Жизненный цикл папоротников: описание поколений и способа размножения

Жизненный цикл папоротников

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.

Ответ:

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.

Ответ:

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.

Лекция

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.

Ответ:

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.

Ответ:

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.

Лекция

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.

Ответ:

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.

Лекция

Читайте также:

Рекомендуемые страницы:

Поиск по сайту

Жизненный цикл папоротника схема

Папоротники появились на Земле много лет назад. В древние времена можно было встретить леса из древовидных папоротников. На сегодняшний день таких крупных растений осталось очень мало. Папоротники стали более декоративным и комнатными. Они красивые и неприхотливые, их можно использовать для дизайна ландшафтов. Растения долговечны и интересны.

Легенды о папоротнике

Папоротник – необычное растение. С его появлением связано великое множество красивых легенд. По одной из них, растение произошло от богини любви – Венеры, обронившей однажды свой волос, из которого и вырос папоротник.

Самая известная легенда – это легенда о цветении папоротника. В ней говорится, что, если в ночь на Ивана Купала увидеть цветок растения, перед человеком откроется тайна, как найти сокровища. Однако при изучении его становится ясно, что легенда не может быть воплощена в реальность, поскольку жизненный цикл папоротника не имеет этапа цветения.

Высшие и низшие группы растений

Растения делятся на высшие и низшие группы. Отличаются они между собой средой обитания. Высшие растения «вышли» на сушу и проводят свой жизненный цикл на земле. К таким растениям относят папоротники. У земных растений присутствует четкое разделение на корень, стебель и лист.

Однако нельзя однозначно сказать, что папоротники полностью отошли от водной среды обитания, поскольку в их процессе размножения участвует свободноживущий гаметофит и необходимые для процесса оплодотворения сперматозоиды могут существовать только в водной среде.

Внешний вид

Представители отряда папоротников распространились по всему миру. Они имеют различный внешний вид листьев, экологически неприхотливы, при этом больше любят влажные почвы.

Папоротник имеет корневую систему, стебель и листья. Семян у него нет. На внутренней стороне листа, внизу, располагаются споры в мешочках-спорангиях. Листья папоротника называются «вайи», они не похожи на листья других растений. Выглядят они так, как будто несколько веточек положили в одну плоскость и прикрепили к стеблю. Их цвет может меняться от светло-зеленого к темно-зеленому.

Папоротник, не считая корневой системы, состоит из вайи, соруса и индузии, где сорус – это пучок спорангиев, индузия – вырост, напоминающий зонтик, который закрывает сорус.

Жизненный цикл высших растений

Существуя на Земле, каждое растение проходит свой путь. Жизненный цикл папоротника – движение от зарождения жизни до полного созревания растения, способного дать новую жизнь. Цикл состоит из двух фаз: бесполой и половой. Эти фазы определяют поочередность поколений, одна происходит с помощью гамет – половая, вторая – с помощью спор – бесполая.

Сливаясь, гаметы образуют диплоидную зиготу, которая дает начало новому поколению, бесполому. В бесполом поколении размножение происходит с помощью спор. Гаплоидные споры дают начало половому поколению. Одно из поколений всегда преобладает над другим и составляет большую часть жизненного цикла растения.

Этапы жизненного цикла папоротника

Для появления нового молодого росточка необходимы несколько этапов. Жизненный цикл папоротника – совокупность всех фаз, начиная от зарождения жизни и заканчивая фазой зрелости, когда растение уже способно дать начало новой жизни. Цикл носит замкнутый характер.

Стадии жизненного цикла папоротника располагаются в такой последовательности:

• Спора.
• Гаметофит (заросток).
• Яйцеклетки, сперматозоиды.
• Зигота.
• Зародыш.
• Молодое растение.

Когда все стадии будут пройдены, молодое растение, развившись и укрепившись, будет способно повторить этот цикл для рождения следующего поколения.

Бесполая и половая стадии в процессе размножения

Папоротник – результат бесполого поколения. Рассмотрим последовательность жизненного цикла папоротника.

Для того чтобы начать новую жизнь, у взрослого растения должны появиться на обратной стороне листа споровые мешочки, в которых будет проходить созревание спор. Когда споры созрели, мешочек лопнет и из него на землю выпадут споры. Под действием ветра они разнесутся в разных направлениях и при попадании на благоприятную почву прорастут. Этот этап очень важен, поскольку без него растение не смогло бы существовать. В результате появится отросточек – гаметофит – половое поколение папоротника. Своей формой он похож на сердечко. Это сердечко имеет снизу тонкие нити – ризоиды, которыми и прикрепляется к почве. Заросток папоротника обоеполый, на нем расположены небольшие мешочки: в одних созревают яйцеклетки, в других – сперматозоиды. Оплодотворение происходит с помощью воды.

Поскольку заросточек очень маленький и имеет такую своеобразную форму, то это способствует медленному стеканию дождевой воды и задержанию ее внизу. Благодаря этому сперматозоиды могут подплыть к яйцеклеткам и оплодотворить их. В результате появляется новая клетка – зигота, из которой формируется зародыш спорофит – результат нового бесполого поколения. Этот зародыш состоит из гаустории, которая своим видом напоминает ножку, врастающую в заросток, и первое время потребляет из него необходимые для его роста вещества. Через некоторое время появляется первый лист зародыша, который и служит началом развития папоротника.

Таким образом, в жизненном цикле папоротника преобладает поколение бесполое, которое и дает жизнь новому крупному и долгоживущему растению, а половое поколение маленькое и быстро отмирающее. При этом оно необходимо для оплодотворения.

Размножение папоротника в домашних условиях

Папоротники — интересные и оригинальные растения. Поэтому часто их разведением занимаются в домашних условиях. Чтобы жизненный цикл папоротника прошел полностью и получилось новое молодое растение, необходимо прорастить спору. Листок взрослого папоротника, на котором появились мешочки со спорами – бурые бугорки, срезают и помещают в бумажный пакет. Этот пакет держат один день в теплом месте, периодически встряхивая.

Пока споры созревают и выпадают, готовят смесь для посадки. Берут пропаренную смесь торфа, зелени, песка, также добавляют туда измельченный древесный уголь, все это берется в равных пропорциях. Приготовленную смесь раскладывают в неглубокие горшочки, придавливают и увлажняют.

Созревшие и выпавшие споры достают из пакета и высыпают на подготовленную поверхность. Для их прорастания создают благоприятные условия:

• Температурный режим: оптимально 25 градусов Цельсия.
• Поддерживают повышенную влажность.
• Накрывают горшочки стеклом.

Поливают горшочки из пульверизатора. При появлении заростка поливу уделяют особое внимание, поскольку последующее развитие растения возможно только при наличии водной среды, в которой произойдет оплодотворение яйцеклетки.

Как только появляются первые листики, убирают стекло. Потом им дают немного времени адаптироваться к окружающей среде и пикируют в кюветы. Когда листочки начинают немного подрастать, сначала выдерживают в холодных парниках, а потом высаживают в отдельные горшочки. Таким образом получают новые молодые растения, готовые расти и развиваться дальше.

Схематически представленный жизненный цикл

При своем размножении растение проходит несколько этапов. Для наглядности и лучшего запоминания рекомендуется схематическое сопровождение данного вопроса. Рассмотрим существующий жизненный цикл папоротника, схема которого представлена ниже:

1. Взрослое растение, способное дать новую жизнь.

2. На листьях папоротника появляются споры.

3. Созревают мешочки со спорами.

4. Мешочек лопается, споры выпадают.

5. В благоприятной почве спора укрепляется и прорастает.

6. Образуется заросток, который с помощью нитей-ризоид прикрепляется к земле.

7. На зародыше присутствуют женские и мужские клетки: архегонии и антеридии:

• Женские половые органы содержат яйцеклетку.
• Мужские половые органы содержат сперматозоиды.
• Оплодотворение возможно только в капле дождя.
• Сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и проникают внутрь, происходит оплодотворение.

8. Появляется оплодотворенная яйцеклетка – зигота. Из зиготы формируется спорофит – молодой листик.

9. Начинает свое развитие новое молодое растение.

На схеме наглядно видно замкнутость жизненного цикла.

Хозяйственное значение

Роль папоротниковидных в жизни человека не слишком велика. Различные формы нефролеписа — обычные комнатные декоративные растения. Вайи некоторых щитовников широко используются как зеленый компонент флористических композиций. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину употребляют в пищу.

Заключение

Итак, мы изучили жизненный цикл данного растения. Вам стало известно, например, на какой стадии жизненного цикла у папоротников появляется зародыш. Это влаголюбивые растения, без воды их размножение невозможно. Они распространились по всему миру, при этом для своей жизни выбирают места с повышенной влажностью.

Всего существует около 10 тысяч разновидностей папоротников. Они бывают лекарственными, декоративными, комнатными.

При появлении на свет нового молодого растения начинается жизненный цикл, который включает в себя половое и бесполое поколения. Половое поколение – это заросток, он очень маленький и живет недолго, а появившееся молодое крепкое долгоживущее растение – это бесполое поколение. В жизненном цикле папоротника преобладает фаза спорофита.

Таким образом, основное поколение папоротника – бесполое, при этом размножиться, минуя половое поколение, невозможно.

Сегодня мы рассмотрим строение папоротника, цикл его развития и поговорим о разнообразии отдела папоротникообразных. Чтобы детально разобраться в жизненном цикле папоротника, необходимо вспомнить строение его основных органов.

Подземная часть папоротника представлена корневищем. От корневища отходят корни. Надземные части представлены особыми листьями. Надо сказать, что у этого растения не совсем привычные нам листья. От обычных листьев всех растений, которые мы можем увидеть за окном, тех растений, которые являются цветковыми, листья папоротника отличаются некоторыми существенными деталями:

1. У папоротника лист растет неограниченное время.
2. На нижней стороне листьев располагаются споры в мешочках спорангиях.

На привычных нам листьях, например, у тополя, у клена, у каких-нибудь травянистых растений вроде подорожника, у всех цветковых растений, мы никогда никаких спорангий со спорами на нижней части листьев не увидим. Поэтому перед нами, как справедливо полагают ученые, не совсем листья. Перед нами особые образования, которые являются чем-то средним между веткой и листом. Папоротники — древние растения. У них эти части ещё не такие совершенные, как у привычных нам цветковых растений.

Листья папоротника называются вайи, именно потому они и получили особое название, что они не совсем такие же листья, как у цветковых растений. С нижней части вайи и располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная небольшая люстра. Шарики со спорами на тонких ножках действительно выглядят похожими на потолочный светильник.

Кроме того, для защиты служит особый вырост, который на всякий случай, как зонтик, закрывает этот пучок спорангиев. Пучок спорангиев называется сорус, а вырост в виде зонтика, который защищает сорус — пучок спорангиев — называется индузия. Если мы видим спорангии, значит, в чередовании поколений перед нами бесполое поколение — спорофит. У гаметофитов (полового поколения) мы никаких спорангиев бы не увидели.

Пора перейти к циклу развития папоротника

Основные стадии развития папоротника

Из спорангиев, когда в них созревают споры, они начинают вылетать. Сами спорангии удивительно приспособлены для этого. Когда споры в них уже созрели, спорангии особым образом трескаются, а часто, даже ещё и выворачиваются наружу. Споры от этого высыпаются и летят по ветру. Споры очень лёгкие и по воздуху они могут, как пыль, улететь на значительное расстояние от папоротника, от той вайи, где они образовались.

Из спор, когда они падают на влажную почву, начинает образовываться следующее поколение. Вспомним, по чередованию, из спор должно вырасти половое поколение. Оно совершенно не похоже на бесполое. Помните комплимент, которым старуха Шапокляк одарила крокодила Гену? Она сказала: «Это хорошо, что вы зеленый и плоский». Вот так можно охарактеризовать и половое поколение папоротника — крохотная зелёная пластинка примерно с ноготок размером, немножко похожа на сердечко.

Главное, что есть у этого маленького, плоского, зелёного сердечка, находится не с верхней стороны, а с нижней. От нижней стороны гаметофита — этого зелёного плоского сердечка — отходят тонкие ниточки. Это не корни — это ризоиды, те самые ризоиды, о которых можно услышать у водорослей или мохообразных. У гаметофита (полового поколения папоротников), настоящих корней нет. Он прикрепляется к почве ризоидами — теми же органами прикрепления, что были у древних растений — его предков.

Увидим мы здесь и более важные части, например, небольшие мешочки, в которых должны созревать яйцеклетки, ведь перед нами половое поколение. Мы должны найти, где здесь образуются половые клетки. Итак, яйцеклетки созревают недалеко от выреза, который делает нашу пластинку похожей на сердечко. Рядом, но ближе краешку, располагаются другие мешочки. В этих мешочках, которые идут по краю, созревают сперматозоиды. И вот здесь, понятно почему, у гаметофита такое строение и почему он такой плоский.

После дождя вода затекает под тонкую пластинку и некоторое время там остаётся. Образуется влажная среда, в которой сперматозоиды из своих мешочков переплывают к яйцеклеткам. Итак, перед нами гаметофит. Этот гаметофит — обоеполый, то есть он гермафродитный, и под ним образуется влажная среда, в которой по этой водяной плёночке переплывает сперматозоид к яйцеклетке. Это означает, что происходит оплодотворение и там, где только что были яйцеклетки, уже образуются зиготы, то есть, оплодотворённые яйцеклетки, первые клетки нового будущего организма.

Заключение

• Из зиготы, в чередовании поколений, всегда вырастает спорофит — новое бесполое поколение. Вот и замкнулся жизненный цикл папоротника. После оплодотворения из зиготы мы снова можем перейти к крупному папоротнику — к бесполому поколению, с которого мы и начинали.
• Заметим, что у мохообразных, долгоживущим и относительно крупным, является половое поколение — гаметофит, а спорофит мохообразных — маленький и паразитирует на гаметофите. У папоротникообразных всё наоборот: крупным и долгоживущим является бесполое поколение. А половое поколение папоротникообразных — крохотное, маленькое и достаточно быстро отмирает.
• Можно сказать, что папоротникообразные в развитии поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение. Именно оно, как говорят учёные, доминирующее, господствующее, то есть, долгоживущее и долго не отмирает. А половое поколение живёт очень короткой жизнью и, можно даже сказать, нужно только для того, чтобы провести оплодотворение.

Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители — щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры — карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей — травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки — сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал «корень» — у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега — корневища.

Строение

Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя — щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки — «улитки».

Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion — пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис — главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

Жизненный цикл папоротниковидных

Листостебельное растение папоротника, изображенное выше — спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы — группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм «катапульты», споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы — соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления — гаустории (от лат. haustor — черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение — спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение папоротников

Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания — продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Жизненный цикл папоротника начиная с зиготы

Папоротники относятся к наиболее древним споровым растениям. Обитают в самых разнообразных экологических условиях: в заболоченных местах и водоемах, лесах тропического и умеренного климата. Наиболее известные представители – щитовник мужской, орляк, страусник. В жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов доминирует спорофит.

Расцвет папоротников произошел около 358 млн лет назад и длился примерно 65 млн лет, в честь папоротников назван период палеозойской эры – карбон, или каменноугольный период, который длился указанный промежуток времени. Именно папоротникам принадлежит активная роль в углеобразовании: в карбоне леса заселяли древовидные папоротники, достигавшие 40 и более метров в высоту.

Древесные формы папоротников сохранились до наших дней, однако большинство представителей – травянистые растения, у которых отсутствует камбий, а значит, нет и вторичной древесины.

Папоротники относятся к группе сосудистых растений, так как имеют жилки – сосудисто-волокнистые пучки, в отличие от мхов, которые не имеют жилок и не являются сосудистыми растениями. Механическая прочность обеспечивается отложением склеренхимы вокруг проводящих пучков (жилок).

В отличие от мхов, папоротники имеют проводящую ткань в стеблях и корнях, состоящую из ксилемы и флоэмы. Заметьте, я написал «корень» – у мхов не было и корней, вместо них были ризоиды, выполняющие аналогичную корням функцию. Корни папоротников, хвощей и плаунов всегда придаточные и растут от видоизмененного побега – корневища.

Строение

Рассмотрим строение папоротников на примере типичного представителя – щитовника мужского. Это широко распространенный папоротник, типичный для климата умеренных широт. Представляет собой многолетнее травянистое корневищное растение.

Образован пучком сильно расчлененных листьев, отходящих от корневища. Нарастают листья верхушкой, образуя завитки – «улитки».

Отметьте, что лист папоротника называется вайя (от греч. baion – пальмовая ветвь). В отличие от настоящих листьев, вайя имеет недетерминированный верхушечный рост. Листья имеют черешок, прикрепляющийся к стеблю, который может продолжаться в рахис – главную ось сложного листа, соответствующую центральной жилке.

Жизненный цикл папоротниковидных

Листостебельное растение папоротника, изображенное выше – спорофит (2n). Спорофит доминирует в жизненном цикле папоротниковидных, в отличие от цикла мха, где спорофит, по сути, является придатком гаметофита (редуцирован). На нижней стороне вайи располагаются спорангии, собирающиеся в сорусы – группы близкорасположенных спорангиев. На спорофите (2n) в спорангии после мейоза образуются споры (n).

В 2012 году группа ученых под руководством Ксавьера Нобли из Университета Ниццы выяснили, что спорангий имеет специальный механизм «катапульты», споры из него вылетают со скоростью около 10 м/с.

Гаплоидные споры (n) прорастают в заросток (n), небольшую пластинку (несколько мм) сердцевидной формы. Заросток зеленого цвета, способен фотосинтезировать и прикрепляется к почве ризоидами. На нем образуются мужские и женские половые органы – соответственно антеридии и архегонии. Сперматозоид (n), образовавшийся в антеридии, благодаря воде (во время дождя) попадает в архегоний, где сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n).

Из зиготы развивается зародыш, который проникает в ткани архегонии с помощью особого приспособления – гаустории (от лат. haustor – черпающий, пьющий). Гаустория представляет собой ножку, внедряющуюся в ткани заростка и поглощающую из него питательные вещества. Начинается бурный рост зародыша, образуется побег, а затем взрослое растение – спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение папоротников

Папоротники являются главным компонентом многих лесных сообществ, звеном в цепи питания – продуцентами (производителями органических веществ). Человек использует папоротник в декоративных целях. Молодые побеги некоторых папоротников съедобны и употребляются в пищу: побеги орляка, листья страусника обыкновенного.

Щитовник мужской имеет медицинское значение: из его корневищ изготавливают противогельминтный препарат.

©Беллевич Юрий Сергеевич

Данная статья является интеллектуальной собственностью Беллевича Юрия Сергеевича. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Пройдите тест
для закрепления знаний

В жизненно цикле у папоротников преобладает спорофит. Протонема – нитчатое образование, развивающееся из споры мхов. Заросток это и есть гаметофит. Антеридий – мужской половой орган примитивных растений, в нем образуются мужские половые клетки (сперматозоиды).

Папоротники в отличие от мхов имеют трахеиды – элементы проводящей ткани, которая появилась у папоротников. Настоящих листьев у папоротников нет, их листья – вайи, имеют недетерминированный верхушечный рост. Ризоиды и фотосинтезирующие клетки имеются и у мхов, и у папоротников.

Сорус – совокупность спорангиев на нижней стороне листа. Проросшая спора папоротника образует заросток – гаметофит.

Спорангии собраны в сорусы, расположенные на нижней стороне листа. В спорангиях происходит образование спор. В архегониях формируются яйцеклетки, а в антеридиях – сперматозоиды.

Запомните – разницы никакой нет! Само слово спорофит уже подразумевает диплоидный набор хромосом, поэтому спорофит любого растения будет содержать диплоидный набор хромосом.

Папоротники появились на Земле много лет назад. В древние времена можно было встретить леса из древовидных папоротников. На сегодняшний день таких крупных растений осталось очень мало. Папоротники стали более декоративным и комнатными. Они красивые и неприхотливые, их можно использовать для дизайна ландшафтов. Растения долговечны и интересны.

Легенды о папоротнике

Папоротник – необычное растение. С его появлением связано великое множество красивых легенд. По одной из них, растение произошло от богини любви – Венеры, обронившей однажды свой волос, из которого и вырос папоротник.

Самая известная легенда – это легенда о цветении папоротника. В ней говорится, что, если в ночь на Ивана Купала увидеть цветок растения, перед человеком откроется тайна, как найти сокровища. Однако при изучении его становится ясно, что легенда не может быть воплощена в реальность, поскольку жизненный цикл папоротника не имеет этапа цветения.

Высшие и низшие группы растений

Растения делятся на высшие и низшие группы. Отличаются они между собой средой обитания. Высшие растения «вышли» на сушу и проводят свой жизненный цикл на земле. К таким растениям относят папоротники. У земных растений присутствует четкое разделение на корень, стебель и лист.

Однако нельзя однозначно сказать, что папоротники полностью отошли от водной среды обитания, поскольку в их процессе размножения участвует свободноживущий гаметофит и необходимые для процесса оплодотворения сперматозоиды могут существовать только в водной среде.

Внешний вид

Представители отряда папоротников распространились по всему миру. Они имеют различный внешний вид листьев, экологически неприхотливы, при этом больше любят влажные почвы.

Папоротник имеет корневую систему, стебель и листья. Семян у него нет. На внутренней стороне листа, внизу, располагаются споры в мешочках-спорангиях. Листья папоротника называются «вайи», они не похожи на листья других растений. Выглядят они так, как будто несколько веточек положили в одну плоскость и прикрепили к стеблю. Их цвет может меняться от светло-зеленого к темно-зеленому.

Папоротник, не считая корневой системы, состоит из вайи, соруса и индузии, где сорус – это пучок спорангиев, индузия – вырост, напоминающий зонтик, который закрывает сорус.

Жизненный цикл высших растений

Существуя на Земле, каждое растение проходит свой путь. Жизненный цикл папоротника – движение от зарождения жизни до полного созревания растения, способного дать новую жизнь. Цикл состоит из двух фаз: бесполой и половой. Эти фазы определяют поочередность поколений, одна происходит с помощью гамет – половая, вторая – с помощью спор – бесполая.

Сливаясь, гаметы образуют диплоидную зиготу, которая дает начало новому поколению, бесполому. В бесполом поколении размножение происходит с помощью спор. Гаплоидные споры дают начало половому поколению. Одно из поколений всегда преобладает над другим и составляет большую часть жизненного цикла растения.

Этапы жизненного цикла папоротника

Для появления нового молодого росточка необходимы несколько этапов. Жизненный цикл папоротника – совокупность всех фаз, начиная от зарождения жизни и заканчивая фазой зрелости, когда растение уже способно дать начало новой жизни. Цикл носит замкнутый характер.

Стадии жизненного цикла папоротника располагаются в такой последовательности:

• Спора.
• Гаметофит (заросток).
• Яйцеклетки, сперматозоиды.
• Зигота.
• Зародыш.
• Молодое растение.

Когда все стадии будут пройдены, молодое растение, развившись и укрепившись, будет способно повторить этот цикл для рождения следующего поколения.

Бесполая и половая стадии в процессе размножения

Папоротник – результат бесполого поколения. Рассмотрим последовательность жизненного цикла папоротника.

Для того чтобы начать новую жизнь, у взрослого растения должны появиться на обратной стороне листа споровые мешочки, в которых будет проходить созревание спор. Когда споры созрели, мешочек лопнет и из него на землю выпадут споры. Под действием ветра они разнесутся в разных направлениях и при попадании на благоприятную почву прорастут. Этот этап очень важен, поскольку без него растение не смогло бы существовать. В результате появится отросточек – гаметофит – половое поколение папоротника. Своей формой он похож на сердечко. Это сердечко имеет снизу тонкие нити – ризоиды, которыми и прикрепляется к почве. Заросток папоротника обоеполый, на нем расположены небольшие мешочки: в одних созревают яйцеклетки, в других – сперматозоиды. Оплодотворение происходит с помощью воды.

Поскольку заросточек очень маленький и имеет такую своеобразную форму, то это способствует медленному стеканию дождевой воды и задержанию ее внизу. Благодаря этому сперматозоиды могут подплыть к яйцеклеткам и оплодотворить их. В результате появляется новая клетка – зигота, из которой формируется зародыш спорофит – результат нового бесполого поколения. Этот зародыш состоит из гаустории, которая своим видом напоминает ножку, врастающую в заросток, и первое время потребляет из него необходимые для его роста вещества. Через некоторое время появляется первый лист зародыша, который и служит началом развития папоротника.

Таким образом, в жизненном цикле папоротника преобладает поколение бесполое, которое и дает жизнь новому крупному и долгоживущему растению, а половое поколение маленькое и быстро отмирающее. При этом оно необходимо для оплодотворения.

Размножение папоротника в домашних условиях

Папоротники – интересные и оригинальные растения. Поэтому часто их разведением занимаются в домашних условиях. Чтобы жизненный цикл папоротника прошел полностью и получилось новое молодое растение, необходимо прорастить спору. Листок взрослого папоротника, на котором появились мешочки со спорами – бурые бугорки, срезают и помещают в бумажный пакет. Этот пакет держат один день в теплом месте, периодически встряхивая.

Пока споры созревают и выпадают, готовят смесь для посадки. Берут пропаренную смесь торфа, зелени, песка, также добавляют туда измельченный древесный уголь, все это берется в равных пропорциях. Приготовленную смесь раскладывают в неглубокие горшочки, придавливают и увлажняют.

Созревшие и выпавшие споры достают из пакета и высыпают на подготовленную поверхность. Для их прорастания создают благоприятные условия:

• Температурный режим: оптимально 25 градусов Цельсия.
• Поддерживают повышенную влажность.
• Накрывают горшочки стеклом.

Поливают горшочки из пульверизатора. При появлении заростка поливу уделяют особое внимание, поскольку последующее развитие растения возможно только при наличии водной среды, в которой произойдет оплодотворение яйцеклетки.

Как только появляются первые листики, убирают стекло. Потом им дают немного времени адаптироваться к окружающей среде и пикируют в кюветы. Когда листочки начинают немного подрастать, сначала выдерживают в холодных парниках, а потом высаживают в отдельные горшочки. Таким образом получают новые молодые растения, готовые расти и развиваться дальше.

Схематически представленный жизненный цикл

При своем размножении растение проходит несколько этапов. Для наглядности и лучшего запоминания рекомендуется схематическое сопровождение данного вопроса. Рассмотрим существующий жизненный цикл папоротника, схема которого представлена ниже:

1. Взрослое растение, способное дать новую жизнь.

2. На листьях папоротника появляются споры.

3. Созревают мешочки со спорами.

4. Мешочек лопается, споры выпадают.

5. В благоприятной почве спора укрепляется и прорастает.

6. Образуется заросток, который с помощью нитей-ризоид прикрепляется к земле.

7. На зародыше присутствуют женские и мужские клетки: архегонии и антеридии:

• Женские половые органы содержат яйцеклетку.
• Мужские половые органы содержат сперматозоиды.
• Оплодотворение возможно только в капле дождя.
• Сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам и проникают внутрь, происходит оплодотворение.

8. Появляется оплодотворенная яйцеклетка – зигота. Из зиготы формируется спорофит – молодой листик.

9. Начинает свое развитие новое молодое растение.

На схеме наглядно видно замкнутость жизненного цикла.

Хозяйственное значение

Роль папоротниковидных в жизни человека не слишком велика. Различные формы нефролеписа – обычные комнатные декоративные растения. Вайи некоторых щитовников широко используются как зеленый компонент флористических композиций. Стволы древовидных папоротников служат в тропиках строительным материалом, а на Гавайях их крахмалистую сердцевину употребляют в пищу.

Заключение

Итак, мы изучили жизненный цикл данного растения. Вам стало известно, например, на какой стадии жизненного цикла у папоротников появляется зародыш. Это влаголюбивые растения, без воды их размножение невозможно. Они распространились по всему миру, при этом для своей жизни выбирают места с повышенной влажностью.

Всего существует около 10 тысяч разновидностей папоротников. Они бывают лекарственными, декоративными, комнатными.

При появлении на свет нового молодого растения начинается жизненный цикл, который включает в себя половое и бесполое поколения. Половое поколение – это заросток, он очень маленький и живет недолго, а появившееся молодое крепкое долгоживущее растение – это бесполое поколение. В жизненном цикле папоротника преобладает фаза спорофита.

Таким образом, основное поколение папоротника – бесполое, при этом размножиться, минуя половое поколение, невозможно.

Сегодня мы рассмотрим строение папоротника, цикл его развития и поговорим о разнообразии отдела папоротникообразных. Чтобы детально разобраться в жизненном цикле папоротника, необходимо вспомнить строение его основных органов.

Подземная часть папоротника представлена корневищем. От корневища отходят корни. Надземные части представлены особыми листьями. Надо сказать, что у этого растения не совсем привычные нам листья. От обычных листьев всех растений, которые мы можем увидеть за окном, тех растений, которые являются цветковыми, листья папоротника отличаются некоторыми существенными деталями:

1. У папоротника лист растет неограниченное время.
2. На нижней стороне листьев располагаются споры в мешочках спорангиях.

На привычных нам листьях, например, у тополя, у клена, у каких-нибудь травянистых растений вроде подорожника, у всех цветковых растений, мы никогда никаких спорангий со спорами на нижней части листьев не увидим. Поэтому перед нами, как справедливо полагают ученые, не совсем листья. Перед нами особые образования, которые являются чем-то средним между веткой и листом. Папоротники — древние растения. У них эти части ещё не такие совершенные, как у привычных нам цветковых растений.

Листья папоротника называются вайи, именно потому они и получили особое название, что они не совсем такие же листья, как у цветковых растений. С нижней части вайи и располагаются спорангии со спорами. Эти спорангии выглядят, как своеобразная небольшая люстра. Шарики со спорами на тонких ножках действительно выглядят похожими на потолочный светильник.

Кроме того, для защиты служит особый вырост, который на всякий случай, как зонтик, закрывает этот пучок спорангиев. Пучок спорангиев называется сорус, а вырост в виде зонтика, который защищает сорус — пучок спорангиев — называется индузия. Если мы видим спорангии, значит, в чередовании поколений перед нами бесполое поколение — спорофит. У гаметофитов (полового поколения) мы никаких спорангиев бы не увидели.

Пора перейти к циклу развития папоротника

Основные стадии развития папоротника

Из спорангиев, когда в них созревают споры, они начинают вылетать. Сами спорангии удивительно приспособлены для этого. Когда споры в них уже созрели, спорангии особым образом трескаются, а часто, даже ещё и выворачиваются наружу. Споры от этого высыпаются и летят по ветру. Споры очень лёгкие и по воздуху они могут, как пыль, улететь на значительное расстояние от папоротника, от той вайи, где они образовались.

Из спор, когда они падают на влажную почву, начинает образовываться следующее поколение. Вспомним, по чередованию, из спор должно вырасти половое поколение. Оно совершенно не похоже на бесполое. Помните комплимент, которым старуха Шапокляк одарила крокодила Гену? Она сказала: «Это хорошо, что вы зеленый и плоский». Вот так можно охарактеризовать и половое поколение папоротника — крохотная зелёная пластинка примерно с ноготок размером, немножко похожа на сердечко.

Главное, что есть у этого маленького, плоского, зелёного сердечка, находится не с верхней стороны, а с нижней. От нижней стороны гаметофита — этого зелёного плоского сердечка — отходят тонкие ниточки. Это не корни — это ризоиды, те самые ризоиды, о которых можно услышать у водорослей или мохообразных. У гаметофита (полового поколения папоротников), настоящих корней нет. Он прикрепляется к почве ризоидами — теми же органами прикрепления, что были у древних растений — его предков.

Увидим мы здесь и более важные части, например, небольшие мешочки, в которых должны созревать яйцеклетки, ведь перед нами половое поколение. Мы должны найти, где здесь образуются половые клетки. Итак, яйцеклетки созревают недалеко от выреза, который делает нашу пластинку похожей на сердечко. Рядом, но ближе краешку, располагаются другие мешочки. В этих мешочках, которые идут по краю, созревают сперматозоиды. И вот здесь, понятно почему, у гаметофита такое строение и почему он такой плоский.

После дождя вода затекает под тонкую пластинку и некоторое время там остаётся. Образуется влажная среда, в которой сперматозоиды из своих мешочков переплывают к яйцеклеткам. Итак, перед нами гаметофит. Этот гаметофит — обоеполый, то есть он гермафродитный, и под ним образуется влажная среда, в которой по этой водяной плёночке переплывает сперматозоид к яйцеклетке. Это означает, что происходит оплодотворение и там, где только что были яйцеклетки, уже образуются зиготы, то есть, оплодотворённые яйцеклетки, первые клетки нового будущего организма.

Заключение

• Из зиготы, в чередовании поколений, всегда вырастает спорофит — новое бесполое поколение. Вот и замкнулся жизненный цикл папоротника. После оплодотворения из зиготы мы снова можем перейти к крупному папоротнику — к бесполому поколению, с которого мы и начинали.
• Заметим, что у мохообразных, долгоживущим и относительно крупным, является половое поколение — гаметофит, а спорофит мохообразных — маленький и паразитирует на гаметофите. У папоротникообразных всё наоборот: крупным и долгоживущим является бесполое поколение. А половое поколение папоротникообразных — крохотное, маленькое и достаточно быстро отмирает.
• Можно сказать, что папоротникообразные в развитии поколений, в отличие от мхов, сделали ставку на бесполое поколение. Именно оно, как говорят учёные, доминирующее, господствующее, то есть, долгоживущее и долго не отмирает. А половое поколение живёт очень короткой жизнью и, можно даже сказать, нужно только для того, чтобы провести оплодотворение.

396

Хвощи, подготовка к ЕГЭ по биологии

Хвощи — многолетние споровые корневищные растения, с зелеными стеблями, ветвями и чешуйчатыми листьями. Современные хвощи — травянистые растения, в прошлом имели большее разнообразие: встречались древовидные формы до 20 м высотой. Наряду с древними плауновидными в карбон (каменноугольный период) участвовали в образовании каменного угля.

Как и плауны, хвощи поселяются в увлажненных местах: по берегам водоемов, на лугах, лесных опушках. Закисленные почвы — излюбленное место обитания хвощей.

Характеристику хвощам будем давать на основе типичного представителя — хвоща полевого.

Строение хвоща полевого

Хвощ полевой имеет членистое строение, мелкие чешуйчатые листья собраны в мутовки по 6-12 листьев. Эпидермис стебля гладкий, стебель пропитан кремнеземом — SiO₂, что делает его несъедобными для скота, многих диких животных.

Подземная часть растения включает сильно разветвленное корневище, по площади до 8м², от которого вглубь почвы отходят придаточные корни. У хвоща полевого отдельные боковые ветви корневища могут видоизменяться в клубни, запасающие питательные вещества. Клубни также принимают участие в процессах вегетативного (бесполого) размножения. Вегетативные побеги появляются весной позже спороносных, и отвечают главным образом за питание, рост и развитие растения. Фотосинтез происходит в стебле растения.

Весной первыми у хвоща полевого появляются спороносные побеги, заканчивающиеся спороносными колосками. Стебель у них коричневого цвета, хлорофилл отсутствует. Спороносный побег отвечает за половое размножение. Перпендикулярно оси колоска к нему крепятся органы спороношения — спорангиофоры, под которыми лежат 6-10 спорангиев. Спороносный побег отмирает после спороношения.

Спороносный побег отличается от вегетативного главным образом наличием стробила. Стробил — видоизмененный укороченный побег, служащий для размножения некоторых высших растений: хвощей, плаунов, голосеменных. Несет специализированные листья спорофиллы, на которых формируются спорангии. Спорофилл (от греч. sporá — семя и phýllon — лист) — видоизмененный лист споровых растений, на котором развиваются органы бесполого размножения — спорангии.

Жизненный цикл хвощей

В жизненном цикле хвощей, как и папоротников, доминирует спорофит. Начнем рассматривать цикл с момента прорастания споры (n). Споры высыпаются из спорангиев, во влажной среде прорастают в заросток — гаметофит (n), который крепится к почве ризоидами. Образующиеся из спор гаметофиты раздельнополы, на одних развиваются антеридии (мужские половые органы), на других архегонии (женские половые органы). В антеридиях (n) формируются сперматозоиды, в архегониях (n) — яйцеклетки.

Во влажной среде подвижный сперматозоид (n) достигает яйцеклетки (n) в архегонии, сливается с ней, образуя зиготу (2n). Из зиготы развивается спорофит (2n), у которого на спорофилле в спорангии материнские клетки (2n) делятся мейозом, в результате образуются споры (n).

Значение хвощей

Хвощи имеют медицинское значение, их используют в качестве мочегонных и кровеостанавливающих средств. Несмотря на твердость стебля, вследствие высокого содержание кремнезема, хвощом питаются олени. Не вызывает сомнений, что хвощ является звеном в цепи питания (продуцентом). Весенние побеги употребляют в пищу в свежем и вареном виде, из них делают соусы, начинки для пирога.

Мы с вами, ботаники, безусловно восхищаемся хвощом! Но вот садоводы от него совсем не в восторге. Хвощ считается одним из злостных сорняков в огороде, трудно выводимым и доставляющим массу хлопот. Хвощ селится на закисленной почве, поэтому помимо перекапывания, садоводы применяют известкование — внесение в почву карбонатов кальция CaCO₃ и магния MgCO₃, а также оксидов — CaO и MgO и гидроксида кальция — Ca(OH)₂ с целью снижения кислотности почвы. Почва со сниженной кислотностью нравится хвощу гораздо меньше, и он перестает заводиться на огороде 😉

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Лабораторное упражнение № 8

Лабораторное руководство № 8 Образцы жизненного цикла Человек, мох, папоротник, цветущее растение, сравнение и бесполое Оплодотворение, митоз и мейоз Оплодотворение (сингамия) — это слияние двух гаплоидных гамет (сперматозоида и яйцеклетки) с образованием диплоидной (2n) зиготы. Так число хромосом в жизненном цикле меняется с гаплоидного (n) на диплоидное (2n). Двустворчатые сперматозоиды на приведенной выше иллюстрации характерны для мха.Сперма человека имеет единственный жгутик. Митоз — это деление гаплоидной (n) или диплоидной (2n) клетки на две повторяющиеся дочерние клетки. В строгом смысле митоз (кариокинез) относится к разделению ядра на два дублирующих ядра, каждое с идентичными наборами хромосом. Цитоплазматическое деление или цитокинез включает борозду расщепления в клетках животных и клеточную пластинку в клетках растений. Примером деления гаплоидных клеток является самец медоносной пчелы (трутень), который развивается из гаплоидного неоплодотворенного яйца. Мейоз — это особый вид деления клеток, при котором число хромосом сокращается вдвое. Так число хромосом в жизненном цикле меняется с диплоидного (2n) на гаплоидное (n). У человека единственными клетками, которые подвергаются мейозу, являются материнские яйцеклетки (ооциты) в яичниках и материнские клетки сперматозоидов (сперматоциты) в семенниках. Формирование яйцеклеток и сперматозоидов называют оогенезом и сперматогенезом. У цветковых растений мейоз происходит в материнских клетках мегаспор (мегаспороцитах) внутри семяпочек яичников и в материнских клетках микроспор (микроспороцитах) в пыльниках тычинок.В первом делении (синие клетки на иллюстрации выше) дублеты гомологичных хромосом отделяются друг от друга, поэтому они больше не находятся в парах. Во втором и последнем делении хроматиды каждой удвоенной хромосомы отделяются друг от друга, образуя гаплоидные гаметы. Во время первого и второго делений мейоза может происходить нерасхождение, как показано на следующей иллюстрации. При нормальном сперматогенезе продуцируются X-несущие и Y-несущие сперматозоиды.Если X-несущий сперматозоид соединяется с X-несущей яйцеклеткой, в результате получается зигота женского пола (XX). Если сперматозоид, несущий Y, соединяется с яйцеклеткой, несущей X, получается зигота мужского пола (XY). Иногда хромосомы X и Y не разделяются должным образом во время первого деления (Анафаза I) или второго деления (Анафаза II) во время сперматогенеза, явление, известное как нерасхождение. Нерасхождение может привести к появлению сперматозоидов, несущих дополнительную X или дополнительную Y-хромосому, например, сперматозоидов, содержащих XX, сперматозоидов, содержащих XY, и сперматозоидов, содержащих YY.Если эти сперматозоиды объединяются с яйцеклеткой, несущей X, результатом может быть XXX (синдром тройного X), XXY (синдром Клайнфельтера) или XYY (XYY-синдром). Хромосомные аномалии XXX и XXY также могут быть результатом яйца, несущего XX. На следующей диаграмме нормальный сперматогенез сравнивается со сперматогенезом с нерасхождением в мейозе I (анафаза I) и нерасхождением в мейозе II (анафаза II). Если удвоенные хромосомы X и Y переместятся в одну и ту же клетку в мейозе I, полученные гаметы будут содержать каждую по одной хромосоме X и Y.Если мейоз I протекает нормально и нерасхождение происходит в мейозе II, когда хроматиды разделяются, можно получить гаметы, содержащие две одиночные X-хромосомы, и гаметы, содержащие две одиночные Y-хромосомы: Примечание: в следующих жизненных циклах все, что находится выше линии , является диплоидом (2n), а все, что ниже красной линии, является гаплоидом (n) Обобщенная схема жизненного цикла для животных и растений Обобщенная схема жизненного цикла животных и растений.Под растением здесь понимается многоклеточный организм, имеющий корни, стебли и листья (Kingdom Plantae). Царство растений также включает несосудистые мхи и печеночники без настоящих корней, стеблей и листьев. Жизненный цикл человека В жизненном цикле человека (и жизненных циклах большинства многоклеточных животных) гаплоидными являются только сперма и яйцеклетка. От зиготы до диплоидных материнских клеток внутри половых органов все клетки диплоидны с двумя наборами хромосом.Кроме того, большинство многоклеточных животных являются раздельнополыми видами с отдельными особями мужского и женского пола в диплоидной популяции. Некоторые виды растений также двудомны, в том числе ива, тополь, финиковые пальмы, инжир и марихуана. Жизненный цикл мха Жизненный цикл мха . Мхи относятся к отделу Bryophyta, характеризующемуся несосудистыми растениями с зародышами, которые развиваются внутри многоклеточных женских половых органов, называемых архегониями.Доминирующей (заметной) частью жизненного цикла является гаплоидный листовой гаметофит. Диплоидный спорофит состоит из стебля, несущего спорангий, который вырастает непосредственно из гаметофита. Материнские клетки спор внутри спорангия подвергаются мейозу, производя многочисленные гаплоидные споры, которые падают на землю, как крошечные частицы пыли. Поскольку спорофит не содержит хлорофилла, он полностью зависит от автотрофного (фотосинтетического) гаметофита в получении воды, минералов и углеводов.Следовательно, спорофит мха гетеротрофен и паразитирует на гаметофите. Большинство гаметофитов мха раздельнополые, с отдельными мужскими и женскими особями в популяции. Гаметофиты продуцируются «мужскими» и «женскими» спорами. У мхов есть примитивный метод оплодотворения, который включает в себя подвижную, двужгутичную сперму, которая плавает через воду, чтобы достичь яйцеклетки на женских растениях. Некоторые лишайники издалека внешне напоминают мхи, особенно кустистые (разветвленные) лишайники, растущие на ветвях и стволах деревьев.Лишайники — это грибы, содержащие симбиотические клетки водорослей. Фотосинтезирующие водоросли обеспечивают грибок углеводным питанием, в то время как гриб обеспечивает защитное место для клеток водорослей, чтобы они могли процветать во враждебной среде. Поскольку отношения или «брак» выгодны обоим партнерам, этот конкретный пример симбиоза классифицируется как мутуализм. Жизненный цикл папоротника Жизненный цикл папоротника .Папоротники принадлежат к отделу Pterophyta, характеризующемуся сосудистыми растениями с листьями (листьями), происходящими из подземных ползучих корневищ. У древовидных папоротников листья образуются на определенном древесном стволе. Доминирующей (заметной) частью жизненного цикла является диплоидный листоносный спорофит. На нижней стороне листьев ряды коричневых сори. Каждый сорус состоит из группы спорангиев и часто покрыт тонким внешним слоем, называемым индусием. Некоторые папоротники, такие как Polypodium и Cyrtomium , не содержат индусиума.Папоротники классифицируются по расположению сорусов и форме индусиума. Сори и индусиум на первый взгляд напоминают нашествие щитовок, а некоторые люди на самом деле опрыскивают их папоротники! Материнские клетки спор внутри спорангия подвергаются мейозу, образуя многочисленные гаплоидные споры. Спорангии раскрываются во время созревания, высвобождая миллионы спор, которые падают на землю, как крошечные частицы пыли. Раскол спорангия вызван толстостенным внешним поясом клеток, называемым кольцом.Когда клетки кольца высыхают, кольцо сжимается и разрывает спорангиальную стенку, таким образом рассеивая споры. Каждая спора прорастает и превращается в гаметогит (проталлус) в форме сердца, который меньше ногтя мизинца. Этот гаплоидный гаметофит несет мужские и женские половые органы (антеридии и архегонии). Что касается популяций гаметофитов, папоротники обычно однодомны, при этом мужские и женские половые органы находятся на одних и тех же гаметофитах. В отличие от однополых гаметофитов мха, гаметофит папоротника бисексуален.Как и у мхов, у папоротников есть примитивный метод оплодотворения, который включает в себя многокомпонентную сперму, которая плавает через воду, чтобы достичь яйцеклетки. Гаметофиты и спорофиты папоротников бывают фотосинтетическими и автотрофными. Жизненный цикл цветковых растений Цикл цветущих растений. Цветковые растения (покрытосеменные) относятся к отделу сосудистых растений Anthophyta. Как и папоротники, диплоидный спорофит состоит из травянистого или древесного растения с корнями, стеблями и листьями.В отличие от папоротников, цветковые растения производят репродуктивные органы, называемые цветами и семенами. Термин покрытосемянный происходит от angio (сосуд) и сперматозоида (семя), имея в виду сосуды (контейнеры), несущие семена, которые называются плодами. Цветы могут быть однополыми или двуполыми, в зависимости от того, содержат ли они только один тип полового органа (мужскую тычинку или женский пестик), или они содержат и тычинки, и пестик в одном цветке. Виды с отдельными мужскими и женскими цветками на одном растении называются однодомными, включая дуб ( Quercus ), ольху ( Alnus ) и грецкий орех ( Juglans ).Виды с отдельными мужскими и женскими цветками на отдельных экземплярах называются раздельнополыми, включая ивы ( Salix ), тополи ( Populus ), финиковые пальмы ( Phoenix ), некоторые инжир ( Ficus ) и марихуану ( Cannabis ). ). На следующем рисунке показан типичный бисексуальный цветок: На приведенной выше иллюстрации обоеполого цветка «женский» пестик состоит из рыльца, стилуса и завязи. Простой пестик состоит из одного плодолистика, а сложный пестик состоит из нескольких сросшихся вместе плодолистиков.Плодолистики на самом деле представляют собой измененные листья, которые можно легко увидеть, когда некоторые плоды высыхают и раскалываются. Например, плодовая или семенная коробочка хлопка состоит из пяти плодолистиков, а капсула юкки состоит из трех плодолистиков. Некоторые ботаники предпочитают использовать термин гинецей вместо пестик. Этот термин также применяется к цветкам с несколькими пестиками, каждый из которых состоит из отдельных и отличных плодолистиков. «Мужская» тычинка состоит из пыльника, несущего пыльцу, и нити (стебля). У некоторых цветов, таких как эвкалипт и кактус, есть буквально сотни тычинок.Однополые цветы бывают тычиночными (с одной или несколькими тычинками) или пестичными (с одним или несколькими пестиками). Различия в размере, цвете, количестве и расположении цветочных частей в цветках разных семейств растений просто ошеломляют. Материнские клетки микроспор пыльцевых мешочков пыльников подвергаются мейозу с образованием гаплоидных микроспор. Каждая микроспора завершает мейоз I и мейоз II, в результате чего образуется тетрада из четырех микроспор. Эти гаплоидные микроспоры становятся пыльцевыми зернами.Гаплоидное ядро ​​внутри каждой микроспоры делится на ядро ​​трубки и генеративное ядро, прежде чем оно станет зрелым пыльцевым зерном. Пыльцевые зерна высвобождаются на этой двухъядерной стадии и переносятся ветром, насекомыми или водой к чувствительной женской части цветка, называемой рыльцем. Некоторые пыльцевые зерна отрываются на стадии 3-ядер, после того как генеративное ядро ​​разделилось на два ядра сперматозоидов. Примечание: Согласно Питеру Рэйвену ( Biology of Plants , 1992), пыльцевое зерно лилии ( Lilium ) состоит из двух клеток, при этом генеративная клетка веретенообразной формы содержится в цитоплазме более крупной трубочной клетки.Согласно Raven (1992), зрелые пыльцевые зерна канифоли ( Silphium ) содержат две нитчатые сперматозоиды, взвешенные в цитоплазме клетки большей трубки. В сперме мало цитоплазмы и нет жгутиков. У доктора Рэйвен есть убедительные фотоизображения, показывающие клеточную конфигурацию пыльцевых зерен. В процессе опыления пыльца переносится с пыльника на рецептивное рыльце в верхней части пестика. При самоопылении пыльца переносится с пыльника на пестик одного и того же цветка или между цветками одного растения.При перекрестном опылении пыльца переносится с пыльника растения A на рыльце другого растения B. Пыльца переносится насекомыми, ветром и водой. Цветы, опыляемые насекомыми, обычно имеют сильный запах ярких лепестков и сладкого нектара. Цветы не всегда имеют сладкий запах, особенно в случае цветков падальщика, которые пахнут гниющей плотью и привлекают насекомых-опылителей и мух (см. Ссылку на вонючие цветы ниже). Цветки, опыляемые ветром, как правило, производят огромное количество пыльцы и вызывают сенную лихорадку у аллергиков.Прибойная трава ( Phyllospadix ), морское покрытосеменное растение, которое растет в скалистой приливной зоне южной Калифорнии, представляет собой раздельнополый вид с ленточными пыльцевыми зернами, переносимыми течениями и прибоями. Тычинки и пестик обоеполых цветков часто созревают в разное время. Эта стратегия способствует перекрестному опылению. Цветы, у которых женское рыльце восприимчиво до того, как пыльники выпустят пыльцу, называются протогинными, включая вольфию (самое маленькое цветущее растение в мире) и инжир.Цветки, у которых пыльник выделяет пыльцу до того, как рыльце становится восприимчивым, называются протандрозными. В обоих типах цветов перекрестное опыление обычно происходит между разными растениями, у которых рыльца и пыльники восприимчивы и одновременно сбрасывают пыльцу. За опылением следует другое событие, называемое оплодотворением. При приземлении на подходящее рыльце двуядерное пыльцевое зерно (содержащее ядро ​​трубки и генеративное ядро) прорастает и развивает пыльцевую трубку, которая прорастает вниз через столбик в яичник, где проникает в семяпочку через отверстие в стенке семяпочки, называемое микропиле.Рост пыльцевой трубки контролируется ядром трубки, которое занимает дистальный конец пыльцевой трубки. В это время генеративное ядро ​​делится на два ядра сперматозоидов, так что зрелый мужской гаметофит состоит из пыльцевого зерна и удлиненной пыльцевой трубки, содержащей три гаплоидных ядра. [Примечание: если вы считаете, что пыльцевое зерно состоит из двух клеток, то зрелый мужской гаметофит состоит из трех клеток: удлиненной безъядерной трубки или пыльцевой трубки, содержащей двухминутные сперматозоиды.] Внутри семяпочки находится женский гаметофит или зародышевый мешок, содержащий семь клеток и восемь ядер. Каждая клетка имеет одно гаплоидное ядро, за исключением материнской клетки эндосперма, которая содержит два гаплоидных полярных ядра. Цветковые растения демонстрируют уникальное явление, известное как двойное оплодотворение, при котором два сперматозоида из пыльцевой трубки. Достигнув зародышевого мешка (внутри яйцеклетки), сперматозоид №1 сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу (n + n = 2n). Сперматозоид №2 сливается с двумя полярными ядрами (внутри материнской клетки эндосперма), образуя триплоидный эндосперм (n + n + n = 3n).Зигота развивается в эмбрион, а эндосперм — в питательную ткань, окружающую эмбрион. Все это происходит внутри семяпочки, которая увеличивается в размерах и становится зрелым семенем. Два внешних слоя семяпочки (называемые слоями покровов) становятся семенной оболочкой. Завязь также увеличивается в размерах и превращается в плод. Созревшие завязи (называемые плодами) могут быть мясистыми или сухими, в зависимости от вида. Фрукты могут разлетаться ветром, морской водой или автостопом по шерсти животных.Следующие ссылки показывают краткое описание основных видов фруктов, некоторых рекордных фруктов и интересных методов распространения семян и фруктов. Мексиканские прыгающие бобы включены сюда, потому что на самом деле это сухой фрукт, который разделяется на три части. Некоторые из этих участков (плодолистики) содержат небольшое круглое семя, но участки, которые вращаются, казалось бы, непрерывно, на самом деле содержат крепкую личинку прыгающей бобовой моли Сравнение жизненного цикла Краткое изложение чередования диплоидных фаз с гаплоидными в жизненных циклах ботаники. Общая эволюционная тенденция (слева направо) — постепенное увеличение фазы диплоидного спорофита и уменьшение фазы гаметофита. У нитчатой ​​зеленой водоросли ( Spirogyra ) и плесени черного хлеба ( Rhizopus ) единственная часть жизненного цикла, которая является диплоидной, — это зигота или спящая зигота (зигоспора), тогда как все тело водоросли или гриба (таллом) гаплоидный. У мха диплоидная фаза состоит из спорангия и стебля, вырастающего из гаплоидного женского гаметофита.У папоротника и цветкового растения все листоносное растение диплоидно. Гаплоидный гаметофий папоротника сводится к небольшому сердцевидному проталлусу. У цветковых растений гаплоидный гаметофит значительно сокращен и состоит из двух микроскопических структур: семиклеточного зародышевого мешка с восемью ядрами, содержащего яйцеклетку и материнскую клетку эндосперма, и пыльцевого зерна плюс пыльцевую трубку, содержащую 3 ядра, два из которых являются сперматозоиды, попавшие в зародышевый мешок во время оплодотворения. Оказавшись внутри зародышевого мешка, сперматозоид №1 соединяется с ядром яйцеклетки, образуя зиготу, а сперматозоид №2 соединяется с двумя полярными ядрами внутри материнской клетки эндосперма, образуя эндосперм.Зигота становится зародышем семени, а эндосперм развивается в питательную ткань, окружающую зародыш. Вся семяпочка, содержащая зародышевый мешок, становится семенем. Наружная стенка семяпочки (состоящая из двух слоев, называемых покровом) становится семенной оболочкой. Иллюстрация из лабораторного руководства и рабочей тетради «Биология 100» У. П. Армстронга, Burgess International Group, Inc., 1988. Вегетативное размножение растений Многие виды растений размножаются бесполым путем без гамет.Они просто клонируют себя путем образования луковиц, клубнелуковиц, клубней, корневищ, побегов, турионов, ростков и «детенышей». В семействе ряски (Lemnaceae) дочерние растения образуются вегетативно в бутонах. Каждое «материнское растение» дает до десятка дочерних растений в течение 1-2 (или более) месяцев своей жизни. Дочерние растения повторяют историю бутонизации своих клональных родителей, что приводит к экспоненциальному росту. Было подсчитано, что индийская Wolffia microscopica может размножаться бесполым путем, каждые 30 часов при оптимальных условиях выращивания.По истечении 4 месяцев это приведет к появлению около 1 нониллиона растений (1 с 30 нулями), занимающих общий объем, примерно эквивалентный планете Земля. Некоторые из этих методов обсуждаются в вегетативной терминологии по следующим ссылкам: При помещении в плодородную горшечную почву листья африканской фиалки ( Saintpaulia ionantha ) легко дадут новые ростки по краям листьев. Хотя у этого представителя семейства геснерий (Gesneraceae) из прибрежной Танзании листья пушистые, он не приспособлен к условиям засухи.Он хорошо растет как комнатное растение или в хорошо дренированных, влажных местах с частичным солнцем. Другими растениями, имеющими ростки по краям листьев, являются «воздушное растение» ( Kalanchoe pinnata = Bryophyllum pinnatum ) и «материнский папоротник» ( Asplenium bulbiferum ). Иногда термин «живородящие» используется для обозначения растений, которые несут живую молодь.

.

стоковых иллюстраций жизненного цикла папоротника — 26 стоковых иллюстраций, векторных изображений и клипарт жизненного цикла папоротника

Диаграмма жизненного цикла папоротника. Иллюстрация

Жизненный цикл папоротника. Векторная иллюстрация. Жизненный цикл папоротников отличается от других наземных растений, поскольку фазы гаметофита и спорофита составляют

Жизненный цикл папоротника.Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз. Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл завода с чередованием

Книга жизненного цикла папоротника. Иллюстрация

Жизненный цикл папоротника. Иллюстрация жизненного цикла папоротника

Диаграмма жизненного цикла папоротника. Иллюстрация

Иллюстрация вектора жизненного цикла папоротника.Обозначен образовательный процесс развития. Схема. Примеры различных стадий растений с гаметофитом, ризоидами, сорусом и

Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз. Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл завода с чередованием

Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз

Жизненный цикл папоротника.Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз

Диаграмма жизненного цикла папоротника. Иллюстрация

Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз

Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз

Жизненный цикл папоротника.Жизненный цикл растений с чередованием диплоидных спорофитных и гаплоидных гаметофитных фаз

Диаграмма жизненного цикла папоротника. Иллюстрация

Жизненный цикл папоротника. Жизненный цикл папоротников отличается от других наземных растений, поскольку и гаметофиты, и спорофиты являются свободноживущими. Это иллюстрирует

Книга, показывающая жизненный цикл мха.Иллюстрация

Гаметофиты гаплоидные, спорофиты диплоидные. Такой тип жизненного цикла называется сменой поколений. Жизненный цикл папоротника насчитывает два

Набор иконок флоры, стиль контура. Набор иконок флоры. Наброски набор из 25 векторных иконок флоры для веб-сайтов, изолированные на белом фоне

Набор иконок природы, стиль контура.Набор иконок природы. Наброски набор из 25 векторных иконок природы для веб, изолированные на белом фоне

Набор органических иконок, стиль контура. Набор органических иконок. Наброски набор из 25 органических векторных иконок для сети, изолированные на белом фоне

Набор иконок для салата, мультяшном стиле. Набор иконок для салата. Мультяшный набор из 25 векторных иконок салата для веб-сайтов, изолированных на белом фоне

Набор иконок природы, стиль контура.Набор иконок природы. Наброски набор из 25 векторных иконок природы для веб, изолированные на белом фоне

Набор иконок флоры, стиль контура. Набор иконок флоры. Наброски набор из 25 векторных иконок флоры для веб-сайтов, изолированные на белом фоне

Набор иконок ботаники, мультяшном стиле. Набор иконок ботаники. Мультяшный набор из 25 векторных иконок ботаники для веб-сайтов на белом фоне

Набор иконок листья, мультяшном стиле.Набор иконок листья. Мультяшный набор из 25 листьев векторных иконок для веб, изолированных на белом фоне

.

No related posts.