Бесполое размножение осуществляется у цветковых

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 19.09.2024

В противоположность человеку, растения могут продлевать свой род различными методами. Сведения об их размножении умело используются человечеством для выращивания других организмов. В этом уроке мы рассмотрим способы репродукции растительных организмов и непосредственное применение этих знаний на практике.

План урока:

Виды размножения

Размножение — процесс, в результате которого число определённого организма увеличивается.

У растительных организмов различают следующие способы размножения:

Половое;
Бесполое (спорами и вегетативное).

У гамет есть два вида:

Мужские: подвижные мужские клетки называют сперматозоидами, а неподвижные — спермиями. У спермиев нет жгутиков (присущи покрытосеменным и голосеменным);
Женские: женские клетки именуются яйцеклетками. Обычно яйцеклетки намного крупнее мужских гамет, так как содержат запас питательных веществ. Яйцеклетка состоит из цитоплазмы — ооплазмы — и ядра.

Половые клетки должны слиться друг с другом. Процесс, в итоге которого создаётся единый организм, называется оплодотворение. Единый организм именуется зиготой, из которого далее сформируется новое растение. Свежий растительный организм содержит набор признаков, который ему передали женские и мужские клетки.

Наследственный материал содержится в хромосомах. Гаметы гаплоидны, то есть в них находится одинарный набор хромосом. На схемах такой хромосом отмечается латинской буквой n. Одинарный набор присущ всем гаметофитам и некоторым водорослям (хлорелла) и грибам (мукор).

При слиянии гамет формируется зигота, которая имеет двойной (диплоидный) набор хромосом. При этом родительские признаки перемешиваются, и образуется уникальное растение со своим набором признаков. В этом и состоит биологический смысл: комбинации генов увеличивают генетическое разнообразие потомства, что приводит к появлению новых более приспособленных организмов.

Бесполое размножение. Бесполая репродукция бывает двух видов: вегетативная и размножение спорами.

Вегетативное размножение. В отличие от полового размножения, в вегетативном размножении не участвуют специализированные клетки. Растительный организм развивается из частей вегетативных органов: корня и побега.

Такой способ размножения характерен для всех растений. Наиболее часто вегетативно размножаются покрытосеменные растения из-за большого разнообразия видоизменённых побегов и корней.

В ходе формирования знаний о садоводстве человечество освоило способ вегетативного размножения — увеличение числа растений посредством черенков и отводков. Черенки — это такие части растений, которые способны закрепиться в почве и дать новые корни. Для этого черенок отделяют от материнского растительного организма и сажают в почву. Таким образом можно размножить огромное множество растений, например, жимолость или бузину.

Растительные организмы, которые не способны хорошо укорениться в почве, размножают отводками (крыжовник). При этом способе дочернее растение не отделяют от материнского, а лишь загибают часть побега и присыпают сверху почвой.

Некоторые растения сами выработали органы для вегетативного размножения. Например, землянику легко клонировать самим, благодаря наличию видоизменённого побега — усов.

Размножение усами земляники

Размножение спорами. Не стоит путать споры бактерий и споры растений. Споры бактерий — стадия жизни микроорганизмов, в которой максимально замедлены обменные процессы. Споры нужны бактериям в неблагоприятных условиях для выживания. Бактерии покрываются толстой оболочкой, которая может пережить экстремальные температуры. Споры растительных организмов предназначены для размножения. Оболочка — спородерма — состоит из двух слоёв: экзины и интины. Экзина имеет выросты, которые позволяет цепляться за гладкие части. Таким способом размножаются грибы, водоросли и высшие растения.

В отличие от размножения гаметами, в процессе размножения спорами участвует одна клетка. Споры прорастают на стадии жизненного цикла растения, которая называется спорофит. Специальные органы, которые несут споры, называются спорангии.

Споры бывают подвижные и неподвижные. Подвижные споры — зооспоры — имеют жгутики для передвижения. У неподвижных спор жгутика нет.

Спорофит диплоиден, то есть имеет двойной набор хромосом. На схемах записывают как 2n. Растение, которое сформировалось из споры, полностью повторяет материнский растительный организм, потому что не происходит перемешивания генетических материалов.

Растению удобнее размножаться спорами, нежели гаметами, так как в этом процессе участвует всего одна клетка. Споры отделяются от материнского организма и прорастают там, где образуются благоприятные для прорастания условия.

Для многих растений характерно чередование поколений, то есть какое-то время организм пребывает на стадии спорофита, а какое-то — на стадии гаметофита. Из-за этого растения одного вида могут отличаться не только способом размножения, но и внешним видом. Всё дело в преимуществах поколений.

Преимущества полового размножения:

Смешение генетического материала гамет, что приводит к лучшему приспособлению в изменяющихся условиях среды.

Преимущества бесполого размножения:

Более высокая вероятность размножения, так как участвует всего одна клетка;
При вегетативном размножении развитие растения начинается не с одной клетки, а с нескольких, что уменьшает время появления нового растительного организма.

Чередование поколений папоротника

Поколение растения, которое существует в жизненном цикле дольше, называется доминирующим.

Изменение соотношения между гаметофитом и спорофитом в процессе эволюции

Размножение споровых растений

Споровые растения — растения, для которых характерно споровое размножение.

Споровые растительные организмы бывают:

Низшие: водоросли;
Высшие: мхи, плауны, хвощи, папоротники.

Вегетативное: водоросли размножаются таким способом, когда их части случайно отделяются от материнского организма из-за сильных течений или воздействия животных;
Споровое: споры водорослей бывают подвижные с жгутиками (зооспоры) и неподвижные; внутри материнской клетки формируется множество спор, которые далее выходят наружу в водную среду;
Половое: половая репродукция активизируется лишь при наступлении неблагоприятных условий для приспособления к изменяющимся внешним условиям; гаметы из гаметофита сближаются в водной среде и формируют зиготу, из которой формируется новое растение.

Размножение мхов. У мхов выражено чередование поколений. Доминирующим является поколение гаметофит. У кукушкина льна во влажную погоду сперматозоиды из мужского мха перемещаются к яйцеклетке на женском мхе. Бывшая зигота становится спорофитом — коробочкой на ножке. Там формируются споры, которые затем выбрасываются на землю. Из них вырастают мужские и женские мхи — гаметофиты.

Жизненный цикл мха

Размножение плаунов. В жизненном цикле плаунов уже заметно доминирование спорофита над гаметофитом. На зелёном организме — спорофите — образуются спорангии с множеством спор внутри. Споры формируют гаметофит растений, который у плаунов называется заростком. Там формируются мужские и женские половые части, которые производят гаметы. Они сливаются во влажную погоду, образуя спорофит.

Жизненный цикл плаунов

Размножение хвощей. Далее во всех растениях спорофит будет доминирующим поколением. Репродукция хвощей повторяет размножение плаунов. На спорофите образуются споры, из которых вырастает заросток — гаметофит — с женскими и мужскими гаметами.

Жизненный цикл хвощей

Размножение папоротников. Доминирующим поколением папоротников также является спорофит. Спорофит — растение с листьями, на нижней стороне которых образуются бурые бугорки — спорангии. Споры формируют гаметофит — заросток. На нём формируются мужские и женские клетки. При оплодотворении они создают зиготу, из которой развивается спорофит.

Жизненный цикл папоротников

Таким образом, репродукция низших и высших споровых растений отличается. Для низших споровых растительных организмов характерен выбор между бесполым или половым размножением. Редко встречается и тот, и другой вид репродукции. Для высших споровых растений характерна смена поколений с преобладанием гаметофита (мхи) или с преобладанием спорофита (плауны, хвощи, папоротники).

Размножение семенных растений

Семенные растения также называют голосеменными. Для этих растений характерно семенное размножение. В отличие от споровых растительных организмов, голосеменные размножаются не с помощью спор, а посредством семян. В отличие от покрытосеменных растений, голосеменные не защищают семена специальными образованиями — плодами.

Женские и мужские семена растений можно различить невооруженным глазом: женские семена намного крупнее, так как они несут в себе запас питательных веществ, который заключён в эндосперм. Женское семя состоит из зародыша, эндосперма и плотной семенной кожуры. Мужские семена больше похожи на пыльцу.

Строение семени сосны

Репродукцию голосеменных растений принято рассматривать на примере сосны обыкновенной. Сосна — однодомный растительный организм, то есть на одном растении расположены и женские шишки, и мужские.

Женские шишки: красные, сидят на вершине по одной; на чешуях женских шишек развиваются два семязачатка, в которых располагаются яйцеклетки;
Мужские шишки: жёлто-зелёные, небольшие, собраны группами; на чешуях мужских шишек развиваются два пыльцевых мешочка, в которых располагается пыльца и пузырьки, заполненные воздухом, для облегчения полёта.

Строение шишки сосны

Пыльца вылетает из мужской шишки и встречается с женской. Это стадия опыления. Чешуи женской шишки соединяются, чтобы пыльцевые зёрна не вылетели обратно. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения.

В жизненном цикле голосеменных растений преобладает спорофит. Спорофит — взрослое растение. Оно формируется внутри семян шишек, а затем прорастает при попадании на землю. Гаметофит — шишки.

Жизненный цикл голосеменных растений

Также у семенных растительных организмов редко встречается вегетативная репродукция.

Размножение покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения — вершина эволюции. Для размножения у них выработались специальные органы: цветок и плод. Яркий цветок привлекает насекомых-опылителей, которые облегчают перенос пыльцы между растениями. Плод с околоплодником защищает хрупкие семена от неблагоприятных воздействий.

Мужской и женский гаметофит у покрытосеменных растений сильной отличается:

Мужской . Мужской гаметофит называется пыльцой и располагается на пыльнике тычинки. Представляет собой шарики с двухслойной оболочкой: наружная — неровная и внутренняя — гладкая. Неровности нужны для лучшего закрепления пыльцы. Под оболочками находятся две клетки: вегетативная и генеративная.
Женский . Женский гаметофит именуется зародышевым мешком и располагается в семязачатке пестика. В нём есть входное отверстие для пыльцы — микропиле. Напротив микропиле находится яйцеклетка, а в центре — центральная клетка.

Процесс переноса пыльцы называется опылением. Опыление растений бывает:

Самоопыление: пыльца попадает на тычинки того же растительного организма (горох, фасоль); высока вероятность опыление, но мало разнообразие потомства;
Перекрёстное опыление: пыльца попадает на тычинки другого растения (кукуруза, арбуз); высоко разнообразие потомства, но мала вероятность опыления.

Посредством насекомых-опылителей (зоофилия) или ветра (анемофилия) пыльца отделяется от тычинки и перелетает на рыльце пестика. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм. Этот процесс именуется двойным оплодотворением, то есть два спермия сливаются с двумя клетками.

Далее из зиготы развивается зародыш, который окружён эндоспермом с запасом питательных веществ. Постепенно формируется плод.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение происходит с помощью вегетативных органов: корня, побега. В отличие от полового размножения, вегетативная репродукция даёт начало идентичным особям без разнообразия. Это понижает шансы на выживаемость в изменяющихся условиях среды.

В вегетативном размножении участвуют клетки паренхимы — основной ткани. Эти клетки не являются специализированными, поэтому в процессе развития могут дать начало любому органу.

Для вегетативного размножения растительные организмы выработали разнообразные способы:

❖ Способы размножения растений:
■ бесполое;
■ половое.

Бесполое размножение растений

Бесполое размножение — древнейшая форма размножения, осуществляющаяся без участия половых клеток (гамет) и характеризующаяся отсутствием полового процесса.

■ У растений бесполое размножение может осуществляться наряду с половым размножением.

❖ Основные способы бесполого размножения растений:

■ вегетативное размножение (характерно для большинства групп растений, а у некоторых семенных растений — малины, земляники, ивы и др. оно преобладает над половым);

■ размножение спорами, или споруляция (водоросли, мхи, хвощи, плауны,папоротники);

■ размножение делением клетки, или шизогония (у некоторых водорослей).

Вегетативное размножение — способ бесполого размножения растений с помощью вегетативных органов — корня, стебля, листа или видоизмененных побегов, из которых в благоприятных условиях формируются полноценные дочерние особи.

■ Вегетативное размножение возможно только при наличии у растения свойства регенерации, т.е. способности возрождать себя из части.

■ Вегетативно могут размножаться одноклеточные (водоросли) и многоклеточные, гаплоидные и диплоидные растения.

❖ Способы вегетативного размножения низших растений:
■ делением клетки (одноклеточные водоросли);
■ делением таллома на фрагменты;
■ фрагментами колонии.

❖ Способы вегетативного размножения высших растений:
■ луковицами или клубнелуковицами (лук, чеснок, тюльпаны, нарциссы);
■ стеблевыми и корневыми клубнями (картофель, георгины);
■ усами (земляника, костяника);
■ корневищами (многие травянистые растения);
■ черенками (виноград, смородина, крыжовник, ива);
■ делением кустов материнского растения (флоксы, пион);
■ отводками (крыжовник,.виноград, лещина);
■ листьями (каланхоэ Дегремона);
■ прививкой черенка или почки (многие сортовые деревья);
■ клонированием.

Прививка — пересадка черенка или почки привоя на подвой (укорененный сеянец) с последующим их срастанием (яблоня, груша).

Привой — часть (черенок или почка) одного растения, пересаженная на другое.

Подвой — растение, на которое пересаживают привой другого растения.

Черенок — искусственно отделенный участок вегетативного органа растения (корня, стебля, листа), используемый с целью его укоренения.

Отводок — укоренившийся боковой побег (обычно нижняя ветка), отделенный от материнского растения с целью вегетативного размножения.

Споруляния (или спорогония) — способ бесполого размножения организмов посредством спор.

■ Споруляция характерна для большинства водорослей и высших споровых растений (см. ниже).

Споровые растения — растения, которые могут распространяться (расселяться) при помощи спор, образующихся как половым, так и бесполым путем.

К споровым растениям относятся водоросли и часть высших растений: мхи, плауны, хвощи, папоротники. Высшие споровые растения обитают во влажных местах (обычно под пологом леса или на болотах) или на полях с кислыми почвами.

■В цикле развития высших споровых растений чередуются спорофит (бесполое поколение) и гаметофит (половое поколение — заросток).

Спора — особая клетка, обычно покрытая защитной оболочкой, служащая для переживания неблагоприятных условий и бесполого размножения путем расселения организмов. В благоприятных условиях спора способна прорасти в новый организм.

■ Споры многих водных растений могут активно перемещаться в водной среде благодаря особым двигательным жгутикам (такие споры называют зооспорами).

■ Споры наземных растений меньше семян, легки и свободно переносятся ветром.

Мейоспоры — гаплоидные клетки, образующиеся в спорангиях высших растений в результате мейоза и обычно (за исключением семенных растений) выполняющие функцию расселения.

■ У семенных растений мейоспоры являются необходимым этапом жизненного цикла; они не выпадают из спорангия (семязачатка), в котором происходит формирование заростка.

Равноспоровые высшие растения — растения, у которых образуется множество мейоспор примерно одного размера (хвощи, плауны, папоротники).

Разноспоровые высшие растения — растения, у которых образуются мейоспоры двух видов: 4 мегаспоры и множество микроспор (голосеменные и покрытосеменные).

Мегаспора (или макроспора) — крупная гаплоидная спора у разноспоровых растений, дающая начало женскому заростку (женскому гаметофиту). У споровых растений выпадают на почву, у семенных остаются в мегаспорангии, при этом из четырех мегаспор одна развивается, а три отмирают.

Микроспора — мелкая гаплоидная спора у разноспоровых растений, из которой формируется пыльца (незрелый мужской га-метофит).

❖ Места образования спор у споровых растений:

■ у некоторых водорослей — из вегетативной клетки или зиготы;

■ у мхов — в спорангиях, находящихся в специальных коробочках;

■ у папоротников — в спорангиях, собранных в сорусы на вайях (листостеблях);

■ у хвощей и плаунов — в спорангиях на спорофиллах, собранных в спороносные колоски;

■ у равноспоровых высших растений (и грибов) — в специальных тканях и органах — спорангиях;

■ у разноспоровых высших растений: мегаспоры — в мегаспорангиях, микроспоры — в микроспорангиях.

Спорангий — мешковидный орган бесполого размножения высших растений (и грибов), в котором путем мейоза образуются споры. Спорангии могут располагаться либо одиночно, либо группами, образуя сорусы.

Спорофилл — видоизмененный (часто лишенный хлорофилла) лист растений, на котором образуются спорангии.

Мегаспорангий (или макроспорангий) — орган бесполого размножения высших разноспоровых растений, в котором путем мейоза образуются мегаспоры. У высших споровых он имеет шаровидную форму с однослойной стенкой.

Мегаспорофилл — видоизмененный лист или подобный ему орган у растений, на котором образуются мегаспорангии (у голосеменных — чешуя шишки).

Микроспорангий — орган бесполого размножения высших разноспоровых растений, в котором путем мейоза образуются микроспоры. У высших споровых имеет шаровидную форму с однослойной стенкой, у голосеменных также однослойный, у покрытосеменных преобразован в гнездо пыльника с четырехслойной стенкой.

Микроспорофилл — видоизмененный лист у растений, на котором образуются микроспорангии (у покрытосеменных гомологичен тычинке).

Сорусы — группа спорангиев на вайях (листостеблях) папоротников, покрытая общим покрывальцем — индузием.

❖ Что формируется из спор:

■ у равноспоровых растений — раздельнополый или обоеполый заросток (гаметофит);

■ у разноспоровых растений: из мегаспор — женский заросток (женский гаметофит), из микроспор — мужской заросток (мужской гаметофит).

Шизогония (или множественное деление) — способ бесполого размножения организмов посредством многократного митотического деления ядра исходной материнской клетки, после чего эта клетка распадается на соответствующее число одноядерных дочерних клеток.

■ Шизогония встречается у некоторых одноклеточных водорослей (примеры: эвглена, хламидомонада) и протестов (пример: малярийный плазмодий).

Половое размножение растений

Половое размножение — размножение на основе полового процесса, в котором, как правило, участвуют две особи, причем новый организм развивается из зиготы, образующейся в результате оплодотворения — слияния родительских половых клеток (гамет).

Половое размножение присуще практически всем растениям кроме некоторых групп водорослей (например, хлореллы).

В жизненном цикле высших наземных растений наблюдается закономерное чередование полового и бесполого .поколений.

Половое поколение — стадия в сложном жизненном цикле, представленная особями (гаметофитами), в организмах которых образуются гаметы.

Бесполое поколение — стадия в сложном жизненном цикле, представленная особями (спорофитами), в организме которых образуются споры.

Гаметы — половые (репродуктивные) клетки с гаплоидным набором хромосом, обеспечивающие передачу наследственной информации от родителей потомкам.

❖ Гаметы растений:
■ мужские — сперматозоиды и спермии,
■ женские-яйцеклетки.

Сперматозоид — зрелая подвижная мужская половая клетка у мхов, папоротников, хвощей, плаунов.

Спермин — зрелая, не имеющая хвостика и поэтому не обладающая подвижностью мужская половая клетка у голосеменных и покрытосеменных растений, достигающая яйцеклетки с помощью пыльцевой трубки.

Яйцеклетка — зрелая женская половая клетка.

Гаметангии — специальные многоклеточные органы полового размножения высших растений, в которых развиваются гаметы.

Заросток — половое поколение (гаметофит) у высших споровых растений. У споровых растений заростки развиваются из спор, выпадающих из спорангия на почву; они имеют вид цельной или расчлененной зеленой пластинки, нити или клубенька размером от нескольких мм до 3-5 см и снабжены ризоидами; живут самостоятельно и образуют мужские (антеридии) и/или женские (архегонии) органы полового размножения. У семейных растений споры не выпадают из спорангиев, и заростки развиваются из спор внутри спорангиев. После слияния мужской и женской гамет заросток дает начало новому растению.

■ Мужской заросток у семенных растений — пыльца (не имеет антеридиев).
■ Женский заросток у голосеменных растений — первичный эндосперм с двумя архегониями, у покрытосеменных — восьмиядерный зародышевый мешок (без архегониев).

❖ Семенные растения растения, размножающиеся при помощи семян.

Классификация семенных растений:
■ голосеменные;
■ покрытосеменные (или цветковые).

Шишка — орган семенного размножения голосеменных (обычно хвойных) растений. Различают пыльниковые (мужские) шишки, в которых формируется пыльца, и семенные (женские) шишки, на которых после оплодотворения яйцеклеток из семязачатков образуются семена.

Цветок — основной орган размножения покрытосеменных (цветковых) растений (см. статью «Органы высших растений«

Мужские гаметангии (органы полового размножения) растений: антеридий, андроцей.

Антеридий — мужской орган полового размножения растений, в котором образуются мужские гаметы (сперматозоиды). У водорослей он одноклеточный, у высших растений (мхов, хвощей, плаунов, папоротников) — многоклеточный. Имеется у растений, возможность размножения которых зависит от наличия в окружающей среде капельножидкой воды.

Андроцей — мужской орган полового размножения цветковых растений, представляющий собой совокупность тычинок, находящихся на одном цветке, в которых развиваются пыльцевые зерна.

Тычинка — это мужская часть цветка, состоящая из пыльника (образованного двумя пыльцевыми мешками, соединенными связником) и тычиночной нити, микроспорофилл покрытосеменного растения. Каждый пыльцевой мешок тычинки состоит из двух гнезд пыльника -микроспорангиев, где происходит микроспорогенез и образуются микроспоры, в дальнейшем развивающиеся в пыльцу (мужской заросток — гаметофит). При созревании пыльцы гнезда вскрываются и освобождают пыльцу.

Стенки гнезда пыльника выполняют защитную (наружный слой — эпидерма), механическую (промежуточный фиброзный слой, разрывающий пыльник при созревании пыльцы) и запасающую (внутренний, выстилающий слой — тапетум) функции.

❖ Женские гаметангии (органы полового размножения) растений:
■ у низших растений — оогонии:
■ у высших растений (кроме покрытосеменных) — архегонии;
■ у покрытосеменных — зародышевые мешки; в этом случае яйцеклетку сопровождают две клетки-спутницы (синергиды), играющие в процессе оплодотворения вспомогательную роль.

Оогоний — женский, обычно одноклеточный, орган полового размножения у низших растений (водорослей) и некоторых гринов, внутри которого образуется одна или несколько яйцеклеток.

Архегоний — женский орган полового размножения у мхов, хвощей, плаунов, папоротников и голосеменных растений, в когором образуются яйцеклетки (отсутствует у покрытосеменных). Состоит из расширенного брюшка, где формируется яйцеклетка, и узкой шейки, имеющей канал, по которому сперматозоид проникает в брюшко, где происходит оплодотворение.

Зародышевый мешок — женский заросток (гаметофит) покрытосеменного растения, расположенный в центральной части семяпочки, внутри которого образуется яйцеклетка и происходит двойное оплодотворение (см. ниже).

Пестик — основная, центральная часть цветка, образованная одним или несколькими плодолистиками и состоящая из завязи, столбика и рыльца. Столбик выносит рыльце для опыления, рыльце улавливает пыльцу, завязь покрывает семязачатки и преобразуется в плод. В цветке может быть один пестик (яблоня, огурец), или несколько (земляника, малина).

Гинецей — совокупность плодолистиков (мегаспорофилл), состоящих один или много пестиков (женских органов полового размножения цветковых растений) цветка, несущих семязачатки (семяпочки).

Семязачаток (семяпочка) — сложная многоклеточная структура у семенных растений, представляющая собой видоизмененный и окруженный несколькими оболочками спорангий семенных растений, в котором образуются споры, формируется женский заросток (гаметофит) и происходит оплодотворение, после которого, и процессе развития зародыша, семязачаток превращается в семя.

■ Семязачаток включает зародышевый мешок, несколько окружающих его оболочек и внутренние структуры завязи.

■ У голосеменных растений семязачатки прикрепляются с помощью семяножки к семенным чешуям женских шишек и лежат на них открыто, у покрытосеменных растений семязачаток находится на внутренней поверхности завязи пестика.

У высших семенных растений наблюдается только один тип полового процесса — оогамия; кроме того, у них в результате сочетания бесполого размножения с половым образуются особые зачатки — семена, при помощи которых происходит расселение растений.

Оогамия — тип полового процесса, при котором в оплодотворении участвуют разные гаметы — крупная неподвижная женская яйцеклетка и мелкий мужской сперматозоид или спермий, перемещающийся к яйцеклетке.

Половые поколения растений

В жизненном цикле высших наземных растений закономерно чередуются половое и бесполое поколения (см., например, схемы). Опыление растений

❖ Опыление — перенос пыльцы из пыльников тычинок на рыльце пестика цветка; характерно для семенных растений. Происходит с помощью ветра или насекомых, а также человека (в селекционных или производственных целях).

❖ Способы опыления:

■ самоопыление — происходит в одном обоеполом цветке и нс зависит от погодных условий и посредников (пример: ячмень);

■ перекрестное опыление: пыльца переносится на рыльце пестика другого цветка того же или другого растения (примеры: рожь, кукуруза). Перекрестное опыление растений повышает уровень гетерозиготности потомства, что позволяет лучше адаптироваться к постоянному изменению условий среды.

Двойное оплодотворение у растений

❖ Двойное оплодотворение — половой процесс у цветковых растений, при котором один из двух спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральным ядром зародышевого мешка.

Особенности процесса двойного оплодотворения: после попадания на рыльце пестика в пыльцевом зерне образуется пыльцевая трубка с двумя спермиями которая через пыльцевход входит в семязачаток, находящийся на внутренней поверхности завязи пестика. После этого ядро трубки разрушается, а ее кончик при соприкосновении с оболочкой зародышевого мешка разрывается, освобождая мужские гаметы. Спермии проникают внутрь зародышевого мешка. Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с диплоидной центральной клеткой, образуя триплоидную клетку, из которой формируется питательная ткань — эндосперм.

Дальнейшее развитие:

■ из зиготы развивается зародыш семени (две или одна семядоля, зародышевый побег с почечкой и зародышевый корешок);

■ эндосперм в процессе развития семян растений расходуется на рост семядолей;

■ из покровов семязачатка развивается семенная кожура; от пыльцевхода на ней остается отверстие — семявход;

■ из стенок завязи пестика развивается плод.

Бесполое размножение

Размножение является неотъемлемым свойством всех живых существ, обеспечивающим не только увеличение численности особей|особей того или иного вида, но и непрерывность и преемственность жизни на протяжении неопределённо длительного времени.

У высших растений различают два способа размножения: бесполое и половое.

В бесполом размножении участвует только одна особь|особь, способная к образованию спор или отделению жизнеспособных участков вегетативного тела|тела, из которых в благоприятных условиях формируются полноценные дочерние особи. Многие растения образуют специализированные укорочённые участки побега— вегетативные зачатки: выводковые почки, клубеньки, луковички и др. Такой способ бесполого размножения часто называется вегетативным, поскольку формирование новых особей|особей в данном случае происходит из вегетативных органов|органов — корня, стебля, листа.

Вегетативное размножение характерно для большинства групп растений, а у некоторых растений (малины, осины, ивы и др.) оно может даже преобладать над половым (семенным). Примером растения, размножающегося только вегетативно, является двудомная элодея канадская, попавшая в Европу из Северной Америки в форме женских особей|особей, неспособных формировать семена|семёна в отсутствии мужских растений. Однако даже без семенного возобновления элодея эффективно размножается и очень быстро осваивает новые местообитания.

Следует отметить, что у некоторых семенных растений вегетативное размножение (корневыми отпрысками, корневой порослью, стелющимися побегами, корневищами и т. д.) имеет гораздо больший удельный вес, чем размножение семенами|семёнами.

Характерной|Характерной особенностью вегетативного размножения является возможность сохранить у дочерних особей|особей всё|все качества родительских форм. Эта особенность широко используется человеком для сохранения генетически чистых линий в селекции и в практике садоводства. Однако многолетнее размножение растений только вегетативным способом ведёт к снижению функциональной активности их тканей и органов|органов, повышению активности гидролитических ферментов и, как следствие, накоплению конечных продуктов метаболизма, а также к снижению устойчивости к вредителям и болезням. Например, пирамидальные тополя|тополя, когда-то широко применяемые в озеленении на территории Беларуси, к 40—50 годам начали усыхать и отмирать, что является результатом многовекового вегетативного размножения только мужских особей|особей.

В естественных условиях и в культуре многие растения, как правило, размножаются одними и теми же органами|органами. Так, лук, чеснок, лилии, тюльпаны, нарциссы, гладиолусы размножаются луковицами или клубнелуковицами.

Размножение корневищами наблюдается у большинства многолетних травянистых растений (ветреницы, тысячелистника, хвоща полевого, пырея ползучего, иван-чая и др.). При этом во многих случаях обеспечивается сохранение видового состава растений лугов, часто скашиваемых во время цветения злаков, которые по этой причине не могут размножаться семенами|семёнами.

В практике сельского хозяйства разработано и широко используется множество способов искусственного вегетативного размножения культурных растений. Такой способ размножения применяют, когда растение не образует семян или при семенном размножении не сохраняется генетическая чистота сорта|сорта (у гибридов), а также в случае необходимости быстрого размножения сорта|сорта.

В садоводстве особенно широко распространены формы вегетативного размножения с помощью черенков, делением кустов, отводками и прививки.

Черенок — это искусственно отделённый участок вегетативного органа|органа, используемый с целью его укоренения. Черенки бывают стеблевые|стеблёвые, или побеговые, листовые и корневые. Побе-говыми черенками размножаются виноград, смородина, крыжовник, слива, рябина, черёмуха, тополь, ивы и др. Листовыми черенками, т. е. листьями или даже их частями, способными образовывать придаточные почки и корни, размножаются бегония, сенполия, глоксиния, гиацинты, лилии, корневыми черенками — лишь те немногие растения (хрен, розы, слива, драцены), у которых на корнях могут формироваться придаточные почки.

Декоративные многолетние растения (флоксы, пион, маргаритки, первоцвет и др.) искусственно размножаются делением кустов. При этом материнский куст выкапывают, аккуратно расчленяют на несколько частей, каждую из которых пересаживают на новые места|места.

При размножении отводками нижние ветки материнского растения пригибают дугообразно к почве, надрезают кору под почкой и присыпают землёй. Когда в месте надреза появятся корни и надземные побеги|побеги, молодое растение отделяют от материнского и пересаживают. Отводками можно размножать крыжовник, виноград, шелковицу, лещину и другие растения.

Вегетативное размножение растений: а — различные способы прививки: 1 — копулировка; 2 — окулировка: 3, 4—прививка в расщеп и под кору: б —укоренившийся черенок; в —укоренение отводка.

В садоводстве с давних времён широко используется прививка. Прививкой называют сращивание части (черенка, почки) одного растения с побегами другого. Растение, которое прививают, называется привоем, а то, к которому прививают, — подвоем.

Успех прививки зависит от хорошего сращивания привоя и подвоя, которое лучше получается между сортами, хуже — между видами и тем более между родами|родами. На практике используется несколько десятков способов прививки: глазком, или окулировкой (пересадка кусочка стебля с почкой под кору подвоя), копулировкой (сращивание одинаковых по толщине привоя и подвоя), прививкой в расщеп, прививкой сближением и др.

Прививки позволяют быстро размножать ценные растения и обеспечить их ускоренное развитие при полном сохранении нужных качеств. Многие сортовые растения, не образующие семян, размножаются исключительно с помощью прививок.

Размножение спорами присуще большинству водорослей и высшим споровым растениям (мхам, хвощам, плаунам, папоротникам). При этом споры служат не только для размножения, во и для расселения названных растений.

Бесполое размножение растений

Каждое растение, достигнув определённых размеров и пройдя ряд стадий развития, воспроизводит себе подобные организмы того же вида.

Размножение – увеличение числа|числа особей|особей определённого вида. Это необходимое свойство жизни, присущее всем организмам и обеспечивающее продление существования вида.

У растений различают два типа размножения – бесполое и половое.

Бесполое размножение – это размножение, происходящее без участия половых клеток и полового процесса. В бесполом размножении различают два способа: вегетативное размножение и размножение спорами.

Вегетативное размножение – это отделение частей тела|тела от материнского растения и развитие из него самостоятельных (дочерних) организмов. В нём участвует лишь один родитель, тогда как в половом размножении всегда участвуют два родительских организма: женский и мужской .

Размножение спорами происходит благодаря развитию у организма особых, специализированных клеток – спор. Такое размножение свойственно водорослям, моховидным и папоротниковидным растениям. Споры – это отдельные мелкие клетки. Они содержат ядро, цитопазму, покрыты плотной оболочкой и способны на протяжении длительного времени переносить неблагоприятные условия. Попав в благоприятные условия среды|среды, споры прорастают и образуют новые (дочерние) растения.

При бесполом размножении образующиеся дочерние организмы по своим свойствам одинаковы с материнским растением.

Половое размножение – это размножение, при котором происходит слияние женских и мужских половых клеток, от чего появляются дочерние организмы, качественно иные, чем родительские.

1) Деление одноклеточных (амеба). При шизогонии (малярийный плазмодий) получается не две, а много клеток.

2) Спорообразование

Споры грибов и растений служат для размножения.
Споры бактерий не служат для размножения, т.к. из одной бактерии образуется одна спора. Они служат для переживания неблагоприятных условий и расселения (ветром).

3) Почкование: дочерние особи формируются из выростов тела материнского организма (почек) – у кишечнополостных (гидра), дрожжей.

4) Фрагментация: материнский организм делится на части, каждая часть превращается в дочерний организм. (Спирогира, кишечнополостные, морские звезды.)

5) Вегетативное размножение растений: размножение с помощью вегетативных органов:

корнями – малина
листьями – фиалка
специализированными видоизмененными побегами:
- луковицами (лук)
- корневищем (пырей)
- клубнем (картофель)
- усами (земляника)
Способы полового размножения

1) С помощью гамет, сперматозоидов и яйцеклеток. Гермафродит – это организм, который образует и женские, и мужские гаметы (большинство высших растений, кишечнополостные, плоские и некоторые кольчатые черви, моллюски).

2) Конъюгация у зеленой водоросли спирогиры: две нити спирогиры сближаются, образуются копуляционные мостики, содержимое одной нити перетекает в другую, получается одна нить из зигот, вторая – из пустых оболочек.

3) Конъюгация у инфузорий: две инфузории сближаются, обмениваются половыми ядрами, потом расходятся. Количество инфузорий остается тем же, но происходит рекомбинация.

4) Партеногенез: ребенок развивается из неоплодотворенной яйцеклетки (у тлей, дафний, пчелиных трутней).

Ещё можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Размножение, при котором дочерний организм появляется без оплодотворения из клеток тела материнского организма, называют
1) партеногенезом
2) половым
3) бесполым
4) семенным

БЕСПОЛОЕ
Выберите три варианта. Бесполое размножение характеризуется тем, что
1) потомство имеет гены только материнского организма
2) потомство генетически отличается от материнского организма
3) в образовании потомства участвует одна особь
4) в потомстве происходит расщепление признаков
5) потомство развивается из неоплодотворенной яйцеклетки
6) новая особь развивается из соматических клеток

Выберите три варианта. Размножение малины корневыми отпрысками способствует
1) повышению её урожайности
2) изменению массы стебля
3) увеличению территории распространения
4) сохранению наследственных признаков
5) увеличению численности особей этого сорта
6) развитию корневой системы

БЕСПОЛОЕ - ПОЛОВОЕ ПРИЗНАКИ
1. Установите соответствие между особенностью размножения и его способом: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) формирует новые сочетания генов
Б) формирует комбинативную изменчивость
В) образует потомство, идентичное материнскому
Г) требует дополнительных затрат энергии
Д) используется организмами при ухудшении условий
Е) обусловлено митозом

2. Установите соответствие между характеристиками и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) Сливаются гаплоидные ядра.
Б) Образуется зигота.
В) Происходит с помощью спор или зооспор.
Г) Проявляется комбинативная изменчивость.
Д) Образуется потомство, идентичное исходной особи.
Е) Генотип родительской особи сохраняется в ряду поколений.

3. Установите соответствие между этапами жизненного цикла растений и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) образуются споры
Б) сопровождается слиянием гамет
В) размножается спорофит
Г) размножается гаметофит
Д) образуется зигота
Е) происходит мейоз

4. Установите соответствие между характеристиками и типами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) Размножение осуществляется с помощью побегов.
Б) Происходит сочетание генов двух родителей.
В) Организм развивается из неоплодотворённой яйцеклетки.
Г) Размножение происходит без участия гамет.
Д) Размножение происходит путём почкования.
Е) Образуется зигота.

БЕСПОЛОЕ - ПОЛОВОЕ ПРИМЕРЫ
1. Установите соответствие между примером размножения и его способом: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) спорообразование у сфагнума
Б) семенное размножение ели
В) партеногенез у пчел
Г) размножение луковицами у тюльпанов
Д) откладывание яиц птицами
Е) выметывание икры у рыб

2. Установите соответствие между конкретным примером и способом размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильной последовательности.
А) спорообразование папоротника
Б) образование гамет хламидомонады
В) образование спор у сфагнума
Г) почкование дрожжей
Д) нерест рыб

3. Установите соответствие между конкретным примером и способом размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) почкование гидры
Б) деление клетки бактерии на двое
В) образование спор у грибов
Г) партеногенез пчел
Д) образование усов земляники

4. Установите соответствие между процессами и способами размножения организмов: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) откладывание яиц ящерицами
Б) спорообразование пеницилла
В) размножение пырея корневищами
Г) партеногенез дафний
Д) деление эвглены
Е) размножение вишни семенами

5. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) черенкование малины
Б) образование спор у хвоща
В) спорообразование у кукушкина льна
Г) фрагментация лишайника
Д) партеногенез тлей
Е) почкование у кораллового полипа

6сб. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) образование гамет у хламидомонады
Б) нерест осетровых
В) споруляция у мхов

Г) деление амебы обыкновенной
Д) фрагментация мицелия у грибов
Е) корневые отпрыски у малины

7. Установите соответствие между примерами и способами размножения: 1) бесполое, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам
А) культурой ткани
Б) неоплодотворенными яйцеклетками
В) клубнями
Г) яйцами

Д) соматическими клетками
Е) участками корневища

8. Установите соответствие между характеристиками и способами размножения: 1) половое, 2) бесполое. Запишите цифры 1и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) развитие организма, полученного из черенка растения
Б) образование зиготы при слиянии гамет
В) развитие организма из группы соматических клеток
Г) сочетание в организме потомка признаков двух родителей
Д) выращивание растения из культуры клеток
Е) образование новых растений из вегетативных почек

А) образование спор у мухомора

Б) размножение клубники усами
В) слияние гамет млекопитающих

ВЕГЕТАТИВНОЕ - ПОЛОВОЕ
1. Установите соответствие между особенностью размножения и его видом: 1) вегетативное, 2) половое. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) обусловлено сочетанием гамет
Б) особи образуются путем почкования
В) обеспечивает генетическое сходство особей
Г) происходит без мейоза и кроссинговера
Д) обусловлено митозом

ПОЛОВОЕ
1. Выберите три признака, характерных для полового размножения семенных растений, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) В размножении участвуют спермии и яйцеклетки
2) В результате оплодотворения образуется зигота
3) В процессе размножения происходит деление клетки пополам
4) Потомство сохраняет все наследственные признаки родителя
5) В результате размножения у потомства появляются новые признаки
6) В размножении участвуют вегетативные части растения

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие признаки характерны для полового размножения?
1) генетическое разнообразие потомства
2) простое деление клеток
3) почкование
4) развитие потомков после оплодотворения
5) партеногенез
6) обеспечивает рост, дробление, регенерацию

ПОЛОВОЕ - БЕСПОЛОЕ ОТЛИЧИЯ
1. Выберите два отличия полового размножения от бесполого.
1) половое размножение энергетически выгоднее бесполого
2) в половом размножении участвует два организма, в бесполом один
3) при половом размножении потомки точные копии родителей
4) в бесполом размножении участвуют соматические клетки
5) половое размножение возможно только в воде

2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В чем состоит отличие полового размножения от бесполого?
1) способствует появлению модификаций
2) повышает численность потомства
3) усиливает генетическое разнообразие потомства
4) увеличивает плодовитость особей
5) формирует новые сочетания генов
6) ведет к разнообразию комбинаций аллелей в гаметах

===============================
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Споры бактерий, в отличие от спор грибов,
1) служат приспособлением к перенесению неблагоприятных условий
2) выполняют функцию питания и дыхания
3) НЕ служат для размножения
4) обеспечивают распространение (расселение)
5) образуются путем мейоза
6) образуются из материнской клетки путем потери воды

Читайте также: