У высших растений исключая покрытосеменные яйцеклетки образуются в
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Размножение – это общее свойство всех живых организмов. Размножение, т. е. воспроизведение себе подобных, обеспечивает непрерывность и преемственность жизни. В основе размножения лежит способность клетки к делению, а передача генетической информации обеспечивает материальную преемственность поколений любого вида. В процессе эволюции в природе возникло несколько способов размножения, каждый из которых имеет свои преимущества и свои недостатки. Все разнообразные типы размножения можно объединить в два основных – бесполое и половое.
Бесполое размножение. Бесполое размножение осуществляется без участия половых клеток и является наиболее древним типом размножения.
Существует несколько вариантов бесполого размножения растений.
Спорообразование. При спорообразовании в особых органах растения – спорангиях – образуются одноклеточные споры или зооспоры. Спорами размножается большинство водорослей, а из высших растений – моховидные, плауны, хвощи и папоротники, которые так и называют – высшие споровые растения. Зооспоры, в отличие от обычных спор, подвижны, имеют жгутики и характерны в основном для организмов, живущих в воде (водорослей).
Вегетативное размножение. Размножение, при котором новое растение может возникнуть из вегетативного органа или его части, называют вегетативным размножением. Оно основано на способности растений к регенерации и свойственно не только высшим, но и низшим растениям.
Среди многолетников почти все травянистые и многие деревянистые растения способны так или иначе к вегетативному размножению. Вегетативное размножение имеет большое значение и в естественных условиях, и в сельскохозяйственной практике:
- способствует воспроизведению, когда условия препятствуют семенному размножению;
- обеспечивает значительное увеличение числа особей и их расселение;
- дочерние особи сохраняют все свойства и признаки материнского растения без изменений.
Различают естественное и искусственное вегетативное размножение, между которыми нельзя провести резкую границу.
Естественное вегетативное размножение. В естественных природных условиях вегетативное размножение, как правило, происходит с помощью специализированных частей тела растения.
Некоторые растения способны образовывать почки, которые, опадая в воду или на благоприятную почву, дают начало новому растению. Почка является зачаточным побегом, следовательно, такое размножение можно считать одной из форм размножения при помощи побегов. Выводковыми почками размножаются многие дикорастущие растения (очиток, камнеломки, мятлик луговой). В комнатных условиях часто разводят бриофиллюм, образующий выводковые почки на листьях (см. рис. 28). Растения, размножающиеся таким способом, называют живородящими. (На самом деле это ложное живорождение. Настоящим живорождением называют способ размножения, при котором зародыш семени прорастает непосредственно на материнском растении. Такое истинное живорождение встречается у некоторых тропических растений.) Распространены они в основном в полярных, высокогорных и степных местностях, где из-за краткости вегетационного периода семена не успевают вызревать.
Многие растения образуют специализированные побеги: усы (земляника), плети (живучка), столоны (костяника). В узлах этих побегов при соприкосновении с влажной почвой развивается собственная корневая система, и формируются вертикальные надземные побеги.
Корневище. В узлах подземных корневищ на некотором расстоянии от материнского растения формируются придаточные корни и надземные побеги (см. рис. 30). В дальнейшем, когда старые корневища перегнивают, образуются несколько самостоятельных растений. В благоприятных условиях растения с длинными корневищами очень быстро завоевывают новые площади и являются опасными сорняками (пырей ползучий).
Многие растения образуют надземные побеги из горизонтально растущих под землей корней (см. рис. 20, Д). Такой способностью обладают слива, малина, вишня, ежевика, осина, тополь, сирень и др. Кроме корневой существует и так называемая пневая поросль – образование у основания ствола из спящих или придаточных почек новых побегов. Как правило, это происходит, если дерево спилено или сильно повреждено. Первое время новые побеги живут за счет материнского растения, а затем формируют собственную корневую систему.
Клубни, служащие для вегетативного размножения, могут быть стеблевого и корневого происхождения, подземными и надземными. (Корневые клубни обычно называют корневыми шишками (орхидные, георгины).) При размножении клубнями из глазков образуются новые побеги (картофель, топинамбур). Луковицами размножаются многие травянистые, в основном однодольные растения из семейств лилейных и амариллисовых (лилии, тюльпаны, гиацинты, нарциссы, лук, чеснок и др.). Размножение луковицами заключается в том, что взамен отмирающей материнской луковицы образуются несколько дочерних, каждая из которых дает начало новому растению.
У многих видов побеги, отделенные от материнского растения, могут укореняться и давать начало новому растению. В естественных условиях это свойственно, например, иве ломкой, ветви которой легко обламываются ветром, падают на влажную почву, образуют корни и прорастают в новое растение.
Искусственное вегетативное размножение. При искусственном размножении используют все виды вегетативного размножения, встречающиеся в природе. Однако существуют и специальные дополнительные методы.
Сравнительно немногие растения (бегония, глоксиния, узумбарская фиалка) могут восстанавливаться из отрезанных листьев.
Разделение растения с побегами и корнями в продольном направлении на несколько частей, которые затем рассаживают (пионы, флоксы).
Нижние ветки растения (смородины, крыжовника) пригибают к земле, пришпиливают специальными деревянными шпильками и присыпают землей. Когда образуются придаточные корни, ветку-отводок отрезают от материнского куста и пересаживают. Способ похож на черенкование, только в данном случае укоренение происходит до отделения ветки.
Половое размножение. Половое размножение – это процесс образования дочернего организма при участии половых клеток – гамет. В большинстве случаев новое поколение возникает в результате слияния двух специализированных половых клеток разных организмов. Существуют различные типы гамет, что и определяет различные типы полового процесса (рис. 49). Если гаметы морфологически сходны между собой, их называют изогаметами, а половой процесс – изогамией. Слияние различных по размеру гамет (гетерогамет), из которых обычно женская гамета крупнее и менее подвижна, нежели мужская, называют гетерогамией. У многих низших и у всех высших растений существует оогамия – слияние больших и неподвижных женских гамет (яйцеклеток) с мелкими и подвижными мужскими (сперматозоидами). У большинства растений гаметы формируются в особых органах – гаметангиях. Гаметангий высших растений, в котором образуется яйцеклетка, называют архегонием. Сперматозоиды образуются в антеридиях. У большинства семенных растений мужские гаметы в процессе эволюции утратили жгутики и способны только к пассивному передвижению. Такие мужские гаметы называют спермиями.
Рис. 49. Типы полового процесса: А – изогамия; Б – гетерогамия; В – оогамия Чередование поколений. В жизненном цикле каждого растения, имеющего половое размножение, происходит смена ядерных фаз – гаплоидной и диплоидной. Если органы полового и бесполого размножения образуются на разных растениях, имеет место чередование поколений – полового и бесполого. Происходит последовательная смена двух типов организмов: гаплоидное поколение (гаметофит) и диплоидное поколение (спорофит) поочередно сменяют друг друга (рис. 50). Половое гаплоидное поколение, образующее в половых органах гаметы, называют гаметофитом, так как оно способно к половому размножению. На гаметофитах образуются половые органы – гаметангии, в которых в процессе митоза формируются гаплоидные гаметы. Сливаясь, гаметы образуют диплоидную зиготу, из которой вырастает бесполое диплоидное поколение – спорофит. На спорофите в спорангиях в результате мейоза образуются гаплоидные споры. Из спор вырастают гаплоидные гаметофиты, т. е. происходит возврат к гаплоидному поколению. Таким образом, чередование поколений сопровождается также чередованием плоидности.
Рис. 50. Чередование поколений спорофита и гаметофита в жизненном цикле растений (схематичное изображение)
1.Подвижная мужская половая клетка называется:
1)гамета 2)спермий 3) зигота 4) сперматозоид.
2.В результате слияния половых клеток образуется
1) яйцеклетка 2) спермий 3) гамета 4) зигота.
3.Гамета – это
1)неподвижная половая клетка 2) мужская или женская половые клетки 3) клетка, предназначенная
для бесполого размножения 4) подвижная спора.
4.В результате двойного оплодотворения происходит следующий процесс
1) из зародыша формируется эндосперм 2) из яйцеклетки образуется зигота, а из центральной
клетки эндосперм 3) из эндосперма формируется зародыш 4) из зиготы образуется эндосперм, а из
центральной клетки – зародыш.
5.Зародыш семени формируется
1) из центральной клетки 2) из яйцеклетки 3) зиготы 4) из спермия.
6.Зигота – это
1) клетка, образующаяся в результате слияния гамет 2) женская половая клетка 3) подвижная
мужская половая клетка 4) неподвижная мужская половая клетка.
7.Для гаметы характерна следующая особенность
1) содержит наследственную информацию одного из родителей, предназначена для бесполого
размножения 2) не содержит наследственную информацию 3) содержит наследственную обоих
родителей 4) содержит наследственную информацию одного из родителей предназначена для
полового размножения.
8.Процесс переноса пыльцы с тычинки на рыльце пестика называется
1)созревание 2) обогащение 3) оплодотворение 4) опыление.
9.Из зиготы с диплоидным набором хромосом развивается
1)семена 2) зародыш 3) запас питательных веществ для будущего зародыша 4) эндосперм.
10.Отличие полового размножения покрытосеменных растений по сравнению с
голосеменными
1) одноклеточная пыльца 2) наличие оплодотворения 3) наличие цветка 4) наличие семян.
11.Установите последовательность процесса опыления и оплодотворения у покрытосеменных
растений
А) проникновение пыльцевой трубки в семязачаток Б) опыление В) образование зиготы Г)
образование эндосперма Д) прорастание пыльцевой трубки с двумя спермиями Е) рост и развитие
зародыша.
12.Выберите верные утверждения. Для полового размножения характерны следующие
особенности.
1) необходимо наличие яйцеклетки 2)всегда происходит без участия половых клеток 3) может
осуществляться отдельными частями растения 4) оплодотворение не происходит 5) образуется
зигота 6) происходит слияние сперматозоида и яйцеклетки.
Процесс формирования половых клеток у растений подразделяется на два этапа: 1-й этап — спорогенез — завершается образованием гаплоидных клеток — спор, в ходе 2-го этапа — гаметогенеза — происходит ряд делений гаплоидных клеток, прежде чем образуются зрелые гаметы.
Процесс образования микроспор, или пыльцевых зерен, у растений называют микроспорогенезом, а процесс образования мегаспор (или макроспор) — мега- или макроспорогенезом. Микроспорогенез протекает аналогично делению созревания у животных мужских половых клеток до стадии сперматиды, а мегаспорогенез — соответственно до стадии незрелой яйцеклетки — ооцита II.
Процесс гаметогенеза у растений в принципе сходен с таковым у животных, но протекает несколько отличным путем. У животных после двух мейотических делений формируются гаметы, и никаких дополнительных клеточных делений не происходит. У растений в результате двух мейотических делений возникает гаплоидная спора, из которой развивается гаметофит, представляющий собой у низших растений (грибов, печеночников, мхов, ряда водорослей) целый организм и наиболее продолжительную стадию цикла существования. У высших растений гаплоидная фаза редуцирована, однако ядра мужской и женской спор претерпевают ряд митотических делений, прежде чем образуются гаметы.
Микроспорогенез и микрогаметогенез
Мы рассмотрим микроспорогенез и микрогаметогенез на примере покрытосеменных растений как наиболее общем. В субэпидермальной ткани молодого пыльника обособляется специальная спорогенная ткань, называемая археспорием. Каждая первичная археспориальная клетка после ряда делении становится материнской клеткой пыльцы (микроспороцитом), которая проходит все фазы мейоза.
Схема микроспорогенеза (1-6) и микрогаметогенеза (5-10) у растений
В результате двух мейотических делений возникают четыре гаплоидные микроспоры. Последние лежат четвёрками и называются клеточными тетрадами.
У однодольных растений каждое деление ядра в мейозе, как правило, сопровождается цитокинезом; у двудольных оба деления клетки наступают одновременно по окончании мейоза.
При созревании клеточные тетрады распадаются на отдельные микроспоры с образованием внутренней (интина) и наружной (экзина) оболочек. Наружная оболочка, как правило, грубая, кутинизированная, поверхность ее либо гладкая, либо шероховатая; приспособленная для переноса пыльцы и прилипания ее к рыльцу пестика. Этим заканчивается микроспорогенез вслед за образованием одноядерной микроспоры начинается микрогаметогенез. Первое митотическое деление микроспоры приводит к образованию вегетативной и генеративной клеток. В дальнейшем вегетативная клетка и ее ядро не делятся. В ней накапливаются запасные питательные вещества, который в последующем обеспечивают деление генеративной клетки и рост пыльцевой трубки в столбике пестика.
Генеративная клетка, содержащая меньшее количество цитоплазмы, вновь делится. Это деление может осуществляться еще в пыльцевом зерне или в процессе его прорастания в пыльцевой трубке. В результате образуются две мужские половые клетки, которые в отличие от сперматозоидов животных называются спермиоклетками, или спермиями.
Таким образом, из одной споры с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три ядра: Два из них — спермии и одно — вегетативное. При образовании пыльцевой трубки это вегетативное ядро в полужидком диффузном состоянии переходит в пыльцевую трубку.
Процесс деления генеративной клетки и образование спермиев в пыльцевой трубке были впервые подробно изучены С. Г. Навашиным в 1910 г. на лилейных растениях.
Мегаспорогенез и мегагаметогенез
У покрытосеменных растений женский гаметофит — это зародышевый мешок, который закладывается и развивается внутри семяпочки.
Схема мегаспорогенеза (1-5) и мегагаметогенеза (6-12) у растений
Развитию женского гаметофита у высших покрытосеменных растений предшествует мегаспорогенез. В субэпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, чаще она только одна. Клетка археспория растет, превращаясь в материнскую клетку мегаспоры. В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор. Каждая из клеток тетрады по числу хромосом является гаплоидной. Однако только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют (моноспорический тип развития), судьба этих клеток напоминает судьбу редукционных телец при созревании яйцеклеток у животных.
На следующем этапе осуществляется мегагаметогенез. Оставшаяся функционировать мегаспора продолжает расти и затем ее ядро претерпевает ряд эквационных делений. При этом сама клетка не делится, делится только ядро.
У разных систематических групп растений число эквационных делений ядра мегаспоры может варьировать от одного до трех. У большинства растений (70% видов покрытосеменных) этих делений, как правило, в результате возникает восемь наследственно одинаковых ядер, вовремя этих делений ядра занимают полярное положение, четыре из них оказываются лежащими ближе к микропиле (место проникновения спермиев), а четыре других — в противоположном конце зародышевого мешка, называемого халазальным. Дальше эти ядра обособляются в самостоятельные клетки, имеющие значительные количества цитоплазмы.
Из четырех клеток, располагающихся у микропиле, три клетки — яйцеклетка, и две так называемые синергиды образуют яйцевой аппарат. Однако из этих трех клеток после оплодотворения развивается только одна, а две другие разрушаются. Четвертое ядро отходит к центру зародышевого мешка, где сливается с одним из ядер, отошедшим от халазального конца. Слившиеся в центральной части два гаплоидных ядра образуют одно диплоидное — вторичное или центральное, ядро зародышевого мешка. Это ядро с цитоплазмой зародышевого мешка называют обычно центральной клеткой зародышевого мешка. Однако часто полярные ядра, передвинувшиеся к центру, не сливаются до оплодотворения. Оставшиеся у халазального конца зародышевого мешка три ядра также обособляются в клетки; они называются антиподами.
Таким образом, в результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется 8 наследственно одинаковых гаплоидных ядер, из которых только одно дает яйцеклетку.
Рассмотренная схема образования восьмиядерного зародышевого мешка из одной мегаспоры является наиболее типичной. Однако у различных групп растений этот процесс протекает весьма разнообразно. В одних случаях, как мы только что рассмотрели, развитие зародышевого мешка начинается из одной гаплоидной споры (моноспорический тип развития), в других — из двух (биспорический тип) и четырех спор (тетраспорический тип).
Типы развития зародышевых мешков
Как мы указывали, при моноспорическом типе развивается лишь одна мегаспора из четырех, а остальные три разрушаются подобно тому, что имеет место с редукционными тельцами у животных. При других типах развития зародышевого мешка сохраняется разное количество мегаспор, возникших в результате мейоза и готовых к дальнейшим митотическим делениям.
Образование пыльцевых зерен и зародышевых мешков у цветковых растений
Изучая гаметогенез, нельзя не поражаться тому параллелизму, который наблюдается при созревании половых клеток у животных и растений, несмотря на то, что их расхождение (дивергенция) в филогенезе произошло на очень раннем этапе возникновения клеточной организации. Это указывает на однотипность принципов построения ряда приспособительных механизмов как в растительном, так и животном мире.
Итак, изучение развития половых клеток у животных и у растений показало, что формирование гамет является сложным процессом. Прежде чем яйцеклетка и спермий объединятся в процессе оплодотворения, они претерпевают ряд превращений. Однако половые клетки так же, как и клетки любой другой ткани, происходят из соматических. Поэтому их нельзя рассматривать как нечто обособленное от тела организма. Вместе с тем половые клетки имеют и свои особенности. Основными характерными моментами, отличающими их от соматических клеток, являются следующие:
1. У разных животных и растений на разных стадиях дифференциации тканей зародыша происходит обособление половых клеток. Процесс закладки и дифференциации, половых клеток у животных называется зачатковым путем.
2. В процессе развития половых клеток особое значение имеет мейоз с характерными для него стадиями деления ядра, а именно профазой I, во время которой конъюгируют гомологичные хромосомы, метафазой I и анафазой I, когда осуществляется редукция числа хромосом и расхождение гомологичных хромосом к различным полюсам.
3. Главным свойством половых клеток является способность их при оплодотворении сливаться в одну с образованием зиготы, которая претерпевает затем дробление и развитие. Соматические клетки этой способностью, как правило, не обладают.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
3- \u043f\u0440\u043e\u0438\u0441\u0445\u043e\u0434\u0438\u0442 \u0440\u0430\u0441\u0445\u043e\u0436\u0434\u0435\u043d\u0438\u0435 \u043a \u043f\u043e\u043b\u044e\u0441\u0430\u043c \u0441\u0435\u0441\u0442\u0440\u0438\u043d\u0441\u043a\u0438\u0445 \u0445\u0440\u043e\u043c\u0430\u0442\u0438\u0434 \u043f\u0440\u043e\u0438\u0441\u0445\u043e\u0434\u0438\u0442 \n
4- \u0442\u0440\u0438\u043f\u043b\u043e\u0438\u0434\u043d\u043e\u0439 \u0446\u0435\u043d\u0442\u0440\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e\u0439 \u043a\u043b\u0435\u0442\u043a\u0438 \n
5- \u00a0\u0445\u0440\u043e\u043c\u043e\u0441\u043e\u043c \u0438 56 \u043c\u043e\u043b\u0435\u043a\u0443\u043b \u0414\u041d\u041a \n
6- \u0441\u043f\u0435\u0440\u043c\u0430\u0442\u043e\u0433\u0435\u043d\u043d\u044b\u0435 \u043a\u043b\u0435\u0442\u043a\u0438 \u0434\u0435\u043b\u044f\u0442\u0441\u044f \u043c\u0438\u0442\u043e\u0437\u043e\u043c \u0438 \u043e\u0431\u0440\u0430\u0437\u0443\u044e\u0442\u0441\u044f \u0441\u043f\u0435\u0440\u043c\u0430\u0442\u043e\u0433\u043e\u043d\u0438\u0438 \u0441\u043f\u0435\u0440\u043c\u0430\u0442\u0438\u0434\u044b \u0434\u0430\u044e\u0442 \u043d\u0430\u0447\u0430\u043b\u043e \u0441\u043f\u0435\u0440\u043c\u0430\u0442\u043e\u0437\u043e\u0438\u0434\u0430\u043c \n
7- \u0440\u0430\u0431\u043e\u0447\u0438\u0435 \u043e\u0441\u043e\u0431\u0438 \n
9- \u044d\u043d\u0442\u043e\u0434\u0435\u0440\u043c\u0430\u043b\u044c\u043d\u043e\u0435 \n
10- \u043f\u0440\u043e\u0446\u0435\u0441\u0441 \u043e\u0440\u0433\u0430\u043d\u043e\u0433\u0435\u043d\u0435\u0437\u0430 \u0443 \u043b\u0438\u0447\u0438\u043d\u043a\u0438 \u0441\u043f\u043e\u0441\u043e\u0431\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c \u0441\u043e\u0437\u0440\u0435\u0432\u0430\u0442\u044c \u0438 \u0440\u0430\u0437\u043c\u043d\u043e\u0436\u0430\u0442\u044c\u0441\u044f \u043d\u0430 \u0441\u0442\u0430\u0434\u0438\u0438 \u043b\u0438\u0447\u0438\u043d\u043a\u0438 ">]" data-testid="answer_box_list">
Читайте также: