Размножение цветкового растения заполните схему

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 18.09.2024

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:

Презентация для урока "размножение и оплодотворение растений" в 6 классе.

Вспомни, что называют размножением.

Цветок – орган семенного размножения

Семенное размножение – половое.

Где у растений находятся половые клетки?

Опыление – перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика.

Самоопыление – перенос пыльцы с тычинки на пестик в пределах одного цветка (пшеница, рис, горох)

Перекрёстное опыление – пыльца цветка одного растения переносится на пестик цветка другой особи

Способы перекрёстного опыления:

Опыление при помощи воды

Встречается у водных растений (элодея, валлиснерия).

Пестичные цветки выносятся на поверхность воды. После опыления цветонос закручивается и втягивает цветок под воду, где происходит созревание плода.

Тычиночные цветки собраны в пучках. После созревания они отрываются и всплывают. Опыление происходит в результате контакта тычинок в с рыльцами пестиков.

Опыление при помощи насекомых

Насекомоопыляемые растения – растения, которые опыляются с помощью насекомых (пчёлы, шмели, бабочки, жуки).

Опыление при помощи ветра

Ветроопыляемые растения – растения, у которых опыление происходит с помощью ветра (орешник, берёза).

Искусственное опыление

Искусственное опыление - перенос человеком пыльцы из пыльников одного растения на рыльце пестика другого растения для выведения новых сортов или повышения урожайности.

Пыльца прикрепляется к рыльцу пестика благодаря особенностям строения оболочки, с помощью липких сахаристых веществ.

Оплодотворение у цветковых растений

Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а другой центральную клетку зародышевого мешка.

Покрытосеменные растения имеют орган семенного размножения – цветок, отсюда их второе название — цветковые. Представители этой группы царства Растения размножаются как половым, так и вегетативным путём.

Вегетативное размножение покрытосеменных растений широко распространено в природе. Но еще чаще его использует человек при размножении сельскохозяйственных и декоративных растений.

Чаще всего растения размножаются черенками. Черенок – отрезок любого вегетативного органа. Если он попадает на влажную почту, то дает придаточные корни и укореняется. Так из черенка начинает развиваться новое самостоятельно существующее растение.

Черенки могут быть стеблевые, корневые и листовые.

Стеблевые черенки — отрезки побега с несколькими почками. Их используют для размножения смородины, розы, тополя и многих других деревьев и кустарников. Для этого весной черенки сажают в подготовленную почву, и к осени на них вырастают придаточные корни. Тогда черенки выкапывают и сажают на постоянное место. Стеблевыми черенками размножают также многие декоративные и комнатные растения: флоксы, бальзамин, колеус и др.

Корневые черенки — отрезки корня длиной 15–25 см. На посаженном в почву корневом черенке формируются придаточные почки, из которых развиваются надземные побеги, от оснований которых вырастают придаточные корни. Корневые черенки используются для размножения малины, шиповника, некоторых сортов яблонь. Корневыми черенками легко размножается одуванчик.

Некоторые растения размножают листовыми черенками. Листья сажают во влажный песок, и на них начинают развиваться придаточные почки и придаточные корни. Так размножают многие виды комнатных растений, например, бегонию, сенполию, сансевьеру. В природе листовыми черенками размножается сердечник луговой.

У некоторых растений из придаточных почек на корнях вырастают побеги — корневые отпрыски. Такие растения называются корнеотпрысковыми. Со временем старые участки корней разрушаются и отпрыски становятся самостоятельными растениями. Такой способ вегетативного размножения встречается у осины, рябины, тополя, сирени, вишни, малины и др.

Растения могут также размножаться ползучими побегами — усами. Несколько таких побегов отрастает от материнского растения, в их узлах развиваются маленькие растеньица с листьями и корешками. Так размножаются земляника, клюква, луговой чай.

Смородину, крыжовник, калину можно размножать отводками. Для этого весной молодой побег пригибают так, чтобы его средняя часть касалась земли, а верхушка была направлена вверх. На нижней части побега под почкой надрезают кору, и к осени на месте надреза образуются придаточные корни.

Покрытосеменные растения могут также размножаться подземными видоизменёнными побегами (корневищами, клублнями, луковицами). Корневищами размножаются такие ценные декоративные растения как ирисы, ландыши. Клубнями — картофель, топинамбур, луковицами — лук, тюльпаны, нарциссы, лилии.

Еще одним способом вегетативного размножения является прививка. В естественной природе такой способ размножения встречается крайне редко, но люди широко применяют его в садоводстве для размножения плодовых деревьев – яблонь, груш, слив и др. Почку или черенок культурного растения сращивают со стеблем дичка. Дичок это молодое растение, выращенное из семени плодового дерева. Глазок или черенок растения называют привоем, а дичок – подвоем.

Сравнительно недавно растения начали размножать культурой ткани. Для этого клетки образовательной ткани помещают в особую питательную среду, где они начинают активно делиться и вскоре образовывают самостоятельные крохотные растения. Такой способ используют для размножения орхидей, садовой гвоздики, женьшеня и даже картофеля.

Половое размножение покрытосеменных растений связано с основными частями цветка — тычинками и пестиками.

В тычинках образуются пыльцевые зерна. Одновременно с образованием пыльцы в семязачатке пестика формируется зародышевый мешок.

Чтобы произошло оплодотворение, пыльцевое зерно должно попасть на рыльце пестика. Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление. При самоопылении пыльца из тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овёс, ячмень, горох. При перекрёстном опылении пыльца с тычинок одного растения переносится на рыльца пестиков другого растения. Перенос пыльцы происходит с помощью ветра, насекомых, птиц и воды. Иногда сам человек сознательно переносит пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Происходит искусственное опыление. Его применяют для выведения новых сортов и повышения урожайности растений.

После того как пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, оно набухает и превращается в длинную пыльцевую трубку, в которой образуются две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с находящейся там яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, образуется зигота. Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клетки зародышевого мешка. Таким образом происходит двойное оплодотворение.

Дальше зигота начинает делиться. В результате возникает многоклеточный зародыш нового растения. Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ, необходимые для питания и развития растения. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. Кожура, зародыш и запас питательных веществ составляют семя.

Постепенно завязь превращается в спелый плод. Околоплодник защищает семя от неблагоприятного воздействия. После созревания семян весь плод либо только содержащиеся в нем семена отделяются от родительского растения. Начинается распространение семян. Оно может происходить разными путями — ветром, водой, насекомыми, птицами, зверями и другими способами. Попав в почву, семя прорастает, образуя самостоятельное молодое растение.

Мы рассмотрели два типа размножения покрытосеменных растений: вегетативное и половое. Они имеют большое значение в природе. Благодаря им растения быстро расселяются и захватывают новые территории.

Пыльца оказывается на липком рыльце пестика и удерживается на его поверхности благодаря своей шереховатой оболочке. Здесь пыльцевое зерно начинает прорастать и превращается в пыльцевую трубку , которая через столбик попадает в завязь.

Одна из клеток пыльцевого зерна делится с образованием двух мужских гамет (спермиев). Затем пыльцевая трубка дорастает до пыльцевхода, и оба спермия проникают в зародышевый мешок. Там происходит два процесса: один спермий соединяется с яйцеклеткой и возникает зигота, а второй спермий проникает к центральной клетке и сливается с ней.

Читайте также: