Мох кукушкин лён: строение и размножение растения. Сравнительный анализ жизненного цикла мхов (кукушкина льна) и плауны (плаун годичный) Цикл размножения кукушкина льна

Моховидные, общая характеристика. Если у низших растений (водорослей) отсутствовали ткани и органы, то в воздушной среде у псилофитов силурийского периода палеозоя появляются механические, покровные и проводящие ткани , обеспечивающие возможность жизни в воздушной среде. Появление тканей привело к появлению высших наземных растений, самой примитивной группой среди которых являются моховидные. Считается, что моховидные и сосудистые растения произошли независимо друг от друга от различных групп зеленых водорослей. Родство зеленых водорослей и высших растений подтверждается одинаковым набором фотосинтетических пигментов и накоплением питательных веществ в пластидах, а не в цитоплазме клеток, как у других групп водорослей.

У моховидных, так же как водорослей, корни отсутствуют, их функцию выполняют нитевидные выросты в нижней части стебля – ризоиды . Воду они поглощают слабо, вода захватывается всей поверхностью тела, поэтому они предпочитают места обитания с повышенной влажностью и жизненные формы моховидных – однолетние и многолетние травянистые растения .

Основная особенность, отличающая моховидные растения от высших споровых растений, это преобладание в жизненном цикле гаплоидного гаметофита, на котором развивается диплоидный спорофит . «Стебель » и «листья» мхов – это не настоящие стебель и листья, это образования гаметофита, спорофит (коробочка на ножке) развивается на гаметофите и полностью от него зависит. У всех остальных высших сосудистых растений в жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит, гаплоидные гаметофиты все больше редуцируются.

Проводящие ткани – наиболее примитивные среди всех высших растений, настоящая ксилема и флоэма отсутствуют. Только у наиболее сложно устроенных моховидных появились клетки, напоминающие проводящие ткани ксилемы и флоэмы.

Класс Листостебельные мхи. Кукушкин лен. Кукушкин лен – один из наиболее широко распространенных представителей подкласса Зеленые мхи (рис. 66). Произрастает на влажных местах, в болотах, заболоченных лесах. Это многолетнее растение, достигающее высоты 15-40 см. Произрастает группами, образуя крупные подушковидные дернины."Стебель" мха прямостоячий, неветвящийся. В центре располагаются более вытянутые клетки, соответствующие ксилеме и флоэме. "Стебель" густо покрыт узкими линейно-ланцетными "листьями". Они состоят из нескольких слоев клеток. У основания стебля развиваются многоклеточные нитевидные аналоги корней – ризоиды.

Кукушкин лен относится к двудомным растениям (рис. .). На мужском гаметофите, на верхушке, между красноватыми "листочками", образующими розетку, располагаются мужские половые органы – антеридии , в которых образуются двужгутиковые сперматозоиды. Антеридии имеют вид продолговатых или округлых мешочков на ножке. На женском гаметофите образуются женские гаметангии (половые органы) – колбовидные архегонии . В брюшке архегония развивается яйцеклетка . Как и антеридии, архегонии располагаются на верхушке растения. При созревании архегония шейковые и брюшные клетки ослизняются, и на их месте формируется узкий канал, по которому сперматозоиды могут проникнуть к яйцеклетке. Оплодотворение происходит в дождливую погоду, так как для передвижения сперматозоидов необходима водная среда.

Сперматозоиды обладают положительным хемотаксисом к содержимому слизи архегония, передвигаясь по воде, проникают внутрь архегония, в котором происходит слияние одного из них с яйцеклеткой.

Через несколько месяцев из зиготы прорастает спорофит. Спорофит кукушкина льна состоит из гаустории , ножки и коробочки. Гаустория (присоска) служит для внедрения в тело гаметофита. На ранней стадии спорофит зеленый и способен к фотосинтезу, позднее желтеет, затем становится оранжевым и, наконец, бурым и полностью переходит к питанию за счет гаметофита. На верхнем конце коробочки до созревания находится колпачок, калиптра . Он развивается из стенки брюшка архегония и остается гаплоидным. В коробочках путем мейотического деления происходит образование спор (спорическая редукция). Все споры морфологически одинаковы, но физиологически отличаются.

Торфяной мох сфагнум . К сфагновым мхам относится свыше 300 видов единственного рода сфагнум, распространенных преимущественно на севере Евразии и Америки. Здесь они занимают обширные площади, являясь основными образователями торфяных болот.

Мох сфагнум – небольшие растение (до 15-20 см), белесоватого цвета, боковые побеги которого густо покрыты узкими длинными листьями (рис. 68). Растет обычно плотными дернинами. Стебель взрослого растения ризоидов не имеет. Он ежегодно нарастает верхушкой, в то время как его нижняя часть постоянно отмирает. Спрессованные слои отмершего сфагнума образуют залежи торфа.

Листья сфагнума яйцевидной формы, без средней жилки. Они образованы одним слоем клеток двух типов: узкими длинными живыми, содержащих хлоропласты – ассимилирующие , образующие как бы сетку и широкими мертвыми гиалиновыми водоносными клетками со спиральными утолщениями, располагающимися между живыми.

Мертвые клетки имеют отверстия, поры и способны накапливать и удерживать большое количество воды (в 25-37 раз больше своего веса).

Сфагнум – однодомное растение, антеридии и архегонии формируются на боковых веточках в верхней части стебля. Оплодотворение яйцеклеток двужгутиковыми сперматозоидами происходит при наличии воды.

Из зиготы развивается спорофит, представленный круглой коробочкой. Гаустория спорофита врастает в подставку из тканей гаметофита – ложную ножку.

К моменту созревания спор (в результате мейоза) подставки удлиняются и коробочки поднимаются над облиственной частью стебля.

Во влажную погоду через устьица проникает воздух, при подсыхании коробочки устьица закрываются, давление в коробочке повышается и с отчетливым хлопком крышечка срывается, и облачко спор поднимается над коробочкой. Попав в благоприятные условия, споры прорастают в однослойную пластинчатую протонему, на которой возникают почки, дающие начало новым побегам мха.

Сфагнум в четыре раза гигроскопичнее ваты и содержит вещество – сфагнол, обладающее бактерицидным действием. Кроме того, сфагнум не только заболачивает, но и подкисляет почву до рН ниже 4. В кислой бактерицидной среде бактерии гниения погибают, а остатки растений оседают на дно и спрессовываются, превращаясь в торф.

Значение мхов. Моховидные в природе часто поселяются на таких субстратах и в таких местообитаниях, которые недоступны для других растений. В этом случае они выступают в роли пионерной растительности , играя большую роль в почвообразовательных процессах. Моховидные играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы.

На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах – прорастанию семян деревьев. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. Наличие мохового покрова является одним из основных стабилизирующих факторов в условиях вечной мерзлоты.

Хозяйственное значение. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т.д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий и звукоизолирующий материал. Сфагнум имеет и медицинское значение – используется как прекрасный перевязочный материал.

Ключевые термины и понятия

1. Кукушкин лен. 2. Гаустория. 3. Равноспоровость моховидных. 4. Протонема. 5. Двудомность кукушкина льна. 6. Сфагнум. 7. Ассимилирующие и водоносные клетки сфагнума. 8. Пионерная растительность.

Основные вопросы для повторения

1. Общая характеристика моховидных.
2. Строение гаметофитов и спорофита кукушкина льна.
3. Гаплоидные образования и структуры кукушкина льна.
4. Строение гаметофита и спорофита сфагнума.
5. Диплоидные образования и структуры сфагнума.

Кукушкин лён, или политрихум, - мох, предпочитающий участки с избытком влаги. Этот вид мха развивается на хорошо освещённых заболоченных участках. В нашей стране он чаще всего встречается на севере или в центре.

Строение

Тёмно-зелёный стебель может вырасти от 5 до 50 см в высоту. Его листья линейно-шиловидные не имеют черешков и заострённые. Внизу стебля расположены ризоиды - это образование в виде нитей. Они прикрепляются к субстрату и проводят питательные микроэлементы в клетки мха.

Источник: Depositphotos

Внутри стебля находится проводящая система, которая доставляет воду и растворённые питательные вещества ко всем клеточкам растения

Главный стебель растёт перпендикулярно земле, и на нём отсутствуют листья. Вторичный стебель - разветвлённый и имеет листья. Те листья, которые находятся рядом с ризоидами, развиваются в форме чешуи.

Листья у растения прямые. Когда они сухие, то прилегают к стеблю, а когда влажные - отгибаются от него. Также на верхней поверхности листьев есть вертикальные, продольные пластины, благодаря которым увеличивается площадь для процесса фотосинтеза. Эти пластины вы можете увидеть, если разрежете лист поперёк. Самое интересное, что форма клетки на верхушке у всех видов отличается.

Удлинённые клетки растения образуют пары и выполняют функцию транспортировка жидкости и осуществление фотосинтеза

Кукушкин лён можно использовать для совершенно разных целей:

• Его можно использоваться в качестве межвенцового утеплителя благодаря его плотной структуре;
• Также растение высушивают и набивают им матрасы или подушки;
• Его применяют в медицине, ведь он обладает элементами, которые имеют мочегонные, обеззараживающие и противовоспалительные свойства.

Разновидности политрихума

Обыкновенный . Если условия для его роста благоприятны, то он может достичь в длину полметра. Именно из-за этого он считается одним из самых длинных мхов на Земле. Его листья зубчатые и имеют большое основание. Из-за этого кажется, что они сильно расставлены вдоль стебля. Также этот вид растёт на всех континентах, кроме Антарктиды, но в тропиках он находится только в горах. Растение предпочитает влажные почвы, низины, болота и хвойные леса. Он образует густые и плотные дернины, которые накапливают влагу. Получается, что и без того влажная почва становится ещё влажнее. В конечном итоге это приводит к появлению болота и торфообразованию.

Можжевельниковидный . Мох этого вида достигает 10–15 см в длину. Его листья имеют гладкий завёрнутый край и короткое основание. Он тоже растёт на всех континентах, но отдаёт предпочтение именно таёжным зонам. Также он любит открытую местность без избытка влаги. Например, пустошь или лес после вырубки. А когда ему никто не мешает, он буквально застилает ковёр.

Волосоносный . Длина 3–5 см. Его листья замыкает длинный белый волосок. Точно также произрастает на всей планете, но любит хорошо освещённые песчаные почвы без избытка влаги.

Сжатый . Длина растения не более 20 см. От всех остальных видов он отличается именно своими листьями: они короткие, смотрят вверх и все они почти одинакового размера. Только верхняя часть стебля имеет листья, а на нижней части плотный чехол - ризоиды, которые являются частью корневой системы.

Источник: Depositphotos

Политрихум - агрессивное растение. Если весь лес срубят, или он сгорит, то мох очень быстро завладеет всей свободной территорией

Размножение

Мох может размножаться двумя способами: бесполым и половым.

После того, как растение отцветёт, в коробочках - спорангиях образуются споры, которыми и размножается растение. Споры очень маленькие и лёгкие, так что даже небольшой ветер способен их разнести. Созревшие споры переносятся на субстрат. Если климат благоприятный, то они формируют нити, состоящие из множества клеток. Далее из них с помощью почкования появляются гаметофиты - буро-зелёные многолетние побеги с ризоидами. Они уже самостоятельно развиваются и становятся взрослыми и независимыми организмами.

Политрихум - двудомное растение, в котором есть как мужские, так и женские побеги. На конце мужских стеблей в центре листовой розетки формируются антеридии, в которых содержатся гаметы, иными словами - сперматозоиды. На женских побегах образуются архегонии с созревшими яйцеклетками.

Процесс оплодотворения:

1. Когда наступает период затяжных осадков или половодья, сперматозоиды отделяются от антеридий и присоединяются к яйцеклетке. Они соединяются, в результате чего образуется зигота - оплодотворённая клетка.
2. Через 11–13 месяцев из зиготы образовывается коробок, его ещё называют спорогоном, он находится на длинном голом стебле. В нём начинают развиваться споры, которые разносит ветер на расстояние 2–5 м. Затем споры прорастают в нить - предросток, впоследствии из которого начинают формироваться почки, которые в конечном результате станут женскими и мужскими растениями.

Размножение кукушкиного льна - это чередование полового и бесполого способов размножения.

Также мох можно размножить вегетативным путем. Для этого поместите пласт субстрата с мхом во влажную питательную среду, и он разрастётся в плотную густую подушкообразную дерновину.

Сравнительный анализ жизненного цикла мхов (кукушкина льна) и плауны (плаун годичный)

Жизненный цикл кукушкиного льна

Кукушкин лен - Polytrichum commune - является характерным представителем лиственных мхов. Тело мха кукушкин лен расчленено на тонкий, округлый, красноватого цвета стебель и узкие, зеленые листочки. Корни отсутствуют, их заменяют хорошо развитые ризоиды. По сравнению с другими видами мхов кукушкин лен обладает большой высотой; он до­стигает высоты 20-40 см.

Размножается кукушкин лен спорами. У него хорошо выражена смена поколений. Это двудомное растение. Половые органы образуются на верхушке стеблей.

Мужские экземпляры кукушкина льна имеют характерное расположение листьев на верхушке стеблей. Здесь образуются более крупные листья, сидят они значительно гуще в виде розеточки и имеют красноватую окраску. По такому расположению листочков легко узнать мужские экземпляры. Антеридии формируются на расширенной верхней части стебля. Антеридии имеют несколько удлиненную форму, в них развиваются сперматовоиды с двумя жгутиками.

Архегонии имеют колбообразную форму, расположены на верхушке стебля женского растения, которое, в отличие от муж­ского, не заканчивается розеткой из крас­ных листочков.

Оплодотворение происходит ранней весной, когда низкие места, на которых произрастают мхи, заливаются водой. Один из сперматозоидов проникает к яйцеклетке через слизистый канал шейки архегония и оплодотворяет ее. Из оплодотворенной яйцеклетки вырастает спорофит в виде длинного тонкого стебелька, заканчивающегося коробочкой сложного строения. Спорофит кукушкина льна носит специальное название - спорогоний. Коробочка спорогона имеет удлиненный с заостренным концом колпачок. Внешне он сходен с кукушкой, откуда и произошло название данного мха.

Колпачок - калиптра, это верхняя измененная часть архегония. Под колпачком находится крышечка коробочки. Внутри коробочки имеется центральный стержень - колонка, к ней прикрепляется споровый мешок, в котором развиваются споры. Вначале споры соединены в тетрады, т.е. по четыре штуки вместе.

Перед созреванием тетрады распадаются на отдельные споры. У коробочки сначала опадает колпачок, затем крышечка. Коробочка заканчивается зубчиками, в сухую погоду они отгибаются наружу и тем самым открывают выход зрелым спорам.

Спора, опадая на землю, при наличии достаточного количества влаги прорастает, образуя протонем у, или предросток. Протонема состоит из тонких ветвистых нитей, заполненных хлорофиллом.

Протонема, разрастаясь, образует верхушечную почку, из которой вырастают взрослые растения кукушкина льна, причем одни протонемы образуют только мужские, а другие только женские растения.

Хотя внешнего различия между спорами нет, физиологически они различны. После оплодотворения яйцеклетка разрастается в бесполое поколение в виде спорогона, растущего на женском гаметофите. У кукушкина льна гаметофит по своим размерам преобладает над спорофитом.

У мха кукушкин лен наблюдается различная потребность к условиям среды со стороны спорофита и гаметофита. У спорофита (спорогона) кукушкина льна, произрастающего на женском гаметофите, ясно выражена приспособленность к жизни в воздушной среде, и он не нуждается в воде, так как получает необходимое количество ее от гаметофита.

Сухая среда предохраняет споры от прорастания в коробочке. Половое же поколение этого мха не может жить без свободной воды, так как не имеет еще корней и потому основную массу ее получает не из почвы, а из атмосферы.

Свободная вода необходима половому поколению кукушкина льна и для осуществления полового процесса, для передвижения сперматозоидов.

Мох кукушкин лен-растение многолетнее. После освобождения от сперматозоидов мужские экземпляры не гибнут; они продолжают расти и на следующий год на верхушке их снова образуются антеридии.

Не гибнут и женские экземпляры, после рассеивания спор спорогон на них падает, а растения продолжают расти, и на следующую весну на верхушке стебелька их снова образуются архегонии.

Схема цикла развития кукушкиного льна. Объяснения в тексте

Цикл развития зелёного мха Кукушкина льна. Объяснение в тексте

Строение и цикл развития мхов на примере кукушкина льна. Значение мхов в биосфере .

Мхи - представители отдела Моховидные, подцарства Высшие (споровые) растения. Количество видов моховидных - около 25 тыс. В основном это многолетние растения. Встречаются практически повсеместно при наличии влаги: лес, болото, скалы, кора деревьев, деревянные постройки. Клетки мхов дифференцированы и образуют специализированные ткани - ассимиляционную, механическую, проводящую, запасающую и покровную.

Тело мха - слоевище - разделяется на стебель и листья. Функции корней выполняют бесцветные выросты эпидермиса - ризоиды, напоминающие корневые волоски.

Кукушкин лен - представитель зеленых мхов. Многолетнее двудомное растение, высотой до 20 см. Его прямостоячий стебель несет узко-линейные мелкие листья. Фотосинтез осуществляют особые клетки-ассимиляторы, содержащие хлорофилл. Проводящая система в виде пучков располагается в центре стебля.

В жизненном цикле кукушкина льна чередуются бесполое и половое поколения. Листостебельное растение представляет собой гаметофит, развивающийся из гаплоидной споры. На женских гаметофитах в архегониях образуются яйцеклетки, на мужских гаметофитах в антеридиях - двужгутиковые сперматозоиды. При наличии капелек влаги (роса, дождь) гаплоидные гаметы сливаются, образуя диплоидную зиготу, из которой развивается диплоидный спорофит. Спорофит - это спорангий (коробочка) на тонкой ножке, который вырастает на верхушке гаметофита. Споры образуются в коробочке путем мейоза. Зрелые споры высыпаются из спорангия, прорастают на влажной почве и образуют зеленую ветвящуюся нить. Из почек этой нити вырастают листостебельные растения мха.

ЗНАЧЕНИЕ. Биосфера - оболочка Земли, заселённая живыми организмами и преобразованная ими.

Моховидные в природе часто поселяются на таких субстратах и в таких местообитаниях, которые недоступны для других растений. В этом случае они выступают в роли пионерной растительности, играя большую роль в почвообразовательных процессах. Моховидные играют существенную роль в регуляции водного баланса суши. Они регулируют испарение влаги из почвы. На лугах мхи препятствуют семенному возобновлению трав, в лесах - прорастанию семян деревьев. Аккумулируя воду, мхи вызывают заболачивание почв. Сфагновые и зеленые мхи являются основными торфообразователями. Наличие мохового покрова является одним из основных стабилизирующих факторов в условиях вечной мерзлоты.

Хозяйственное значение мхов невелико. Животные мхи не поедают. Торф применяют в качестве топлива, подстилки для домашних животных, удобрения. Путем сухой перегонки торфа получают метиловый спирт, сахарин, воск, парафин, краски, и т.д. Из торфа изготавливают бумагу и картон. В строительстве торф используется как теплоизолирующий материал. Торф имеет и медицинское значение.

Цели занятия: повторение и обобщение материала по разделу “Жизненные циклы растений”; обучение решению задач части С5 ЕГЭ по жизненным циклам растений разных отделов.

Форма занятия: лекционно-практическая.

Оборудование: проектор, слайды, набор карточек с задачами.

Ход занятия

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

Жизненный цикл зелёных водорослей

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n). (Демонстрация слайдов).

Схема 1. Жизненный цикл зелёных водорослей. (Приложение)

Практикум

Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.

1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).

2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n). (Демонстрация слайдов).

Схема 2. Жизненный цикл мха (кукушкин лён)

Практикум

Задача 3. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита - коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

Задача 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.

1. В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

2. В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n). (Демонстрация слайдов).

Схема 3. Жизненный цикл папоротников

Практикум

Задача 5. Какой хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

1. В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.

2. В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется из гаплоидной споры (n) путём митоза.

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Практикум

Задача 6. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

1. В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.

2. В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.

Задача 7. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются эти клетки.

1. В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

2. В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Схема 5. Жизненный цикл покрытосеменных растений

Практикум

Задача 8. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.

1. В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.

2. В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой (2n).

Общие выводы

1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.

2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.

3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.