К преимуществам семенного размножения растений можно отнести

Обновлено: 08.07.2024

1.2.4. Семенное размножение

Семенное размножение - разновидность полового размножения, в результате которого, образуется семя-зародыш растения заключённый в семенную кожуру вместе с запасающими питательными тканями. Семенная кожура защищает зародыш от высыхания, а запас веществ обеспечивает проросток питанием на первых этапах развития. Появление семян в эволюции растений обеспечило их приспособление к разнообразным экологическим условиям м широкое распространение семенных растений в растительном покрове. У покрытосеменных развитие семени осуществляется в замкнутой камере-завязи пестика, обеспечивающей их защиту от неблагоприятных факторов среды. Цветки, плоды, семена-структуры, обеспечивающие половое размножение цветковых растений, которые в гораздо меньшей мере, чем вегетативные органы, изменяются под воздействием факторов внешней среды.
У некоторых растений наблюдается апомиксис - это вторично бесполое семенное размножение, не сопровождающееся половым процессом. При этом начало новому организму может дать неопло-дотворенная яйцеклетка (партеногенез) или вегетативная клетка (апогамия). Чаще всего встречается апомиксис у культурных растений (свёкла, лён, табак, ячмень, пшеница) с образованием гаплоидного зародыша. Известен апомиксис и у дикорастущих видов: мятлик, лютики, манжетки, зверобой, ястребинки, одуванчики. У них чаще образуются диплоидные зародыши, которые развиваются обычно из клеток нуцеллуса. Интересно, что у манжеток пыльца не образуется совсем или недоразвита, а у лютиков" ястребинок, одуванчиков, зверобоя опыление нормальной пыльцой стимулирует развитие зародыша без оплодотворений. Многие авторы считают апомиксис прогрессивным явлением, обеспечивающим образование большого количества семян.

Опыление цветков. Перекрёстное опыление (пыльцой соседнего цветка или даже другого растения) способствует увеличению внутривидового разнообразия и дальнейшей приспособительной эволюции. В связи с этим растения имеют ряд приспособлений, которые обеспечивают перекрёстное опыление. К числу их следует отнести такие как раздельнополость. При этом мужские я женские Цветки могут находиться на одной особи (кукуруза) - однодомные растения или на разных экземплярах - двудомные растения (ивы, тополя, клён ясенелистный, конопля, облепиха). У некоторых растений в одном цветке наблюдается неодновременное созревание Очинок и пестика (дихогамия). При протерандрии пыльники Скрываются до созревания пестика (гвоздичные, гераниевые, Мальвовые, лилейные, сложноцветные), при протерогинии - наоборот (крестоцветные, розоцветные, осоковые). У некоторых Растений одни экземпляры имеют Цветки с длинными столбиками, другие - с короткими. Тычинки их располагаются ниже или выше рыльца. Это явление называется разностолбчатостью или гетеростилией (примула, дербенник иволистный).
Самоопыление (опыление цветка собственной пыльцой) важно как резервный способ опыления, необходимо для стабилизация признаков вида, в селекции - для выведения чистых линий. Чаще оно характерно для культурных растений: пшеницы, гороха, фасоли. Крайний случай самоопыления - клейстогамия. При ней на растении образуются, нераскрывающиеся (клейстогамные цветки), обычно расположенные около поверхности почвы. При этом пыльца прорастает внутри пыльника, а пыльцевая трубка проникает внутрь пестика через стенку пыльника. Такие цветки образуются у фиалки удивительной и волосистой (см. раздел "Первоцветы").
Агентами перекрестного опыления могут быть насекомые, ветер, вода, животные.
Анемофилия (ветроопыление) характерна обычно для растения открытых мест. Цветки их мелкие, собраны в многоцветковые соцветия, легко раскачиваемые ветром, с большим количеством воды, часто цветут до распускания листьев.
Энтомофилия (насекомоопыление) часто бывает узкоспециализированной. Цветки обычно ярко окрашены, имеют особый запах, нектар, крупную липкую или цепляющуюся пыльцу Орхидные иногда имитируют сходство с самками опылителей.
Гидрофилия встречается у небольшого количества растений.
У некоторых растений анемофилия и энтомофилия могут сочетаться (например, подорожник).

Типы опыления

Особое значение для человека имеет опыление пчёлами, т.к. при этом они из нектара образуют мёд, из пыльцы - пергу, из пыльцы, смолы, камеди деревьев и других веществ нерастительного происхождения - прополис.
Пчелиный мёд - сиропообразная сахаристая жидкость, переработанная пчёлами из растительных соков и сложенная ими в ячейки восковых сотов в качестве запасов. Цветочный мёд собирается пчелами с цветов. Падевый мёд - с листьев и других частей растений.
Виды мёда отличаются по происхождению, времени сбора, способу добывания из улья, внешнему виду, химическому составу, назначению и особым свойствам.
Цветочные мёды Кемеровской области делятся на монофлерные, собранные с одного и полиферные, собранные с нескольких видов растений. Последние преобладают и имеют названия: луговой, таёжный, степной и т.д. и часто по качествам превосходят монофлерные.
Мед считают падевым, если у него тёмный цвет и привкус пади. Падь различают двух видов: растительного - медвяная роса (его почти не собирают) и животного происхождения (его ежегодно собирают в таёжной и лесостепной зонах) - выделения тлей-вредителей растений. Более 150 видов тлей, живущих в крове деревьев и кустарников, выделяют сахара, которые поглощают из растений. Пчелы собирают падь, которая собирается на листьях и стекает с них, с таких видов как липа, осина, пихта, ель, ивы. Падевый мёд очень полезен для организма человека, особенно для детей, т.к. способствует образованию эритроцитов, применяется при заболеваниях желудка и при простудах. Но пчёлы не могут зимовать на этом мёде.
В Кемеровской области чаще всего встречаются цветочные мёды с желтой акации, ивы (майский), рапса, горчицы, гречихи, донника, дягиля, кипрея, лип, малины… Вид и скорость кристаллизации, вкусовые и лечебные качества мёда зависят от его зрелости и происхождения. Заметим, что форма и размеры кристаллов не определяют качества мёда. Если мёд кристаллизуется в сотах, то пчелиные семьи плохо переносят зимовку. Любой прогретый мёд теряет ферменты и не считается натуральным.
Майский мёд, как правило, собирается с ивы, но так как погода во время её цветения бывает холодной, он практически не поступает в торговую сеть. Майский мед богат сахарами, витаминами, ферментами, минеральными веществами, наиболее ценен в свежем виде.
Мёд Горной Шории (смесь липового и дягилевого) поставлялся к царскому столу как один из самых лучших медов.

Особенности различных медов

Соцветия
В процессе эволюции вместо крупных одиночных цветков у растений образуются соцветия - совокупность мелких цветков, расположенных на одной оси.
Благодаря соцветиям, повышаются возможности опыления при одновременном сокращении расходов пластического материала. Опылители могут за одно посещение опылить больше цветков. Неодновременное созревание цветков в соцветии продлевает сроки цветения, позволяя избегать неблагоприятные для опыления периоды. Кроме того, в цветках одного соцветия могут в разное время созревать тычинки и пестики, благодаря чему увеличиваются шансы на перекрестное опыление. У некоторых растений часть цветков (обычно краевых) соцветия бывают бесплодными (стерильными выполняя функции привлечения насекомых: калина, подсолнечник, ромашки, василёк, немахровые астры, бархатцы, космея.
Соцветия отличаются чрезвычайным разнообразием, и классификация их продолжает разрабатываться. Здесь приводятся наиболее распространенные у видов местной флоры типы, которые достаточно легко можно идентифицировать.

Разнообразие соцветий

Плоды
Разнообразие плодов обуславливается не только видовыми особенностями, но и их приспособлениями к распространению.
Сочные плоды (ягоды, яблоко, костянка, многокостянка, тыквина) обычно поедаются и разносятся животными, семена проходят неповрежденными через кишечник, при этом даже ускоряется и улучшается их прорастание, а каловые массы выполняют роль удобрений. Интересно, что плоды приобретают привлекающую окраску и теряют кислый или горький вкус тогда, когда семена полностью сформируются.
Сухие многосеменные плоды вскрываются различными способами, при этом семена выбрасываются (бобы) или высыпаются (коробочки, стручки, листовки).
Односеменные плоды либо падают на землю под собственной тяжестью (орехи, зерновки), либо разносятся ветром, имея различные выросты-крылья (крылатки), волоски (семянки).
У ячменя и ковыля зерновки снабжены длинными выростами, которые способны реагировать на изменения влажности. После высыпания плодов их оси изгибаются, могут скручиваться, втягивая семена в почву.
Семянки у многих растений имеют "парашютики" (одуванчик) и специальные прицепки (репей, череда).
Кроме бобовых, разбрасывающих свои семена в результате узкого скручивания створок, у нас произрастают такие растения, как сердечник-недотрога, бальзамин-недотрога, кислица обыкновенная (лесные растения), у которых семена "выстреливаются" из плодов при прикосновении к ним, ударах дождевых капель, резких порывах ветра.

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:

В ходе видеоурока учащиеся узнают преимущества семенного размножения, сформируют представление о голосеменных как высших растениях, размножающихся с помощью семян, познакомятся со строением семени. Основная цель урока – познакомиться с жизненным циклом хвойных растений на примере сосны обыкновенной. Основные понятия урока: микроспорангий, мегаспорангий (нуцеллус), шишка, стробила, интегумент, микропиле, семяпочка, эндосперм, экзина, энтина.

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Размножение представителей отдела Голосеменные"

Отдел Голосеменные относится к высшим семенным растениям.

Главная особенность семенных растений – это их размножение семенами.

Семя – это маленькое растение, имеющее все главные вегетативные органы, снабжённое запасом питательных веществ и надёжно защищённое собственной оболочкой.

Количество семян значительно меньше, чем количество спор, но большая их часть продолжает развиваться, потому что, будучи защищёнными оболочками, они способны переживать неблагоприятные условия часто довольно долго, а при наступлении необходимых перемен очень быстро прорастают и развиваются в самостоятельное растение.

У подавляющего большинства хвойных семена образуются в шишках.

У голосеменных растений семена развиваются после оплодотворения на поверхности семенных чешуй шишек (у хвойных), либо на вегетативных органах растения (у всех голосеменных, кроме хвойных).

Семя состоит из диплоидного зародыша, семенной кожуры и гаплоидного эндосперма, выполняющего функцию питания зародыша.

Сравнивая семя со спорой, нетрудно представить себе то огромное преимущество, которое обрели в ходе эволюции растительного мира голосеменные, размножающиеся не одноклеточными спорами, как их предшественники - древние папоротникообразные, а развитым и покоящимся зародышем, обеспеченным первичным питанием и хорошо защищённым мощным покровом семени.

Семя развивается из семяпочки после оплодотворения находящейся там яйцеклетки. У семенных растений осуществляется внутреннее оплодотворение, это позволяет им обойтись без воды.

С особенностями семенного размножения принято знакомиться на примере наиболее широко распространённого хвойного растения – сосны обыкновенной.

Растущая в сосновом бору сосна обычно начинает образовывать семена на 35–40-м году жизни. У стоящих поодиночке хорошо освещённых деревьев процесс размножения начинается лет на двадцать раньше.

Сосна – это разноспоровое однодомное растение, то есть микро- и мегаспоры образуются на одном растении.

Микро- и мегаспорангии образуются в шишках.

Шишки, в которых формируются микроспорангии, представляют собой стробилы – видоизменённые укороченные побеги.

Стробилы, в которых образуются микроспорангии, называют микростробилами или мужскими шишками. Они обычно располагаются в нижней части растения компактными группами – сошишиями.

Мегаспорангии находятся в женских шишках (мегастробилах), которые образуются по одной-две на верхушках удлинённых побегов сосны – ауксибластов. В отличие от мужских женские шишки обычно формируются в верхней части кроны дерева, что позволяет избежать самоопыления.

Рассмотрим строение микро- и мегаспорангиев.

Мегаспорангий голосеменных развивается внутри семязачатка и никогда его не покидает. Семязачатки лежат голо, они ничем не покрыты, что и дало название всему отделу.

Семязачаток, или семяпочка, – это образование у семенных растений, из которого (обычно после оплодотворения) развивается семя. Представляет собой женский спорангий (мегаспорангий) семенных растений.

Итак, семязачаток представляет собой мегаспорангий, окружённый покровом – интегументом. У семенных растений мегаспорангий называют нуцеллусом. Интегумент образуется из основания нуцеллуса и постепенно обрастает его снизу вверх, оставляя на верхушке отверстие – пыльцевход, или микропиле.

В центральной части семяпочки (нуцеллусе) находится мегаспороцит – это материнская диплоидная клетка мегаспор, из которой после опыления и последующего деления мейоза, образуется четыре мегаспоры.

Впоследствии три из них гибнут, а из одной мегаспоры формируется женский гаметофит. У цветковых он называется зародышевым мешком, у голосеменных его иногда называют первичным эндоспермом, так как в зрелом семени в нём запасаются питательные вещества. Снаружи семяпочка прикреплена семяножкой к плаценте.

От стебля микростробила отходят многочисленные микроспорофиллы, на нижней стороне которых образуется по два микроспорангия.

Микроспорангий – это многоклеточный орган, в котором развиваются микроспоры, или пыльцевые зёрна.

Находящиеся в микроспорангиях клетки спорогенной ткани делятся мейозом, образуя тетрады микроспор. Каждая микроспора защищена двумя оболочками: внешней (очень плотной и прочной экзиной) и внутренней (тонкой интиной). У сосны, как и у многих хвойных, экзина местами отстаёт от интины, образуя два воздушных мешка, что значительно увеличивает её поверхность и способствует переносу её ветром.

Из микроспор в микроспорангиях начинают развиваться мужские гаметофиты, которые настолько малы, что даже не выходят за пределы оболочки микроспоры.

После первого митотического деления образуются две клетки – маленькая и большая. Та, которая меньше, ещё раз делится митозом, в результате чего возникают две маленькие клетки – проталлиальные (таллом заростка), которые быстро отмирают и разрушаются. Образовавшаяся после первого деления крупная клетка тоже делится митозом, образуя небольшую – (антеридиальную) и крупную (сифоногенную)клетку, или клетку-трубку, из которой впоследствии развивается пыльцевая трубка, доставляющая мужские гаметы к яйцеклетке.

На этой стадии развития двухклеточные мужские гаметофиты называют пылинками (в совокупности – пыльцой).

В конце мая – начале июня стенки микроспорангиев лопаются и высыпающиеся пылинки уносятся ветром. Пыльцы образуется так много, что она не только попадает на женские шишки, но и покрывает все вокруг. Столь большое количество пыльцы необходимо для её гарантированного попадания в находящиеся в женских шишках семязачатки. После высыпания пыльцы из микроспорангиев мужские шишки быстро засыхают и опадают.

Как мы уже говорили, мегаспорангии находятся в женских шишках (мегастробилах), которые образуются по одной-две на верхушках удлинённых побегов сосны.

От каждого узла стебля женской шишки отходят две чешуи. Нижняя – кроющая чешуя – представляет собой видоизменённый лист, а располагающаяся в её пазухе семенная чешуя – трёхметамерный боковой побег.

У сосны кроющая и семенная чешуя срастаются, образуя так называемую простую чешую, на верхней стороне которой развиваются два семязачатка. Семязачатки ничем не защищены (лежат открыто, голо), также открыто будут лежать на чешуе и сформировавшиеся из них семена.

Как мы уже говорили, семязачаток представляет собой мегаспорангий, окружённый покровом – интегументом. У семенных растений мегаспорангий называют нуцеллусом. Интегумент образуется из основания нуцеллуса и постепенно обрастает его снизу-вверх, оставляя на верхушке отверстие – пыльцевход, или микропиле.

Во время распространения пыльцы (конец мая – начало июня) чешуи женской шишки раздвигаются. А приносимые ветром пылинки прилипают к капле клейкой жидкости, выделяющейся из микропиле.

При её подсыхании пылинки затягиваются через микропиле в пыльцевую камеру. Так происходит процесс опыления. После этого чешуи шишки смыкаются и остаются плотно сжатыми до созревания семян.

Ткани чешуй постепенно одревесневают. Обратите внимание, что при опылении в пылинках (мужских гаметофитах) ещё нет мужских гамет, а в нуцеллусе – женского гаметофита. Лишь через несколько недель после опыления одна из клеток нуцеллуса, находящаяся недалеко от микропиле, – это мегаспороцит материнская клетка мегаспор – начинает делиться мейозом, и в результате образуются четыре мегаспоры, располагающиеся вертикальным рядом.

Три верхние быстро отмирают, а из нижней начинает формироваться женский гаметофит, тело которого представлено многоклеточным бесцветным талломом. Развиваясь за счёт спорофита, он накапливает в клетках много запасных веществ, в основном масло.

Летом следующего года, через 13–14 месяцев после опыления, на талломе женского гаметофита формируются два архегония, погруженных в его ткань. Архегоний состоит из шейки, состоящей из восьми расположенных в два ряда клеток, рано исчезающей брюшной канальцевой клетки и крупной яйцеклетки.

Половой процесс проходит на второй год после опыления, во второй половине лета. Формирующаяся из сифоногенной клетки пылинки пыльцевая трубка растёт в сторону одного из архегониев. Проникшая в неё антеридиальная клетка, делясь митозом, образует базальную клетку, или клетку-ножку (рудимент ножки антеридия), и спермагенную клетку. В результате деления спермагенной клетки образуются две неподвижные (без жгутиков) мужские гаметы – спермии.

Таким образом, формирование из микроспоры мужского гаметофита и образование спермиев происходит в результате всего лишь пяти митозов.

Пыльцевая трубка доставляет спермии к архегониям. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй отмирает. Также отмирает и разрушается второй архегоний.

После первого деления зиготы митозом одна из двух образовавшихся клеток даёт начало зародышу, а из второй формируется подвесок, или суспензор. За счёт деления и сильного вытягивания клеток подвесок проталкивает формирующийся зародыш внутрь ткани женского гаметофита.

Сформировавшийся зародыш состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька, зародышевой почечки и 10 – 12 семядолей. Развитие зародыша стимулирует превращение семязачатка в семя.

Из интегумента семязачатка формируется быстро одревесневающая семенная кожура семени – спермодерма. Так как при формировании семени все вещества нуцеллуса расходуются на развитие запасающей ткани, то от нуцеллуса остаётся тонкая плёнка, располагающаяся под семенной кожурой. Спермодерма и тонкая плёнка – производные нуцеллуса (мегаспорангия), то есть их клетки имеют диплоидный набор хромосом.

Основная часть семени занята запасающей тканью, сформировавшейся в результате разрастания таллома женского гаметофита, – первичным эндоспермом, клетки которого гаплоидны.

Развившийся из зиготы зародыш нового (дочернего) спорофита имеет, естественно, диплоидный набор хромосом. Таким образом, в семени представлены два спорофита (материнский и дочерний) и один (женский) гаметофит.

Созревание семян происходит через полтора года после опыления. Сильно увеличившиеся к этому времени в размерах шишки становятся коричневыми. Семена из них высыпаются только в конце зимы – начале весны следующего (уже третьего) года. Именно в это время нагретые солнцем чешуи шишек раскрываются и снабжённые крылышком семена покидают шишки. Крылышко представляет собой один из трёх видоизменённых метамеров семенной чешуи. Благодаря крылышкам семена могут разноситься ветром по воздуху или по снежному насту на очень большие расстояния от материнского растения.

В дальнейшем, попав в благоприятные условия, зародыш трогается в рост и начинает прорастать. Прорастание семян хвойных всегда начинается после периода покоя.

Всходы сосны имеют своеобразный вид. Это меленькие растеньица – проростки, у которых стебелёк очень тонкий. На верхушке стебелька находится пучок лучеобразно расходящихся во все стороны тонких иголочек-семядолей. Их у сосны не одна и не две, как у цветковых растений, а гораздо больше – от 4 до 7.

Таким образом, размножение голосеменных осуществляется в два этапа: первый этап – это процесс опыления и второй – процесс оплодотворения.

Размножение у растений происходит двумя основными способами: вегетативным и генеративным. Вегетативное размножение осуществляется при помощи вегетативных органов растения: листьев, стебля (черенки и отводки), корневища, почки, луковицы, ползучие побеги, корневые отпрыски, листовые черенки и культурная ткань (выращивается в пробирке).

Генеративное размножение делится на несколько видов: бесполое и половое. Бесполое размножение растений происходит при помощи образования спор – специализированных клеток, которые прорастают без слияния с другой клеткой. При этом споры могут быть как диплоидными (образованы в результате митоза), так и гаплоидными (образованы в результате мейоза); распространяться как при помощи воды и ветра (мхи и папоротники), так и иметь для этого жгутики для передвижения (водоросли).

Половое размножение растений осуществляется благодаря слиянию половых клеток – гамет и образованию зиготы. Гаметы могут быть как одинаковыми в морфологическим отношении, так и совершенно разными. В данном случае принято выделять несколько типов слияния гамет: оогамия (слияние крупной неподвижной яйцеклетки и подвижного сперматозоида), гетерогамия (слияние гамет, разных по размеру) и изогамия (слияние одинаковых гамет.

№ 2. Что вы знаете о размножении животных?

Преобладающей формой размножения у животных является половое размножение, которое осуществляется при помощи слияния половых клеток, образуемых как в одном родительском организме – женском, так и в другом – мужском.

Однако есть организмы, например, представители низших беспозвоночных, которые способны к размножению бесполым путем. Такой способ подразумевает увеличение числа особей за счет образования их из соматических клеток. Основными его способами являются почкование и фрагментация. Преимущество бесполого размножения в том, что оно происходит без затрат энергии и времени на поиск партнёра противоположного пола. Недостатком является сходство потомства, потому что новые особи являются практически точными копиями своих родителей.

Значение полового и бесполого размножения для животных заключается в непрерывном пополнении и замене одинаковых или разных особей вида, которые в природе погибают по разным причинам. Также размножение позволяет увеличить численность видов, иметь перспективы в эволюционном развитии. Результат размножения – вместо старых и больных особей рождаются и развиваются молодые и здоровы организмы. Таким образом, вид сохраняется и продолжает своё существование.

Стр. 153. Вопросы после параграфа

№ 1. Что такое размножение?

Размножение – это способность всех живых организмов к воспроизведению себе подобных, что обеспечивает сохранение видов и непрерывность их пребывания в биогеоценозах.

№ 2. Каковы особенности бесполого размножения?

Бесполый способ размножения считается самым простым и древним. Он происходит при участии только одной особи и благодаря процессу деления, спорами, либо вегетативными органами. В основе такого размножения лежит митоз, а все дочерние организмы, которые возникают из материнского организма, являются его точной генетической копией. В результате все потомки идентичны между собой.

№ 3. Каково биологическое значение полового размножения организмов?

Половое размножение представляет собой биологический процесс, который направлен на увеличение числа особей, и обеспечивает продолжение существование видов. Биологическое значение полового размножения организмов состоит в том, что при слиянии двух родительских клеток новому организму передается генетическая информация обоих родителей. Таким образом, он не является точной копией какого-то из родителей, но в нем могут проявляться свойства, благодаря которым он более приспособлен к изменяющимся условиям окружающей среды для выживания.

№ 4. Почему многие культурные растения размножаются вегетативно?

Потому что при вегетативном способе размножения свойства материнского организма полностью сохранятся и передаются дочернему организму, так как новая особь формируется из части тела растения-предка. Именно такой способ позволяет сохранить все свойства растений и исключить возможные мутации, которые происходят при выращивании семян. При этом цветение растений, которые были получены в результате вегетативного размножения, начинается быстрее.

№ 5. Чем бесполое размножение отличается от полового?

Бесполое и половое размножения существенно отличаются друг от друга. И главное отличие кроется в исходных клетках. Для получения новой особи при бесполом размножении нужны соматические клетки, тогда как при половом – гаметы.

В процессе бесполого размножения участие принимает только одна особь – родитель. При этом выделяют несколько способов такого размножения:

деление (образование из родительской клетки новой клетки, что характерно для одноклеточных организмов);

фрагментация (образование нового организма из частей или сегментов тела родителя, что характерно для водорослей и некоторых представителей многоклеточных животных – кишечнополостных, иглокожих, червей);

спорообразование (при помощи специальных клеток – спор, что свойственно растениям и грибам);

вегетативно (воспроизводство при помощи вегетативных органов – корни, стебли, листья, видоизмененные побеги, что характерно для растений);

почкование (развитие новой особи из выроста на родительском организме, что свойственно для некоторых червей, кишечнополостных и дрожжевых грибов).

При половом размножении происходит слияние двух организмов, которые обмениваются генетической информацией. В нем также выделяют несколько способов:

конъюгация (взаимный обмен ядрами происходит по цитоплазматическому мостику; характерен для инфузорий, спирогиры);

партеногенез (развитие особи из яйцеклетки материнского организма без участия самца; встречает у тли, дафний, некоторых ящериц и пчел);

гермафродизм (наличие гамет только у одной особи, т есть, родитель одновременно выполняет роль и матери, и отца; характерно для плоских червей, морского окуня, виноградных улиток);

копуляция (слияние гамет и образование одноядерной зиготы; характерно для водорослей, цветковых растений, большинства беспозвоночных и позвоночных животных).

Таким образом, можно сделать вывод, что при бесполом размножении при условии отсутствия мутаций, новая особь является точной копией материнского организма. При половом – все потомки получаются разные, но сочетают в себе наследственные признаки и материнского, и отцовского организма.

Стр. 153. Задание

№ 1. Рассмотрите рисунок 98 и составьте план рассказа о вегетативном размножении цветковых растений. Подберите примеры.

Какие бывают способы вегетативного размножения растений?

Условия, необходимые для вегетативного размножения растения (достаточный уровень влажности, тепло, доступ света).

Части растений, которые подходят для вегетативного размножения (черенок, листья, усики, корни).

Примеры растений, которым свойственно вегетативное размножение (ландыш, ирис, картофель, лук, смородина, фиалка, бегония).

У ряда растений, к которым относятся мхи, водоросли и папоротники, бесполое размножение осуществляется при помощи спор. Спора – это клетка, которая защищена от механических повреждений и высыхания толстой оболочкой, и формируется в специальных образованиях растения – спорангиях. Она содержит ядро и цитоплазму.

Особенность спор в том, что они очень легкие, маленькие по размеру, а потому быстро распространятся при помощи ветра, воды, птиц или животных на разные территории. При наступлении благоприятных условий – достаточное количеств тепла, влаги и света споры могут прорастать, чем дают начало новым молодым организмам.

Первыми высшими растениями, которые размножались при помощи спор, были риниофиты. Произошли они от многоклеточных водорослей около 400 млн. лет назад в результате эволюции. Они в свою очередь дали начало современным высшим семенным и споровым растениям,

Жизненный цикл высших споровых растений, как и некоторых видов водорослей, объединяет в себе чередование особей полового и бесполого поколений. Особи полового поколения могут размножаться как половым, так и бесполым способом. У современных высших растений также сформированы две эволюционные группы: гаплоидная и диплоидная. К гаплоидной группе относятся мхи, у которых в жизненном цикле преобладает гаметофит, а спорофит занимает второстепенное положение. К диплоидной группе относятся хвощи, плауны и папоротники, у которых гаметофит редуцирован и выглядит как заросток.

Стр. 153. Подумайте

Почему при половом размножении потомство оказывается разнообразным?

Потому что при половом размножении происходит слияние двух половых клеток – гамет, каждая из которых содержит свой набор генетической информации. При оплодотворении образуется новый живой организм, клетки которого наследуют половинный набор информации из обоих родителей. Таким образом, потомство хоть и наследует часть генов, благодаря которым может быть похожим на своих предков, но оказывается совсем разным и разнообразным.

Рис. 1. ГДЗ биология 6 класс Пасечник, Суматохин, Калинова Просвещение 2019-2020 Задание: 36 Размножение организмов и его значение

Читайте также: