Биологический цикл развития растений

Биологический цикл развития растений

Жизненный цикл Высших растений

Жизненный цикл — последовательность стадий от зиготы до зиготы. С многоклеточными животными все ясно: зигота — организм — гаметы — зигота. А вот у растений все гораздо сложнее. У них в этот цикл вклинивается с разными вариациями бесполое размножение с помощью спор. Про водоросли пока говорить не будем, там у них все гораздо сложнее. А вот Высшие растения (те, которые-таки выбрались на сушу) все имеют один тип жизненного цикла: с промежуточной редукцией.
Что это такое: «промежуточная редукция»? Редукция — это мейоз, когда диплоидный (двойной) набор хромосом становится гаплоидным (одинарным). Причем этот мейоз происходит не на стадии диплоидной зиготы (как у многих зеленых водорослей, например) и не на стадии образования гаплоидных гамет (как у всех многоклеточных животных), а между ними. И теперь между мейозом и образованием зиготы есть два примерно равных (это для красного словца, естественно, превалирует какая-нибудь стадия) промежутка, во время которых представитель вида проходит две стадии жизненного цикла. Эти стадии называются гаметофитом (организм, вырабатывающий гаметы) и спорофитом (организм, вырабатывающий споры). Таким образом, у Высших растений за половое размножение отвечает гаметофит, а за бесполое — спорофит. Во время образования спор и происходит мейоз. У Высших растений спорофит диплоиден (обозначается 2n), а гаметофит — гаплоиден (1n). Но считать, что плоидность является неотъемлемым признаком спорофита или гаметофита, ни в коем случае нельзя. Для этого достаточно вспомнить, что чередование спорофита и гаметофита характерно и для водорослей, а у них могут происходить другие разные интересные преобразования жизненных циклов.

Таким образом, любой жизненный цикл Высших растений можно кратко описать как:
Спорофит (2n) — мейоз — споры (1n) — гаметофит (1n) — гаметы (1n) — зигота (2n).

Но можно и усложнить конструкцию, чтобы можно было от схемы перейти к описанию этих жизненный циклов.
Споры образуются в специальных органах бесполого размножения — спорангиях. У Высших растений это многоклеточные «мешочки», в которых образуются материнские клетки спор (они пока диплоидны). При созревании спор материнские клетки спор делятся мейозом и образуют споры. Задача спор — прорасти в последующем с образованием гаметофита.
Гаметофит должен образовывать гаметы, то есть, половые клетки. Гаметы образуются в половых органах. Женский половой орган у высших растений называется архегоний и представляет из себя кувшинчик, на дне которого прячется яйцеклетка. Мужской половой орган — антеридий. Это шарик, набитый сперматозоидами. Сразу уточню, что этот классический случай относится к споровым растениям. У семенных происходит сильная редукция гаметофита, так что для образования архегониев и антеридиев не хватает клеток.
Если гаметофиты образуют и архегонии, и антеридии, то они будут обоеполыми. Если только архегонии, то они будут называться женскими, если только антеридии — мужскими. Так как у гаметофита все клетки гаплоидны, то гаметы могут образовываться только путем митоза.

Читайте также:  Как укоренить лист растения

Источник



Жизненный цикл растений

Рассматривая каждый отдел растительных организмов, мы изучали его жизненный цикл. Но, изучая следующие темы, информация забывается, а вопросах ЕГЭ эта тема встречается, и не раз.

Жизненный цикл растений

жизненный цикл растений

Для начала несколько базовых определений:

  • у всех растений существуют бесполое, половое размножение и вегетативное;

Спорофит — диплоидная (2n) многоклеточная фаза, развивающаяся из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) митозом производящая гаплоидные (1n) споры.

Споры растений — микроскопические зачатки низших и высших растений, служащие для их размножения и (или) сохранения при неблагоприятных условиях. Представляют собой одноклеточные или состоящие из нескольких клеток, образуются мейозом.

Гаметофит — гаплоидная (1n) многоклеточная фаза, развивающаяся из спор митозом и производящая половые клетки, или гаметы (тоже митозом). Соответственно, существуют мужской и женский гаметофиты.

Половой процесс (слияние гамет) — происходит пассивно — водой мужской клетки переносятся к женским органам.

жизненный цикл растений

Жизненный цикл многоклеточных водорослей

Жизненный цикл одноклеточных водорослей

жизненный цикл растений

Обратите внимание, в данном случае спорофит представлен зиготой

Мужские гаметы с помощью воды попадают на женское растение и происходит оплодотворение

жизненный цикл растений

Протонема, или предросток, зеленая нить — наиболее характерная фаза развития мхов, отличающая их от всех высших растений. Протонема представляет собой преимущественно нитчатую структуру, образующуюся при прорастании споры и предшествующую развитию гаметофита в виде листостебельного побега или слоевища.

жизненный цикл растений

Преобладает спорофит (2n)

Зар о сток — половое поколение, гаметофит хвощей, развивающееся из споры и образующее половые органы (мужские — антеридии и женские — архегонии).

жизненный цикл растений

Спорофит прорастает прямо на гаметофите ( паразитирует на нем)

Для оплодотворения не требуется вода, пыльца переносится ветром.

Результат оплодотворения — образование семени, из которого будет развиваться новое растение

Как и у голосеменных, результатом оплодотворения является семя (с триплоидным эндоспермом)

Источник

Жизненный цикл растения: описание, этапы, схемы и особенности

Жизненный цикл растения состоит из трёх последовательных этапов:

  • зарождение;
  • развитие;
  • размножение.

Он может быть простым и сложным. В качестве примера простого цикла можно привести хлореллу, которая размножается спорами. Развиваясь, эта зелёная водоросль становится вместилищем 4–8 автоспор, которые растут внутри материнского организма и покрываются собственной оболочкой. Но среди растений чаще встречается сложный цикл развития, который состоит из 2–3 простых.

Особенности жизненных циклов растений

Важным свойством всего живого является способность размножаться. Способ размножения бывает:

  • половой (гаметами);
  • бесполый (спорами);
  • вегетативный (частью организма).

В сложных циклах при половом размножении всегда есть несколько обособленных фаз гаметы и зиготы. Гамета — это созревшая половая клетка с гаплоидным (ординарным) набором хромосом. Зигота с диплоидным (двойным) набором образуется в результате объединения двух гамет. Из зиготы развивается спорофит, который производит гаплоидные споры. Из спор — гаметофит, который бывает мужским и женским.

Для примера можно взять равноспоровый папоротник, у которого бывает две формы особей — сам папоротник (спорофит) и его заросток (гаметофит). Заросток — это потомство взрослых особей папоротника. Он существует очень короткий период, но успевает произвести на свет единственную крупнолиственную особь. Жизненный цикл растения из-за этой особенности размножения состоит из чередования поколений: от взрослого папоротника к заростку и снова к взрослому папоротнику.

Читайте также:  Можно ли укрыть растения пленкой

Способы размножения

Половым способом размножается большинство растений. При этом происходит образование нового организма из зиготы после оплодотворения и объединения гамет (сингамии). Партеногенез — размножение без оплодотворения — также относится к половому способу: дочерний организм образуется из изогаметы, что роднит изогаметы и споры. Половое размножение практически всегда сочетается с другими способами — вегетативным или бесполым, так как само оно отличается низкой продуктивностью.

Одновременно этот способ и бесполое размножение встречается у папоротников, а в связке с вегетативным вариантом — у некоторых водорослей. У семенных растений формирование половой клетки происходит из одной дочерней зиготы, в результате чего этот процесс больше напоминает не размножение, а воспроизведение.

При бесполом размножении образуются зооспоры — клетки без клеточной стенки, которые у многоклеточных растений находятся в специальных спорангиях, и неподвижные клетки — апланоспоры. Самостоятельно такой способ размножения встречается в природе очень редко. Обычно он сочетается с половым или вегетативным.

Существует 2 типа спор: митоспоры, которые возникают при бесполом способе размножения, а мейоспоры — возникающие при половом. Митоспоры появляются при помощи митоза, в результате чего получается особь, похожая на материнскую. Мейоспоры образуются посредством мейоза при прорастании зиготы или в спорангиях. Для большинства растений характерны оба способа размножения, благодаря которым получаются две разные формы особей.

Вегетативный способ размножения

При вегетативном варианте размножения происходит разделение на акинеты — толстостенные клетки. Он заключается в отделении от маточника какой-то его части — выводковой почки или тельца. Таким способом размножаются некоторые низшие растения, в том числе саргассовые, бурые и красные водоросли. Вегетативно размножаются даже цветковые растения, например ряска. У некоторых из них образуются выводковые почки, которые опадают на землю и там укореняются. Также почки могут ответвляться и отделяться от материнского растения. У покрытосеменной группы растений очень часто встречается развитие побегов под землёй от корневища.

Распространение растений

Одним из финальных этапов размножения является распространение растений. В природе может быть 3 варианта расселения: зародышами, спорами и семенами. В крайне редких случаях распространение может происходить при помощи зигот. Ещё К. Линней связывал семенное и споровое распространение с тайнобрачными и явнобрачными растениями. Ко второму типу относилась группа голосеменных и покрытосеменных растений, а к первому — все остальные группы, в том числе водоросли, моховые и папоротники.

Способы размножения растений прошли длинный эволюционный путь от вегетативного к бесполому и половому. Сейчас разделение растений на споровые и семенные связывают не с распространением, а с размножением. Семенной способ выделяется в отдельную группу, так как он считается соединением размножения спорами и гаметами. Семенное размножение включает в себя несколько этапов: образование зигот, гамет, спор, зародышей и семени, а также расселение растения.

Читайте также:  Какие растения остаются зелеными до заморозок

Чередование поколений

Жизнь растений в форме двух разных поколений может носить различные названия: смена форм развития, чередование поколений и т. д. Сменяемость большого папоротника и заростка в случае с равноспоровым папоротником — это пример чередования поколений, отмеченный фазами взрослого состояния форм особей. Эти две формы настолько отличаются внешне, что в них трудно узнать одно и то же растение. Заросток папоротника очень сложно заметить невооружённым глазом. У покрытосеменных растений аналог заростка — зародышевый мешок, который крайне мал и скрыт в глубине цветка. Среди некоторых групп водорослей эти формы особей похожи внешне, но совершенно различаются биологическими признаками. Чередование поколений встречается практически у всех высших растений и эволюционно развитых водорослей.

Источник

Циклы развития растений

Рассмотрим основные типы циклов развития растений.

У многих низших растений, например у большинства зеленых водорослей, пер­вое же деление ядра зиготы — редукционное. В результа­те образуется тетрада спор. Эти споры обычно подвижны, носят общее на­звание зооспор и далее развиваются в новую водоросль.

На таких растениях отдельные клетки (гаметангии) развивают га­меты. Гаметы в акте полового процесса сливаются, формируя зиготу.

У всех высших растений (мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные растения) и у многих низших растений зигота делится без ре­дукции. Постепенно здесь формируется особь определенного внешнего вида и размера.

Дальнейшие усложнения цикла развития растений сводятся к тому, что в каждом цикле мы встречаем два типа особей:

  • особь, образующую только органы бесполого размножения (спорангии со спорами),
  • особь, образующую только органы полового размножения (антеридии, оогонии) с гаметами.

Здесь, таким образом, имеет место смена поколений. Название «смена поколений» явно неудачное. Здесь, собственно, нет смены одного поколения другим, так как обычно поколениями называют орга­низмы, происшедшие от родительских в результате оплодотворения. В на­шем же случае имеет место смена фаз развития одного и того же организма — спорофита и гаметофита. Однако термин «смена поколений» с середины XIX столетия прочно укрепился в науке и является общеупотребительным. Растение, образующее половые органы (антеридии и оогонии), называют половым поколением, гаметофитом; растение же, несущее органы бесполого размножения — спорангии, — бес­полым поколениемспорофитом.

У высших растений всегда имеется правильная смена поколений (фаз развития — гаметофита и спорофита), причем здесь отсутствует тип с равноправным их развитием. У мхов имеет место преобладание полового поколения (преобладает гаметофит), у всех же остальных групп (папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные) преобладает бесполое поколение (пре­обладает спорофит). У высших растений происходит образование только таких спор, которым предшествует редукционное деление, или мейозис; в этом их отличие от низших слоевцовых растений.

Источник