Из спор зеленого мха кукушкина льна развивается
Добавил пользователь Валентин П. Обновлено: 19.09.2024
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).
Схема 1.Жизненный цикл зелёных водорослей.
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.
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).
Схема. 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.
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.
Издали мхи напоминают ковёр или мех зеленоватого, красного или бурого цвета. Вблизи можно увидеть, что ворсинки ковра — это стебельки с листочками. Листочки мхов состоят обычно из одного слоя клеток. Стебли мхов выносят листья к свету. У многих мхов на стеблях есть тонкие выросты — ризоиды, которыми они цепляются за грунт.
Зелёный мох кукушкин лён — небольшое растение, обычно не более 20 см. У кукушкина льна стебли буровато-зелёные, неветвящиеся, густо покрыты узкими листьями.
Мхи растут густыми дернинками. Дождевая вода помогает попасть сперматозоидам на верхушки женских растений. Проникают к яйцеклеткам, происходит оплодотворение, и образуется зигота. На следующий год из зиготы развивается коробочка со спорами. Спора попадает на влажную почву и прорастает, образуя тонкую зелёную нить. Нить ветвится; на ней появляются почки, из которых вырастают побеги мха.
Что делаем. Рассмотрите растение зелёный мох кукушкин лён.
Найдите: стебель и листья, ризоиды, (тонкие бурые выросты), ножку и коробочку (на верхушке стебля).
Рассмотреть лист под микроскопом и зарисовать в тетради.
Определить форму стебля (ветвистая, неветвистая).
Определить мужское это, или женское растение.
Что делать дальше. Снять препаровальной иглой колпачок и рассмотреть коробочку с крышечкой. Изучить строение.
Под лупой рассмотреть продольный разрез коробочки с крышечкой и внутри найти споры. Рассмотреть споры под лупой.
Приготовить к отчёту: рисунок внешнего вида с надписями частей растения (стебель, листья, ножка, коробочка, покрытая колпачком). Указать пол данной особи.
Моховидные по своей организации и экологии близки к водорослям. Как и водоросли, они не имеют сосудов и корней. Некоторые примитивные представители имеют вегетативное тело в виде дихотомически ветвящегося стелющегося таллома, похожего на таллом водорослей. Оплодотворение связано с водой. Среди моховидных нет одревесневающих форм.
Моховидные распространены на всех континентах мира, но неравномерно. В тропических странах — преимущественно в горах. Незначительное число видов растет в засушливых местах, например в степях. Некоторые виды ведут эпифитный образ жизни на коре деревьев или водный.
Основное же разнообразие видов сосредоточено во влажных местах северного полушария, в областях с умеренным и холодным климатом. В сложении растительного покрова, особенно тундр, болот, лесов, им принадлежит основная роль. К мохообразным относится около 25 тыс. видов.
Это обитатели сырых, влажных территорий. Особенно много их в тенистых хвойных лесах, лесотундре и тундре. Они не только образуют сплошные ковры на почве, но покрывают камни, стволы деревьев. Они встречаются также в степях на сухих местах, а многие из них способны выдерживать длительное высыхание.
Кукушкин лен — строение и размножение
Кукушкин лен — один из наиболее распространенных представителей зеленых мхов, крупный (от 15-20 до 40см высоты), образующий в лесах густые заросли. Стебель гаметофита густо облиствен. Нижние листья мелкие, чешуйчатые, незеленые. Средние и верхние листья — зеленые, крупные. На верхней стороне листа имеются фотосинтезирующие пластинчатые выросты, между которыми задерживается вода.
Кукушкин лен — многолетнее двудомное растение. Архегонии и антеридии развиваются на верхушках стеблей. Оплодотворение происходит ранней весной. На спорофите развивается спорангий — коробочка, формой напоминающая кукушку. Образующиеся в ней споры легко рассеиваются токами воздуха.
Если спора попадает в благоприятные условия, она прорастает, и развивается протонема — зеленое разветвленное нитевидное тело, напоминающее зеленую водоросль, на ней возникают почки, из которых со временем образуются взрослые гаметофиты.
Мох сфагнум
Распространенным представителем белых мхов является сфагнум. Стебли этого мха ветвистые, невысокие. На их верхушках образуются архегонии, антеридии — в пазухах листьев. Сфагнум относится к однодомным растениям.
Стебли все время нарастают верхушкой, а нижние части отмирают. Так как ризоиды отсутствуют, сфагнум получает минеральное питание через стебли и листья. Частично — из атмосферной пыли, оседающей на них и растворяемой кислотами, которые выделяет растение.
Клетки в листе двух видов:
- Зеленые, ассимилирующие, длинные и узкие;
- мертвые и прозрачные, широкие, ромбовидные. Их оболочки имеют спиральные и кольчатые утолщения, что препятствует спаданию стенок клетки.
Эти мертвые клетки легко впитывают воду и удерживают ее. Это обстоятельство приводит к заболачиванию почв, покрытых беловато-зелеными или бурыми дерновинками сфагнума. Сфагновые мхи распространены в лесной зоне и тундре, северных и умеренных широтах до 70° северной широты и в горах Кавказа.
Образование торфа, его значение
Нарастая ежегодно верхней частью побегов, снизу сфагновые мхи отмирают и оторфовываются. Наслаивание новых покровов за долгие годы приводит к образованию мощных рыхлых торфяников. Процесс торфообразования происходит благодаря застойному переувлажнению, отсутствию кислорода и созданию сфагнумом кислой среды, что препятствует развитию грибов и бактерий. Все, что попадает в торф, консервируется в нем.
Торф широко применяют в различных отраслях хозяйства. В сельском хозяйстве его используют как подстилку для скота, как удобрение. Иногда его применяют как заменитель грубых кормов.
В промышленности его используют как стройматериал (прессованные плиты) и химическое сырье. В медицине и ветеринарии сфагнум применяли в качестве перевязочного материала. Кроме того, сфагнум обладает бактерицидными свойствами, так как содержит особое противогнилостное вещество сфагнол.
Мхи или мохообразные – высшие споровые растения. Они имеют общие черты с водорослями, но устроены сложнее.
Общая характеристика
Мхи можно наблюдать в сырых местах, например, на болотистых почвах, корнях и стволах деревьев, иногда — на крышах домов, влажных камнях, кирпичах и т.п. Есть мхи, обитающие в водоёмах.
Замшелые камни у водопада
У мхов, в отличие от водорослей, можно выделить стебель и листья, хотя у некоторых видов (например, печёночных мхов) нет отдельных органов и тело представляет из себя слоевище, как у водорослей. В основном тело мхов состоит из фотосинтезирующей ткани.
У мхов нет корней. Их роль выполняют ризоиды. Как и у водорослей, они служат для прикрепления к почве или другой поверхности.
Размножаются мхи бесполым путём (при помощи спор), вегетативным (участками слоевища и стебля) и половым (при помощи гамет).
Обычно мохообразные – многолетние растения, похожие на траву высотой от 1 мм до 30 см. Некоторые виды водных мхов могут достигать 50 см в длину.
Как думаете, почему даже самые крупные мхи не достигают размеров более 80 см?
У мха нет развитой проводящей ткани и нет корней. Это значит, что мхи не могут передавать воду и питательные вещества от одних органов растения другим. Это ограничивает возможный размер растения. Кроме того, без корней, надёжно удерживающих растение в почве, те побеги мха, которые вырастают больше, быстро погибают от ветра и холода.
На этом видео показано, как мох впитывает влагу из воздуха. Мхи очень выносливы: они могут расти прямо на камнях, переносить засуху и оживать в благоприятных условиях буквально за считанные минуты.
Печёночные мхи
Печёночные мхи – мелкие и неприхотливые растения. Их можно встретить в любом уголке Земли, особенно хорошо им в влажных тропических лесах. Своё название они получили из-за того, что когда-то использовались лекарями для лечения заболеваний печени.
Тела печёночных мхов представляют собой слоевище неправильной формы; у некоторых можно выделить стебель и листья. У многих печёночников есть ризоиды.
Один из распространённых представителей печёночных мхов – маршанция. Маршанцию можно встретить даже в Антарктиде. В наших краях её нередко можно увидеть там, где нет никаких других растений – на стенах и крышах, в сырых и плохо освещённых местах.
Печёночный мох
Ещё одна из самых известных представителей печёночных мхов – риччия. Этот вид часто встречается в аквариумах, и его легко перепутать с водорослью. Тело риччии состоит из вильчато разветвлённого слоевища. Если ей хватает света, она разрастается у поверхности воды, образуя плотные подушки. Ризоидов у неё при этом нет, но если уровень воды понизится (как бывает в природных водоёмах), она способна их образовать.
Печёночные мхи могут размножаться как вегетативным путём (отростками), так и половым, так и спорами. На рисунке 1 показано строение печёночного мха. Как видите, у него, помимо слоевища и ризоидов, есть спорофит — орган, в котором вызревают споры. Спорофит состоит из ножки и коробочки, его строение мы подробнее рассмотрим немного позже.
| Особенности | Представители | |
|---|---|---|
| Печёночный мох | Небольшое тело, представлено слоевищем или стеблем с листьями. Возможны ризоиды. | маршанция риччия |
На видео показано в ускоренном режиме разрастание слоевища печёночного мха.
Листостебельные мхи. Строение и размножение кукушкина льна
Скорее всего, вам случалось видеть кукушкин лён. Он растёт на заболоченных почвах, можно его встретить и на влажной земле лесов или рощ. По виду он напоминает маленькие ростки льна. Обычно он растёт густым ковром. В высоту стебельки могут достигать до 30 см.
Кукушкин лён
Каково строение кукушкина льна?
Но точнее будет сказать, что строение растения отличается в зависимости от поколения. Половое поколение называется гаметофит. На верхушках гаметофитов находятся половые органы мужского и женского типа. В мужских органах, развиваются подвижные половые клетки, гаметы, также называемые сперматозоиды.
У женских растений половые органы выглядят иначе (хотя без сильного увеличения это сложно понять). Они содержат женские половые клетки, яйцеклетки.
Для оплодотворения мху необходима вода. Для этого хватает росы или дождя. Капельки воды падают на верхушки мха, и половые клетки разных растений смешиваются. Происходит оплодотворение.
Рассмотрите коробочку со спорами на рисунке 3. В коробочках развиваются споры. Коробочка кукушкина льна накрыта специальным колпачком. Когда споры созревают, колпачок отпадает, и они высыпаются.
Так как кукушкин лён является многолетним растением, он растёт густо, сплошным ковром. Другим растениям, оказавшимся по соседству, не достаёт ни места, ни питательных веществ, так что кукушкин лён часто их вытесняет.
Рассмотрите рисунок и мысленно подпишите, что обозначено на рисунке цифрами.
2. Женское растение
3. Коробочка в колпачке
4. Ножка спорофита
Ещё один интересный представитель листостебельных мхов – сфагнум.
Листостебельный мох сфагнум
Сфагнум
Сфагнум обладает сильно ветвящимся стеблем, а вот ризоидов у него нет. У большинства видов сфагнума и стебель, и веточки покрыты маленькими листочками. Листья расположены мутовчатым способом – то есть из каждого узла вырастает по несколько листочков. Под микроскопом можно рассмотреть, что каждый лист состоит из одного слоя клеток. Эти клетки могут быть двух различных типов: узкие зелёные и крупные прозрачные.
Рассмотрите лист под микроскопом на рисунке 4. В узких зелёных клетках содержатся хлоропласты. Эти клетки расположены вплотную друг к другу и образуют нечто вроде сеточки, покрывающей лист. В этих клетках протекает фотосинтез, образуются органические вещества, которые затем поступают в стебель.
Между этими зелёными клетками видны крупные клетки. Они прозрачные – в них осталась только оболочка с порами. Цитоплазма этих клеток разрушена, и через отверстия клетки заполняются воздухом или водой. Из них состоит до двух третей листа. Такие же прозрачные клетки с отмершей цитоплазмой покрывают стебли сфагнума.
Примечательно то, что сфагнум выделяет фенол – вещество, подавляющее развитие бактерий. По мере того, как сфагнум растёт, его нижняя часть постепенно отмирает. Отмершая часть оказывается у поверхности земли. Бактерий, способствующих размножению, там нет, а доступ воздуха ограничен молодыми листочками. Таким образом, отмерший сфагнум не гниёт, а превращается в торф.
Торф – очень интересная субстанция. В торфяной толще низкое содержание кислорода и мало бактерий. Это приводит к тому, что остатки древесных стволов и корней, останки погибших животных и даже пыльца сохраняются в торфе на долгие годы, иногда – на тысячелетия. В торфе иногда находят старинное оружие, лодки, тела людей, погибших в болоте столетия назад.
Как и кукушкин лён, сфагнум размножается спорами. Маленькие коробочки, в которых вызревают споры, располагаются на верхушках ветвей. На одном побеге сфагнума может быть несколько спорофитов на коротких ножках.
| Особенности | Представители | |
|---|---|---|
| Листостебельные мхи | Тело представлено стеблем с листьями, возможны ризоиды. После оплодотворения споры развиваются в спорофитах. | кукушкин лён сфагнум |
Какое значение имеют мхи в природе и жизни человека?
Мхи, на первый взгляд, не приносят пользы ни человеку, ни природе. Они затрудняют доступ воздуха к почве, в избытке удерживают воду, что ведёт к заболачиванию и закислению почв. Подобная почва неблагоприятна для большинства растений. Кроме того, мох конкурирует с другими растениями за воду и минеральные вещества, и многие растения неспособны выдержать эту конкуренцию.
Мох и росток хвойного дерева
Мох даёт укрытие для многих мелких живых существ – червей, насекомых, моллюсков. Водяной мох укрывает в своих зарослях икринки и мальков, улиток и прочих водных животных. Некоторые виды мха могут служить пищей для животных.
Также, как и другие растения, мох осуществляет фотосинтез, выделяя кислород в атмосферу и в воду.
Мох на коре дерева
Листостебельные мхи, особенно виды сфагнума, образуют торф, который люди используют как сырьё, удобрение и топливо.
Из торфа производят пластмассы, смолу, карболовую кислоту, древесный спирт, теплоизоляцию и другие материалы.
В прошедшие века люди находили для мха и другие способы использования. Например, при строительстве домов мхом закрывали щели между брёвнами. Это не только защищало от сквозняков, но и предотвращало гниение брёвен. Воздух, удерживаемый разветлёнными стебельками и веточками мха, помогал сохранить тепло.
Также мох использовался в лечении ран. Он хорошо впитывает и содержит антибактериальные вещества, поэтому в годы войн его иногда использовали для перевязок. Кроме того, из торфа и из некоторых видов мха изготавливают лекарственные средства.
Мох — важная часть природы. И хотя мохообразные малы и незаметны, они выполняют в природе свою уникальную роль.
Читайте также: