Для мхов характерно преобладание в жизненном
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 19.09.2024
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.
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. (Приложение)
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.
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.
1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)
У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).
В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n). (Демонстрация слайдов).
Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён)
Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
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.
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.
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
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.
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.
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)
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.
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.
1. В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2. В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Жизненный цикл покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).
В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений
Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
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).
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.
Рассмотрим высшие споровые растения. Мхи и папоротники.
Сравнение моховидных:
Папоротники, хвощи и плауны.
Жизненные циклы:
Сравнение споровых растений:
Задания:
1. Растения отдела Папоротниковидные характеризуются следующими признаками:
1) оплодотворение происходит в водной среде
2) образуется обоеполый заросток
3) орган размножения — цветок
4) опыляются насекомыми
5) не имеют корней
6) на нижней стороне листьев образуются споры.
2. Сходство мхов и папоротников проявляется в
1) размножении спорами
2) дифференциация на органы и ткани
3) оплодотворении, которое происходит вне водной среды
4) автотрофном способе питания
5) перекрёстном опылении насекомыми
6) преобладании среди них древесных форм.
3. Установите последовательность стадий жизненного цикла папоротника орляка, начиная с оплодотворения. В ответе запишите соответствующую последовательность цифр.
2) развитие половых клеток
3) развитие спорангиев на листьях
4) развитие корневища
5) развитие заростка
6) развитие спор в спорангиях.
4. Какие особенности риниофитов позволили им первыми освоить сушу? Ответ обоснуйте. Укажите не менее 4 признаков.
Ответы на задания будут 29.01. в 21.00 по Москве, при наличии минимум 3 комментарий.
С условиями участия в марафоне можно ознакомиться здесь .
Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением.
Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.
Что такое гаметофит и спорофит в биологии
Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений.
Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.
Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.
Гаметы бывают двух видов:
Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.
Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.
У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.
Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность.
Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.
Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных.
Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.
Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.
Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.
Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.
Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.
Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.
Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.
Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.
Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?
в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.
В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни.
Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.
Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.
Споры папоротника
Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли - хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.
Примеры решения задач
Задача 1
Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?
Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.
Задача 2
У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?
В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.
Задача 3
Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?
Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.
ГОСТ
Гаметофит - это гаплоидная многоклеточная стадия развития растения, которая, как правило развивается из спор и производит половые клетки (гаметы).
Сущность понятия гаметофит
Существуют мужской и женские гаметофиты. Для большинства растений в эволюционном плане чаще всего преобладают гаметофиты. Такая тенденция обусловлена рядом фактов:
- наземная среда обладает достаточно изменчивыми условиями среды, в связи с чем диплоидный организм легче сохраняет в своем генотипе рецессивные признаки, которые в меняющихся условиях могут стать необходимыми для выживания;
- передвижение гамет осуществляется в водной среде, так как споровые растения не приспособились для распространения в среде с иными условиями существования и не адаптированы к другим типам распространения, ветром или насекомыми;
Что касается жизненного цикла высших растений, то он включает в себя как стадию гаметофита, так и стадию спорофита. Половое размножение контролируется гаметофитом, а бесполое спорофитом. При образовании спор происходит мейоз. Спорофит высших растений диплоиден, а гаметофит имеет гаплоидный набор хромосом. Плоидность отражает способность организма к реализации генетического материала.
Многие исследователи отмечают тот факт, что плоидность не является неотъемлемыми признаком спорофита или гаметофита.
Проблема доминирования гаметофита в жизненном цикле растений напрямую связана с понятием жизненный цикл растения.
Жизненный цикл растения – это совокупность всех фаз развития, которые начиная от зиготы приводят к росту и становлению растительного организма. Внутри жизненного цикла чередуются половая и бесполые формы размножения, каждая из которых имеет ряд биологических преимуществ.
Готовые работы на аналогичную тему
Что касается полового размножения то к его основным преимуществам относят:
- достижении комбинации наследственного материала родительских форм. Все возникающие комбинации наследственного материала позволяют увеличит эволюционные преимущества тех или иных особей по отношению к другим;
- образование особи генетически не тождественной ни одной из родительских форм. Генетическое разнообразие является прогрессивной эволюционной чертой, которая позволяет организму выйти на новый уровень развития и приобрести прогрессивные черты развития;
- полове размножение реализует комбинативную изменчивость и ее устойчивую передачу из поколения в поколение;
- полове размножение дает преимущества при естественном отборе, так как значительно повышает возможность организмов выжить при меняющихся условиях среды, благодаря возникновению высокой степени генетического разнообразия.
Бесполое размножение отличается тем, что наследственные признаки передаются из поколения в поколение без изменений. При этом тиражируется наследственный материал родительской особи и происходит быстрый рост численности.
Доминирование гаметофита в жизненном цикле
Чаще всего у растений наблюдается чередование полового и бесполого поколений. Гаметофит и спорофит могут быть одинаковыми морфологически и по продолжительности жизни.
Для всех высших растений (кроме мохообразных) в жизненном цикле характерно преобладание спорофита, поскольку гаметофит развит слабо и относительно недолговечен. Преобладание гаметофита характерно для мохообразных и по длине он относительно большой (от 0.5 до 50 см). Гаметофит мхов преимущественно листостебельное растение, которое реализует следующие функции:
- фотосинтез или воспроизведение органических веществ на свету с использованием молекулы хлорофилла и при разложении молекулы воды;
- минеральное питание или транспортировка питательных веществ в виде растворов от корня к листу, а также выведение продуктов жизнедеятельности растений и возвращения их в кровоток;
- водоснабжение, реализуемое в виде осмоса.
Рисунок 1. Жизненный цикл мха. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Для полового размножения мхов необходима вода, чтобы спермии смогли подплыть к архегониям, которые содержат половые клетки. Также влажная среда способствует вскрытию антеридиев и высвобождению сперматозоидов. В связи с этим большинство моховидных обитает во влажных и затененных местах.
Спорофит мохообразных в последствии развивается из зиготы внутри женского полового органа (архегония) и постоянно связан с гаметофитом, что только доказывает доминирование гаметофита не только морфологически, но и физиологически. В связи с этим спорофит практически приравнивается к органу, выполняющему функцию спорообразования. Для листостебельных мхов характерно наличие спорофита в виде коробочки.
Считается, что развитие жизненного цикла моховидных по пути возрастания самостоятельности гаметофита и морфологического упрощения (с потерей самостоятельности) спорофита привело к эволюционному тупику. Каждый архегоний мхов содержит только одну яйцеклетку. Мужские растения формируют на своем теле антеридии или мешочки со сперматозоидами. 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 реализации данной функции часто достаточно даже обильной росы. После оплодотворения формируется диплоидный спорофит. Спорофит растёт на гаплоидном растении и пользуется образованными им веществами. Спорофит не фотосинтезирует самостоятельно.
Эволюция остальных типов растений отличается постепенной редукцией гаметофита и преобладанием спорофита. Считается, что преобладание спорофита позволяет преодолеть эволюционный тупик и дает возможность организмам быстрее преодолевать различные адаптационные противоречия. Несмотря на это доминирование гаметофита в жизненном цикле достаточно часто встречается среди мхов, как примитивных форм высших растений.
Таким образом, гаметофит мхов является свободноживущим самостоятельным растением. К основным особенностям структуры гаметофита относят наличие побега с множеством листоподобных выростов и ризоидов. В теле гаметофита мхов присутствует ассимиляционная ткань, но слабо развиты все виды механической, покровной и запасающей ткани. Мхи являются многолетними растениями.
Биология ЕГЭ 100БАЛЛОВ запись закреплена
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны.
Для папоротников, в отличие от мхов, характерно
Читайте также: