С помощью какой женской клетки происходит размножение растения изображенного на рисунке
Добавил пользователь Алексей Ф. Обновлено: 19.09.2024
В противоположность человеку, растения могут продлевать свой род различными методами. Сведения об их размножении умело используются человечеством для выращивания других организмов. В этом уроке мы рассмотрим способы репродукции растительных организмов и непосредственное применение этих знаний на практике.
План урока:
Виды размножения
Размножение — процесс, в результате которого число определённого организма увеличивается.
У растительных организмов различают следующие способы размножения:
- Половое;
- Бесполое (спорами и вегетативное).
У гамет есть два вида:
- Мужские: подвижные мужские клетки называют сперматозоидами, а неподвижные — спермиями. У спермиев нет жгутиков (присущи покрытосеменным и голосеменным);
- Женские: женские клетки именуются яйцеклетками. Обычно яйцеклетки намного крупнее мужских гамет, так как содержат запас питательных веществ. Яйцеклетка состоит из цитоплазмы — ооплазмы — и ядра.
Половые клетки должны слиться друг с другом. Процесс, в итоге которого создаётся единый организм, называется оплодотворение. Единый организм именуется зиготой, из которого далее сформируется новое растение. Свежий растительный организм содержит набор признаков, который ему передали женские и мужские клетки.
Наследственный материал содержится в хромосомах. Гаметы гаплоидны, то есть в них находится одинарный набор хромосом. На схемах такой хромосом отмечается латинской буквой n. Одинарный набор присущ всем гаметофитам и некоторым водорослям (хлорелла) и грибам (мукор).
При слиянии гамет формируется зигота, которая имеет двойной (диплоидный) набор хромосом. При этом родительские признаки перемешиваются, и образуется уникальное растение со своим набором признаков. В этом и состоит биологический смысл: комбинации генов увеличивают генетическое разнообразие потомства, что приводит к появлению новых более приспособленных организмов.
Бесполое размножение. Бесполая репродукция бывает двух видов: вегетативная и размножение спорами.
Вегетативное размножение. В отличие от полового размножения, в вегетативном размножении не участвуют специализированные клетки. Растительный организм развивается из частей вегетативных органов: корня и побега.
Такой способ размножения характерен для всех растений. Наиболее часто вегетативно размножаются покрытосеменные растения из-за большого разнообразия видоизменённых побегов и корней.
В ходе формирования знаний о садоводстве человечество освоило способ вегетативного размножения — увеличение числа растений посредством черенков и отводков. Черенки — это такие части растений, которые способны закрепиться в почве и дать новые корни. Для этого черенок отделяют от материнского растительного организма и сажают в почву. Таким образом можно размножить огромное множество растений, например, жимолость или бузину.
Растительные организмы, которые не способны хорошо укорениться в почве, размножают отводками (крыжовник). При этом способе дочернее растение не отделяют от материнского, а лишь загибают часть побега и присыпают сверху почвой.
Некоторые растения сами выработали органы для вегетативного размножения. Например, землянику легко клонировать самим, благодаря наличию видоизменённого побега — усов.
Размножение усами земляники
Размножение спорами. Не стоит путать споры бактерий и споры растений. Споры бактерий — стадия жизни микроорганизмов, в которой максимально замедлены обменные процессы. Споры нужны бактериям в неблагоприятных условиях для выживания. Бактерии покрываются толстой оболочкой, которая может пережить экстремальные температуры. Споры растительных организмов предназначены для размножения. Оболочка — спородерма — состоит из двух слоёв: экзины и интины. Экзина имеет выросты, которые позволяет цепляться за гладкие части. Таким способом размножаются грибы, водоросли и высшие растения.
В отличие от размножения гаметами, в процессе размножения спорами участвует одна клетка. Споры прорастают на стадии жизненного цикла растения, которая называется спорофит. Специальные органы, которые несут споры, называются спорангии.
Споры бывают подвижные и неподвижные. Подвижные споры — зооспоры — имеют жгутики для передвижения. У неподвижных спор жгутика нет.
Спорофит диплоиден, то есть имеет двойной набор хромосом. На схемах записывают как 2n. Растение, которое сформировалось из споры, полностью повторяет материнский растительный организм, потому что не происходит перемешивания генетических материалов.
Растению удобнее размножаться спорами, нежели гаметами, так как в этом процессе участвует всего одна клетка. Споры отделяются от материнского организма и прорастают там, где образуются благоприятные для прорастания условия.
Для многих растений характерно чередование поколений, то есть какое-то время организм пребывает на стадии спорофита, а какое-то — на стадии гаметофита. Из-за этого растения одного вида могут отличаться не только способом размножения, но и внешним видом. Всё дело в преимуществах поколений.
Преимущества полового размножения:
- Смешение генетического материала гамет, что приводит к лучшему приспособлению в изменяющихся условиях среды.
Преимущества бесполого размножения:
- Более высокая вероятность размножения, так как участвует всего одна клетка;
- При вегетативном размножении развитие растения начинается не с одной клетки, а с нескольких, что уменьшает время появления нового растительного организма.
Чередование поколений папоротника
Поколение растения, которое существует в жизненном цикле дольше, называется доминирующим.
Изменение соотношения между гаметофитом и спорофитом в процессе эволюции
Размножение споровых растений
Споровые растения — растения, для которых характерно споровое размножение.
Споровые растительные организмы бывают:
- Низшие: водоросли;
- Высшие: мхи, плауны, хвощи, папоротники.
- Вегетативное: водоросли размножаются таким способом, когда их части случайно отделяются от материнского организма из-за сильных течений или воздействия животных;
- Споровое: споры водорослей бывают подвижные с жгутиками (зооспоры) и неподвижные; внутри материнской клетки формируется множество спор, которые далее выходят наружу в водную среду;
- Половое: половая репродукция активизируется лишь при наступлении неблагоприятных условий для приспособления к изменяющимся внешним условиям; гаметы из гаметофита сближаются в водной среде и формируют зиготу, из которой формируется новое растение.
Размножение мхов. У мхов выражено чередование поколений. Доминирующим является поколение гаметофит. У кукушкина льна во влажную погоду сперматозоиды из мужского мха перемещаются к яйцеклетке на женском мхе. Бывшая зигота становится спорофитом — коробочкой на ножке. Там формируются споры, которые затем выбрасываются на землю. Из них вырастают мужские и женские мхи — гаметофиты.
Жизненный цикл мха
Размножение плаунов. В жизненном цикле плаунов уже заметно доминирование спорофита над гаметофитом. На зелёном организме — спорофите — образуются спорангии с множеством спор внутри. Споры формируют гаметофит растений, который у плаунов называется заростком. Там формируются мужские и женские половые части, которые производят гаметы. Они сливаются во влажную погоду, образуя спорофит.
Жизненный цикл плаунов
Размножение хвощей. Далее во всех растениях спорофит будет доминирующим поколением. Репродукция хвощей повторяет размножение плаунов. На спорофите образуются споры, из которых вырастает заросток — гаметофит — с женскими и мужскими гаметами.
Жизненный цикл хвощей
Размножение папоротников. Доминирующим поколением папоротников также является спорофит. Спорофит — растение с листьями, на нижней стороне которых образуются бурые бугорки — спорангии. Споры формируют гаметофит — заросток. На нём формируются мужские и женские клетки. При оплодотворении они создают зиготу, из которой развивается спорофит.
Жизненный цикл папоротников
Таким образом, репродукция низших и высших споровых растений отличается. Для низших споровых растительных организмов характерен выбор между бесполым или половым размножением. Редко встречается и тот, и другой вид репродукции. Для высших споровых растений характерна смена поколений с преобладанием гаметофита (мхи) или с преобладанием спорофита (плауны, хвощи, папоротники).
Размножение семенных растений
Семенные растения также называют голосеменными. Для этих растений характерно семенное размножение. В отличие от споровых растительных организмов, голосеменные размножаются не с помощью спор, а посредством семян. В отличие от покрытосеменных растений, голосеменные не защищают семена специальными образованиями — плодами.
Женские и мужские семена растений можно различить невооруженным глазом: женские семена намного крупнее, так как они несут в себе запас питательных веществ, который заключён в эндосперм. Женское семя состоит из зародыша, эндосперма и плотной семенной кожуры. Мужские семена больше похожи на пыльцу.
Строение семени сосны
Репродукцию голосеменных растений принято рассматривать на примере сосны обыкновенной. Сосна — однодомный растительный организм, то есть на одном растении расположены и женские шишки, и мужские.
- Женские шишки: красные, сидят на вершине по одной; на чешуях женских шишек развиваются два семязачатка, в которых располагаются яйцеклетки;
- Мужские шишки: жёлто-зелёные, небольшие, собраны группами; на чешуях мужских шишек развиваются два пыльцевых мешочка, в которых располагается пыльца и пузырьки, заполненные воздухом, для облегчения полёта.
Строение шишки сосны
Пыльца вылетает из мужской шишки и встречается с женской. Это стадия опыления. Чешуи женской шишки соединяются, чтобы пыльцевые зёрна не вылетели обратно. Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя. Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения.
В жизненном цикле голосеменных растений преобладает спорофит. Спорофит — взрослое растение. Оно формируется внутри семян шишек, а затем прорастает при попадании на землю. Гаметофит — шишки.
Жизненный цикл голосеменных растений
Также у семенных растительных организмов редко встречается вегетативная репродукция.
Размножение покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения — вершина эволюции. Для размножения у них выработались специальные органы: цветок и плод. Яркий цветок привлекает насекомых-опылителей, которые облегчают перенос пыльцы между растениями. Плод с околоплодником защищает хрупкие семена от неблагоприятных воздействий.
Мужской и женский гаметофит у покрытосеменных растений сильной отличается:
- Мужской . Мужской гаметофит называется пыльцой и располагается на пыльнике тычинки. Представляет собой шарики с двухслойной оболочкой: наружная — неровная и внутренняя — гладкая. Неровности нужны для лучшего закрепления пыльцы. Под оболочками находятся две клетки: вегетативная и генеративная.
- Женский . Женский гаметофит именуется зародышевым мешком и располагается в семязачатке пестика. В нём есть входное отверстие для пыльцы — микропиле. Напротив микропиле находится яйцеклетка, а в центре — центральная клетка.
Процесс переноса пыльцы называется опылением. Опыление растений бывает:
- Самоопыление: пыльца попадает на тычинки того же растительного организма (горох, фасоль); высока вероятность опыление, но мало разнообразие потомства;
- Перекрёстное опыление: пыльца попадает на тычинки другого растения (кукуруза, арбуз); высоко разнообразие потомства, но мала вероятность опыления.
Посредством насекомых-опылителей (зоофилия) или ветра (анемофилия) пыльца отделяется от тычинки и перелетает на рыльце пестика. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм. Этот процесс именуется двойным оплодотворением, то есть два спермия сливаются с двумя клетками.
Далее из зиготы развивается зародыш, который окружён эндоспермом с запасом питательных веществ. Постепенно формируется плод.
Вегетативное размножение
Вегетативное размножение происходит с помощью вегетативных органов: корня, побега. В отличие от полового размножения, вегетативная репродукция даёт начало идентичным особям без разнообразия. Это понижает шансы на выживаемость в изменяющихся условиях среды.
В вегетативном размножении участвуют клетки паренхимы — основной ткани. Эти клетки не являются специализированными, поэтому в процессе развития могут дать начало любому органу.
Для вегетативного размножения растительные организмы выработали разнообразные способы:
Цветок стоит на цветоножке. Верхняя расширенная часть цветоножки называется цветоложе, на нем располагаются все остальные части цветка:
- чашелистики (все вместе образуют чашечку)
- лепестки (привлекают насекомых; образуют венчик; венчик и чашечка образуют околоцветник)
- тычинки (состоят из тычиночной нити и пыльника; в пыльнике образуется пыльца, состоящая из вегетативной и генеративной клетки)
- пестики (состоят из завязи, столбика и рыльца). Внутри завязи находится семязачаток, внутри семязачатка – зародышевый мешок, внутри зародышевого мешка – семь клеток, одна из которых яйцеклетка, а вторая – центральная диплоидная клетка.
При опылении пыльца оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка пыльцы прорастает в пыльцевую трубку, растущую через столбик по направлению к зародышевому мешку. Генеративная клетка делится на два спермия, которые двигаются по пыльцевой трубке. (Двойное оплодотворение [оплодотворение двумя спермиями] открыл русский ученый С.Г.Навашин.) Попав в зародышевый мешок
- один спермий оплодотворяет яйцеклетку, получается диплоидная зигота, из который вырастает зародыш
- второй оплодотворяет центральную диплоидную клетку, получается триплоидный эндосперм, который запасает вещества для питания зародыша (проростка) при прорастании семени.
Тесты
122-01. Какой буквой обозначена часть цветка, участвующая в привлечении насекомых-опылителей?
122-02. На рисунке изображена схема строения цветка. Какой буквой обозначена часть цветка, участвующая в половом размножении растений?
122-03. У покрытосеменных растений пыльца формируется в
А) венчике
Б) чашечке
В) тычинке
Г) пестике
122-04. В какой части цветка расположен зародышевый мешок с яйцеклеткой?
А) в чашечке
Б) в рыльце
В) в пыльнике
Г) в завязи
122-05. В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбца имеется взаимосвязь.
| Целое | Часть |
| … | Пыльник |
| Лист | Листовая пластинка |
А) цветоложе
Б) пестик
В) тычинка
Г) венчик
122-06. В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбца имеется взаимосвязь.
| Целое | Часть |
| … | Рыльце |
| Почка | Почечные чешуйки |
А) цветоножка
Б) пестик
В) тычинка
Г) чашелистик
122-07. Часть цветка, в которой происходит оплодотворение, обозначена буквой
122-08. Оплодотворение у цветковых растений называют двойным, так как в его ходе
А) оплодотворяются две женские гаметы
Б) увеличивается размер яйцеклетки в два раза
В) оплодотворяются яйцеклетка и вторичное ядро зародышевого мешка
Г) в оплодотворении участвуют мужская и женская половые клетки
122-09. Часть цветка, на которую должна попасть пыльца в процессе опыления, показана буквой
122-10. В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбца имеется взаимосвязь.
| Целое | Часть |
| … | завязь |
| лист | листовая пластинка |
А) цветоложе
Б) пестик
В) тычинка
Г) венчик
122-11. В приведённой ниже таблице между позициями первого и второго столбца имеется взаимосвязь.
| Целое | Часть |
| … | столбик |
| лист | листовая пластинка |
А) цветоложе
Б) пестик
В) тычинка
Г) чашелистик
122-12. На рисунке изображена схема строения цветка. Какой буквой обозначена часть цветка, в которой происходит развитие яйцеклеток?
122-13. Часть цветка, в которой созревают мужские половые клетки, обозначена буквой
122-14. На рисунке изображена схема строения цветка. Какой буквой обозначена часть цветка, участвующая в половом размножении растений?
122-15. На рисунке изображена схема строения цветка. Какой буквой обозначена часть цветка, в которой активно протекает процесс фотосинтеза?
122-16. На рисунке изображена схема строения цветка. Какой буквой обозначена часть цветка, в которой происходит развитие пыльцы?
Почвенное питание играет важную роль в жизни любого растения. Его важность заключается в том, что при таком питании происходит максимальное поглощение корнями и корневыми волосками растения воды и питательных веществ (магния, серы, азота, железа и т.д.) из почвы.
№ 2. Почему лист зеленого растения называют органом воздушного питания?
Лист зеленого растения называют органом воздушного питания, потому что на него попадают лучи солнечного света, а значит, происходит активный процесс фотосинтеза и выделения кислорода.
№ 3. В чем проявляется взаимосвязь растений с неживой природой?
Вода и минеральные вещества, растворенные в ней и находящиеся в почве, необходимы для жизни растений. Также для роста растение нуждается в солнечном свете, благодаря которому происходит фотосинтез. Дыхание обеспечивается за счет кислорода в окружающем воздухе, а фотосинтез – за счет углекислого газа.
№ 4. Чем оплодотворение отличается от опыления?
Под оплодотворением понимают процесс слияния женской и мужской половых клеток. Опылением является необходимое условие для процесса оплодотворения, который происходит в цветке.
№ 5. Какие виды размножения существуют у однолетних растений?
У однолетних растений размножение происходит преимущественно семенами. Иногда возможно также размножение вегетативно (с помощью розеток листьев, подземных побегов, корневищ, усиков).
№ 6. В чем состоит основное значение полового размножения для растений?
Благодаря половому размножению растения могут увеличивать разнообразие своего вида (при таком размножении дочерние особи отличаются от материнских).
№ 7. Чем обусловлено проявление внутренних ритмов роста и развития растений?
Это обусловлено сезонными и сточными колебаниями температур, а также качеством и интенсивностью ухода за растениями.
№ 8. Почему метод культуры тканей относят к вегетативному размножению?
Метод культивирования относится к вегетативному размножению, потому что клетки для этой процедуры берутся из побега (образовательной ткани).
№ 9. Каким образом в лист поступает углекислый газ для фотосинтеза?
Углекислый газ для фотосинтеза поступает в лист через устьица.
№ 10. Почему появление полового размножения способствовало увеличению разнообразия растительного мира?
При половом размножении у растений наследуются качественные признаки мужского и женского начала, что в результате позволяет получить совершенно новый, уникальный организм. Таким образом и возникает разнообразие видов.
Стр. 103
Задания
А. Решите биологическую задачу
Весной у березы, сделав разрез в коре, часто берут сладкий березовый сок.
1. От нисходящего тока.
Б. Дополните фразу правильным утверждением:
№ 1. Непрерывность восходящего тока воды в растении обусловлена…
А) испарением;
В) ростом растения;
№ 2. В фотосинтезе главным участником процесса является…
Б) хлорофилл;
№ 3. Воздушное питание – это…
А) поглощение углекислого газа и воды;
Б) выделение кислорода;
В) потребление энергии Солнца;
С) поглощение минеральных веществ.
В. Уберите лишнее слово.
1. Зигота, привой, подвой, черенок.
2. Опыление, оплодотворение, чашелистик, цветок.
2. Какие виды размножения различают у растений? Подчеркните верные ответы.
3. Какие растения размножаются спорами? Выделите верные ответы прямоугольниками.
4. Отметьте галочками вегетативные органы растения.
5. Ответьте на вопросы.
Для каких растений в большей степени присуще вегетативное размножение?
Что такое спора?
· Начавшаяся делиться зигота
· Одна клетка, покрытая плотной оболочкой
На чем основано вегетативное размножение?
· На способности к оплодотворению
· На способности формировать гаметы
· На способности образовывать семена
· На способности к восстановлению
6. Как называется размножение, при котором дочерний организм получает признаки обоих родителей? Подчеркните верный ответ.
Различают мужские гаметы _________________________ и женские гаметы _____________ .
Да, нет – Из зиготы развивается зародыш будущего растения.
Да, нет – Спермии – подвижные мужские гаметы.
Да, нет – После слияния гамет образуется зигота.
Да, нет – Клетки с двойным набором хромосом называются гаплоидными.
Да, нет – Оплодотворение – процесс слияния мужских и женских гамет.
8. Решите ребус.
9. Решите задачу. Обведите в кружок и закрасьте правильный ответ.
В клетке картофеля 18 хромосом. Она поделилась один раз. Сколько клеток образовалось.
10. Каким способом размножаются водоросли? Отметьте верные ответы галочкой.
11. Что происходит при бесполом размножении улотрикса? Закрасьте прямоугольники с верными ответами.
Происходит слияние гамет
Зооспоры утрачивают жгутики, прорастают в новую нить водоросли
Зооспоры выходят из материнской клетки и расплываются
Образуются 4-жгутиковые зооспоры
Образуется зигота, которая прорастает зооспорами
12. Подчеркните верные пункты.
При бесполом размножении хламидомонады.
· Образуется 4 дочерних ядра
13. Укажите процессы, происходящие при половом размножении улотрикса. Выделите верные ответы красным цветом.
· В некоторых клетках формируются гаметы
· Зигота вырабатывает плотную оболочку и ножку, которой крепится к субстрату
· Зигота плавает, затем оседает на дно и теряет жгутики
· Зигота прорастает 4-жгутиковыми зооспорами
· Гаметы из клеток разных нитей выходят в воду и сливаются попарно
· Гаметы из клеток одной нити выходят в воду и сливаются попарно
· После периода покоя делится ядро зиготы
· Зигота сразу прорастает в нить водоросли
14. Укажите процессы, проходящие при бесполом размножении кукушкина льна. Ответ запишите в виде последовательности букв.
15. Ответьте на вопросы.
Чем укрепляется в почве заросток папоротника?
· Нижней частью стебля
Что необходимо папоротникам для оплодотворения?
· Образование на материнском растении спорофита
· Запасание органических веществ
· Наличие ветреной погоды для рассеивания спор
· Наличие капельной воды
Для чего необходимы крупные листья папоротника?
· Приспособление к размножению спорами
· Приспособление к вегетативному размножению
· Приспособление к накоплению воды
· Приспособление к улавливанию лучей света
Да, нет – для папоротников характерно размножение спорами
Да, нет – листья папоротника имеют особое название - сорусы
Да, нет – кукушкин лён – растение, которое относится к мхам
Да, нет – заросток образуется только у плаунов
Да, нет – из споры кукушкина льна во влажной почве развивается зигота
17. Рассмотрите рисунок. Сделайте обозначения.
· Растение со спорами
18. Разгадайте ребус.
19. Что происходит при опылении у сосны обыкновенной? Подчеркните ответы.
· Пыльца переносится насекомыми к семязачаткам
· После опыления чешуи женских шишек смыкаются
· После опыления женские шишки опускаются вепшиной вниз
· Сразу после опыления происходит оплодотворение
· Пыльца переноситя ветром на женские шишки к семязачаткам
20. Что отсутсвуе у голосеменных растений? Закрасьте прямоугольники с верными ответами.
Читайте также: