: повторение и обобщение материала по разделу «Жизненные циклы растений»; обучение решению задач части С5 ЕГЭ по жизненным циклам растений разных отделов.
ФОРМА ЗАНЯТИЯ: лекционно-практическая.
ОБОРУДОВАНИЕ: проектор, слайды, набор карточек с задачами.
ХОД ЗАНЯТИЯ:
Лекция
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). (Демонстрация слайдов).
Схема 1. Жизненный цикл зелёных водорослей.
|
Взрослая особь (n) – митоз – гаметы (n) – оплодотворение – зигота (2n) – мейоз – споры (n) – митоз – новые особи (n). |
Практикум
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.
Лекция
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). (Демонстрация слайдов).
Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён).
|
мужской гаметофит (n) женский гаметофит (n) митоз митоз антеридии (n) архегонии (n) митоз митоз сперматозоиды (n) яйцеклетки (n) вода зигота (2n) митоз спорофит – коробочка на ножке (2n) мейоз микроспоры (n) макроспоры (n) митоз митоз мужской гаметофит (n) женский гаметофит (n) |
Практикум
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.
|
Взрослое растение (2n) – митоз – спорангии на листьях (2n) – мейоз – споры (n) – митоз – заросток (n) – митоз – антеридии (n) и архегонии (n) – митоз – сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n) – оплодотворение – зигота (2n) – митоз – зародыш нового растения (2n). |
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).
|
взрослое растение – спорофит (2n) женские шишки (2n) мужские шишки (2n) митоз митоз семязачатки – мегаспорангии (2n) пыльцевые мешки – микроспорангии (2n) мейоз мейоз 4 мегаспоры (n), 3 погибают микроспоры (n), все развиваются митоз митоз эндосперм (n) и 2 архегония (n) пыльцевое зерно (n) (женский гаметофит) (мужской гаметофит) митоз митоз 2 яйцеклетки (n), 1 погибает (внутри пылинки) вегетативная + генеративная клетка (n) клетка (n) митоз митоз пыльцевая трубка (n) 2 спермия (n) (1 погибает) врастает внутрь семязачатка участвует в оплодотворении (внутри семязачатка) зигота (2n) митоз зародыш (2n) семени |
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.
Лекция
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.
|
взрослое растение – спорофит (2n) цветок (2n) пестик (2n) тычинка (2n) митоз митоз семязачатки – мегаспорангии (2n) пыльцевые мешки – микроспорангии (2n) мейоз мейоз 4 мегаспоры (n), 3 погибают микроспоры (n), все развиваются митоз митоз зародышевый мешок (n) из 8 клеток пыльцевое зерно (n) (женский гаметофит) (мужской гаметофит) яйцеклетка (n) + центральная клетка (2n) митоз (внутри пылинки) вегетативная + генеративная клетка (n) клетка (n) митоз митоз пыльцевая трубка 1-й спермий + 2-й спермий (n) (n) (n) врастает внутрь семязачатка участвуют в оплодотворении с яйцеклеткой с центральной (n) клеткой (2n) (внутри семязачатка) зигота (2n) + эндосперм (3n) митоз зародыш (2n) семени |
Практикум
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.
6
1. Решение заданий части С (циклы развития растений)
2.
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).
3.
4.
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).
5.
6.
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.
7.
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
8.
9.
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 путем митоза
развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n),
состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и
генеративной).
n).
10.
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).
11.
12.
Соматические клетки кукурузы имеют 20 хромосом. Какой
хромосомный набор содержат клетки верхушки корня и
генеративной клетки пыльцы кукурузы? Объясните, из
каких исходных клеток и в результате какого деления
образуются эти клетки
1. число хромосом клетки верхушки корня – 20, а
генеративной клетки пыльцы – 10;
2. клетки корня образуются в результате митоза из
клеток зародыша;
3. генеративная клетка пыльцы образуется в
процессе митоза из гаплоидной микроспоры при
прорастании
13.
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.
1. В клетках листьев кукушкина льна
гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё
растение, развиваются из спор (n) путём митоза
сначала предростки, а затем взрослые растения
(n).
2. В клетках коробочки на ножке диплоидный
набор хромосом (2n), она развивается из зиготы
с диплоидным набором хромосом (2n) путём
митоза.
14.
Какой хромосомный набор характерен для гамет
(яйцеклетки и спематозоидов) и спор хвоща
полевого? Объясните, из каких исходных клеток и в
результате какого деления они образуются. Ответ
обоснуйте.
в гаметах гаплоидный набор хромосом – n;
2. в спорах гаплоидный набор хромосом – n;
3. гаметы развиваются в результате митоза из
клеток гаметофита (заростка);
4.споры образуются из клеток спорангия в
результате мейоза.
1.
15.
Какой хромосомный набор характерен для клеток зоны
деления корня и мегаспоры семязачатка цветкового
растения, из которой развивается восьмиядерный
зародышевый мешок? Объясните, из каких исходных
клеток и в результате какого деления образуются эти
клетки.
1) набор хромосом клетки зоны деления корня – 2n;
мегаспоры семязачатка – n;
2) клетки корня развиваются из зародыша (зиготы)
путём митоза;
3) мегаспора образуется в результате мейоза из
клетки семязачатка в завязи пестика
16.
Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и
клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных
клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.
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.
17.
Соматические клетки яблони имеют 34 хромосомы.
Определите число хромосом в клетках листьев и в ядрах
клеток женского гаметофита (зародышевом мешке) яблони.
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого
деления образуются эти клетки.
1) клетки листьев яблони (соматические клетки) имеют
двойной набор хромосом – 34, так как взрослое растение
развивается из зародыша (зиготы) путем митоза;
2) женский гаметофит (зародышевый мешок) имеет шесть
гаплоидных клеток (из них одна яйцеклетка) с набором
хромосом – 17, и одну центральную диплоидную клетку, в
которой 34 хромосомы;
3) женский гаметофит образуется из гаплоидной мегаспоры
путем трех митотических делений, в результате которых
образуются 8 гаплоидных клеток, две из них сливаются и
образуют центральную диплоидную клетку
зародышевого мешка
18.
Какой набор хромосом содержится в спермиях и в
клетке основной ткани листа огурца? Объясните, из
каких исходных клеток и в результате какого
деления образуются спермии и клетки основной
ткани.
1) набор хромосом в клетках основной ткани листьев
огурца равно 2n (в процессе митоза не изменяется),
спермии огурца образуются в результате мейоза,
набор хромосом равен n;
2) взрослое растение огурца развивается из зиготы,
значит равно 2n;
3) из пыльцевого зерна образуются два гаплоидных
спермия, один из которых сливается с яйцеклеткой.
19.
Какими цифрами обозначены на рисунке «Цикл
развития папоротника» гаплоидные стадии
развития? Назовите их.
1) 2 — спора;
2) 3 — заросток с
развивающимися
на нем
антеридиями — 4
архегониями — 5;
3) 6 — спермий и
7 — яйцеклетка.
20.
Какой хромосомный набор характерен для гамет и
спор растения мха кукушкина льна?
Объясните, из каких клеток и в результате какого
деления они образуются
1. Гаметы мха кукушкина льна образуются на
гаметофитах из гаплоидной клетки путём
митоза. Набор хромосом у гамет — n.
2. Споры мха кукушкина льна образуются на
диплоидном спорофите в спорангиях путём
мейоза из диплоидных клеток. Набор
хромосом у спор одинарный — n
21.
Какой хромосомный набор характерен для клеток
эндосперма семени и листьев цветкового растения.
Объясните полученные результаты.
1) в клетках эндосперма семени триплоидный набор хромосом
3n, а в клетках листьев цветкового растения 2n;
2) эндосперм (3n) развивается из клетки образованной от
слияния
двух клеток — центральной клетки семязачатка (2n) и одного из
спермиев (n);
3) листья цветкового растения развиваются из клеток зародыша.
В клетках зародыша семени диплоидный набор хромосом – 2n,
так как зародыш формируется из зиготы – оплодотворённой
яйцеклетки.
22.
Какой хромосомный набор характерен для
спермиев и клеток пыльцевого зерна
семени сосны. Объясните, из каких
исходных клеток и в результате, какого
деления образуются эти клетки.
1.Спермии –п, в клетках пыльцевого зерна – п.
2.Спермии формируются из клеток
пыльцевого зерна(генеративной клетки) в
результате митоза.
3. Клетки пыльцевого зерна сосны
развиваются из гаплоидных спор митозом.
23.
Какой хромосомный набор характерен для
спермиев и клеток эндосперма семени цветкового
растения? Объясните, из каких исходных клеток и в
результате, какого деления образуются эти клетки.
1.Спермии –п, в клетках эндосперма – 3п.
2. Спермии формируются из гаплоидной
споры (генеративной клетки) в результате
митоза,
3.эндосперм формируется при слиянии двух
ядер центральной клетки зародышевого
мешка (2п) и одного спермия (п)
24.
Какой хромосомный набор характерен для
мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните,
из каких исходных клеток и в результате, какого
деления образуются эти клетки.
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.
25.
Какой хромосомный набор характерен для клеток
пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из
каких исходных клеток и в результате, какого
деления образуются эти клетки.
1. 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.
26. Используемые ресурсы
• Биология и медицина
http://medbiol.ru/medbiol/botanica/001206b
d.htm
• Решу ЕГЭ
http://bio.reshuege.ru/test?theme=219
Общая схема жизненного цикла высших растений
Отдел Моховидные
Как мы уже сказали, мхи – тупиковая ветвь в развитии растений на Земле. Они являются одними из самых примитивных растений, однако распространены достаточно широко в регионах с влажными почвами. Зачем им нужна влага? Сейчас мы ответим на этот вопрос.
У этих растений отсутствуют корни. Функцию прикрепления к субстрату и всасывания необходимых веществ выполняют ризоиды (выросты эпидермиса). Тело мхов часто (однако не всегда) разделено на стебель и листья. Ткани у мхов развиты гораздо меньше, чем у других высших растений, а ксилема и флоэма (компоненты проводящей ткани) в принципе отсутствуют.
Ниже представлено изображение одного из самых знаменитых представителей моховидных – кукушкиного льна. Цифрой 1 обозначено мужское растение, 2 – женское, под цифрой 3 скрыта коробочка, которая несет в себе споры.
Спорофит мхов представлен коробочкой на ножке, которая внедряется в ткань гаметофита (взрослого мха) и доставляет спорофиту воду и питательные вещества. Таким образом, спорофит мха полностью зависим от гаметофита и не способен к самостоятельному существованию. На спорофите образуются споры, которые способны прорастать лишь в благоприятных условиях. Из них развивается протонема (зеленая нить), которая дает начало гаметофиту.
Важно отметить, что для размножения мхам необходима вода. Их сперматозоиды переносятся к яйцеклеткам только в капельно-жидкой среде. Именно этот факт ограничивает распространение мхов (и других споровых растений) по Земле.
Экология моховидных
Моховидные — одни из первых наземных растений, мало изменившиеся за время своего существования. Они обитают во влажных местах, часто под пологом леса, а также на болотах и на полях с кислыми почвами. В настоящее время в этом отделе выделяют около 15 тысяч видов.
Они способны впитывать и удерживать большое количество влаги, и поэтому способствуют поддержанию водного режима местности. Также они часто обеспечивают условия для сохранения и прорастания спор голо- и покрытосеменных растений.
Способность мхов всасывать и удерживать в себе жидкость ранее использовалась при наложении гемостатических повязок в случае отсутствия более надежных средств.
Сфагнум – один из самых известных представителей отдела – не гниет в толще отложений, поэтому в течение многих лет участвует в формировании торфа, который широко используется в качестве топлива и источника органических удобрений.
Также из мхов выделяют некоторые химические вещества, используемые как в домашнем хозяйстве, так и в промышленности.
Папоротниковидные
Папоротниковидные – более развитые споровые растения по сравнению со мхами. Этот отдел растений возник очень давно, еще в период Девона. К настоящему виду отдел насчитывает около 12 тысяч видов. Папоротники широко распространены во влажных тропических лесах, где до сих пор встречаются их древовидные формы.
Как и мхи, папоротники чувствительны к наличию влаги в окружающей среде, так как от нее зависит их размножение и распространение.
Строение папоротников отличает их от мхов: у папоротников гораздо лучше выражены ткани, в том числе и проводящая, появляются корни, листья и стебель имеют большее развитие. Молодые листья имеют завитое строение, поэтому их иногда называют «улитками».
На обратной стороне листа расположены сорусы – скопления спорангиев.
В жизненном цикле папоротников преобладает спорофит. Он представлен взрослым растением, которое мы можем видеть в лесах. Гаплоидные споры у папоротников формируются на обратной стороне листа и распространяются на большие территории при помощи ветра, из них в благоприятных условиях вырастает гаметофит – заросток. Это небольшое (обычно около полусантиметра) зеленое растение, живущее недолго и формирующее гаметы. Заросток часто имеет сердцевидную форму. Гаметофиты обычно двуполые. При слиянии гамет (в водной среде!) формируется новое растение – диплоидный спорофит, развивающийся из зиготы.
Экология папоротниковидных
Папоротники, как и мхи, способны существовать в основном только во влажной среде обитания, это ограничивает их распространение по земному шару. Однако число видов этих растений достаточно велико.
Папоротники являются важными компонентами многих растительных сообществ, особенно в тропических и субтропических лесах.
Человек использует папоротники в различных сферах: некоторые папоротники выращиваются в декоративных целях, некоторые употребляются в пищу, из отдельных видов получают экстракты лекарственных веществ.
Голосеменные
Голосеменные – потомки древних папоротниковидных, впервые возникшие около 350 млн лет назад (в конце девонского периода). Своего расцвета эта группа растений достигла в мезозойскую эру. Этот период был связан с образованием гор, поднятием материков над уровнем мирового океана и, следовательно, иссушением климата. Позже, с приходом покрытосеменных, голосеменные утратили свое господство.
Ранее в отделе выделяли 6 классов, однако 2 из них (семенные папоротники и бенннетиговые) полностью вымерли. В настоящее время класс включает в себя всего 900 видов, но, несмотря на малое разнообразие, эти виды очень широко распространены по Земле. В частности, в умеренных широтах Северного полушария они формируют огромные хвойные леса – тайгу.
Внешний вид голосеменных достаточно характерен: в основном это деревья, реже – кустарники. Листья у них имеют специфическую форму – в основном они представлены иглами, расположенными попарно и поодиночке, эти листья называются хвоей. Однако иногда встречаются и чешуевидные листья, значительно различающиеся по форме и размерам.
Большинство голосеменных – вечнозеленые одно- и двудомные растения (мужские и женские половые органы на одном растении – однодомные, иначе – двудомные, более подробно об этих понятиях читайте в разделе «Вегетативные органы растении»). У них хорошо развиты стебли и корневая система, а вот проводящие ткани все еще остаются недостаточно развитыми по сравнению с покрытосеменными: лишь у некоторых формируются настоящие сосуды, у остальных проводящую функцию выполняют трахеиды (более подробно виды и строение тканей у растений мы будем разбирать на курсе).
Важным шагом в эволюции семенных растений стало появление возможности размножаться при помощи семян, которые развиваются из семязачатков. У голосеменных семязачатки расположены открыто (голо) на семенных чешуях. Семенные чешуи обычно собраны в шишки, которые бывают мужскими и женскими. Хотим обратить ваше внимание, что хоть в шишках и происходит оплодотворение, они являются частью спорофита. Гаметофит, образующийся на семенных чешуях (из споры), настолько редуцирован, что не различим глазом. Редукция гаметофита также привела к тому, что для развития мужских гамет не нужны половые органы, поэтому антеридий (мужской половой орган) у голосеменных также редуцирован.
Перед вами строение молодой и зрелой женской шишки, а также внешний вид зрелого семени, расположенного на поверхности семенной чешуи.
На курсе нам предстоит изучить особенности цикла развития голосеменных, более сложного, чем циклы споровых растений.
Экология голосеменных
Голосеменным для размножения не нужна вода, поэтому их среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. Некоторые виды встречаются даже в пустынях, существуют тропические виды, но наибольшего распространения получила группа растений из класса Хвойные.
По своему значению в биосфере и в хозяйственной деятельности человека Хвойные уступают только Покрытосеменным. В настоящее время насчитывается более 500 видов хвойных растений, которые образуют леса на обширных территориях Северной Евразии и Северной Америки, также они распространены вдоль побережья Тихого океана.
Хвойные леса – среда обитания для многих животных из самых разных систематических групп. Деревья дают им пищу, защиту, являются местом для выведения и выращивания потомства. Залежи каменного угля, занимающие обширные территории Сибири, образовались в результате жизнедеятельности древних голосеменных.
Человек активно использует хвойные растения в своей хозяйственной деятельности. В частности, он заготавливает древесину, получает сырье для изготовления канифоли, скипидара, различных эфирных масел для парфюмерной промышленности, использует хвою в процессе заготовки лекарственных препаратов, в пищу идут семена некоторых хвойных – кедра, сибирской, итальянской сосен, из этих семян также делают масло. Некоторые Хвойные выращиваются как декоративные.
Такое активное использование лесов ведет к стремительному уменьшению их количества. Истреблению Хвойных также способствует строительство железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов, добыча полезных ископаемых (угля, нефти). Хвойные очень плохо переносят загазованность воздуха, копоть: многолетние хвоинки накапливают в себе ядовитые вещества, из-за чего отмирают раньше положенного им срока на 1-2 года. Также эти деревья очень чувствительны к пожарам, даже низовым (когда горит только подложка – мех, кустарники, а сами деревья не затрагиваются), так как их корневая система расположена в значительной мере поверхностно. Угнетение Хвойных растений – одна из серьезных экологических проблем современности.
Если говорить о представителях других классов, то они встречаются гораздо реже и менее известны. Некоторые растения (Саговая пальма — класс Саговниковые, Гинкго «Бонсай» — класс Гинкговые) выращиваются как декоративные растения и пользуются большой популярностью у растениеводов. Растение Эфедра (класс Гнетовые) используется в качестве сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как медицинский препарат в кардиологии и реаниматологии.
Хуже всего освоена тема размножения растений и чередования поколений спорофита и гаметофита, поэтому на ней мы остановимся более подробно.
Развитие растений
Самое сложное для понимания, и в тоже время ключ для решения проблемы, заключено в представленной ниже схеме:
Основные понятия по данной теме:
Гаметофит – заросток, гаплоидное половое поколение в цикле развития растения, дающее споры. У споровых растений заростки формируются из спор, выпадающих из спорангия на почву, и живут самостоятельно, на них имеются архегонии и антеридии. Обычно эти заростки обоеполые. У семенных растений споры не выпадают из спорангиев и раздельнополые заростки развиваются внутри них. У голосеменных женский заросток – первичный эндосперм с двумя архегониями, у покрытосеменных – восьмиядерный зародышевый мешок (без архегониев). Мужской заросток у семенных растений – пыльца (не имеет антеридиев).
Оплодотворение – слияние сперматозоида (спермия) с яйцеклеткой. У споровых растений для оплодотворения нужна воды, которая переносит сперматозоиды, у семенных растений спермии (обычно их два) доставляются по пыльцевой трубке. У голосеменных в оплодотворении принимает участие один из спермиев. Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
Семя – орган размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных. Образуется из семязачатка в результате оплодотворения. Состоит из кожуры, зародыша и запасающей ткани – эндосперма.
Семязачаток – видоизмененный мегаспорангий семенных растений, в котором происходит образование мегаспор, развитие женскоро гаметофита и оплодотворение, в результате чего образуется семя. Семязачатки голосеменных открыто лежат на чешуе шишек, у покрытосеменных – внутри завязи.
Спорофит – бесполое диплоидное поколение в цикле развития растения, которое чередуется с гаплоидным поколением – гаметофитом. Спорофит развивается из зиготы, на нем образуются спорангии со спорами. У бурых водорослей, папоротников, хвощей, плаунов спорофит и гаметофит представляют собой разные особи, при этом гаметофит микроскопически мал. У мхов оба эти поколения находятся на одной особи и гаметофитявляется листостебельным растением, а спорофит – коробочка на ножке. У голо- и покрытосеменных оба поколения также находятся на одном растении, но преобладает спорофит, а гаметофиты редуцированы и микроскопически малы.
Запомните, что споры образуются путем мейоза, а гаметы – путем митоза. Это характерно не только для растений, но и для некоторых простейших, имеющих сходство с растениями (например, для хламидомонады).
Чтобы окончательно разобраться в циклах развития растений, стоит посмотреть на следующие схемы:
Цикл развития спорового растения
Цикл развития сосны
