Бурые водоросли помимо хлорофилла имеют в хроматофорах бурый пигмент — фукоксантин, маскирующий остальные пигменты. Это многоклеточные водоросли, большинство которых растет на глубине 5-15 метров, однако некоторые растут на глубине от 40 до 100 метров. По размерам являются наиболее крупными из всех водорослей. Типичные представители — фукус, саргассум и ламинария сахарная,
изображенная ниже.
Строение ламинарии
Ламинария сахарная может достигать в длину до 60 м. Тело водоросли подразделяется на таллом (слоевище), стволик, ризоиды. Внешне напоминает лист на черешке.
Вода всасывается всей поверхностью слоевища (таллома), ризоиды выполняют исключительно функцию прикрепления к субстрату.
Хроматофор имеет округлую форму, содержит помимо хлорофилла, каротина, ксантофилла бурый пигмент — фукоксантин. Запасное питательное вещество — ламинарин,
откладывается в цитоплазме.
Жизненный цикл
Жизненный цикл представлен чередованием спорофита (2n, бесполое поколение) — имеет вид взрослого растения ламинарии, и гаметофита — гаплоидной фазы(n),
представленной небольшими разветвленными нитями. В результате мейоза в зооспорангиях на спорофите (2n) образуются зооспоры (n). Зооспоры на почве прорастают в
женские и мужские гаметофиты, на которых расположены соответственно оогонии с яйцеклетками (n) и антеридии со сперматозоидами (n). В результате оплодотворения образуется
зигота (2n), из которой начинает расти взрослая особь — спорофит. Цикл замыкается.
Значение бурых водорослей
Бурые водоросли являются основным источником органического вещества в прибрежной зоне (являются звеном в цепи питания). Служат для морских животных местом размножения, укрытия и питания.
Не самое лучшее значение бурых водорослей состоит в том, что они очень любят участвовать в обрастании морских судов, ухудшая тем самым их характеристики.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
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.
К отделам бурых и красных водорослей относится множество подводных растений, отличающихся выразительными расцветками и имеющих большое значение не только для человека, но и в целом для планеты. Несмотря на простое внутреннее строение, внешне большинство водорослей очень выразительно из-за прихотливых разветвлений таллома, образующего «ветви» и «листья».
Названия свои бурые и красные водоросли (багрянки) получили благодаря окраске, которая зависит от преобладающих пигментов. Объединяет бурые и красные водоросли то, что они очень редко встречаются в пресных водах, предпочитая моря и океаны. Как бурые, так и красные водоросли являются бентосными формами, то есть прикрепляются ко дну.
Бурые водоросли можно встретить повсеместно, но больше всего их произрастает в холодных морях. Они растут на грунте, скалах и других поверхностях на глубине 20-30 метров, либо совсем неглубоко в приливно-отливной зоне. Могут образовать настоящие подводные леса — обширные и наполненные живностью. Интересно, что эти водоросли способны в течение нескольких часов, пока длится отлив, находиться без воды.
Клетки бурых водорослей имеют по одному ядру и несколько мелких хроматофоров. Бесполое размножение у них осуществляется при помощи спор, а половое — посредством гамет. Однако бурые водоросли приспособлены и к вегетативному размножению, которое идет путем деления слоевища (таллома). В бурых водорослях преобладает пигмент фукоксантин, подавляющий прочие. Он поглощает солнечный свет в сине-зеленой части видимого спектра. Большинство же наземных растений, имеющих хлорофилл, в ходе фотосинтеза поглощают красные и сине-фиолетовые лучи солнечного спектра, а зеленые отражают.
К бурым водорослям относят не менее полутора тысяч видов, наиболее известные из которых — ламинария, фукус (имеет рассеченное слоевище и «плавники»), саргассум, чье слоевище похоже на побег с листьями и плодами, стеблонема, макроцистис грушевидный (его длина доходит до десятков метров!).
Ламинария. Строение и размножение
Ламинария, которую в обиходе прозвали «морской капустой», — широко распространенная крупная водоросль, употребляемая в пищу и используемая в качестве удобрения.
Строение
1. Тело — слоевище.
2. Имеет ризоиды
— похожие на тонкие нити выросты на нижней части слоевища.
3. Внутри слоевища имеются ситовидные клетки, которые напоминают ситовидные трубки. Сосудов нет.
Размножение
1. В цикле развития ламинарии идет чередование поколений — бесполого и полового, которые сменяют друг друга. Фактически бесполое размножение плавно переходит в половой процесс.
2. Бесполое размножение ламинарии осуществляется с помощью зооспор, которые созревают в зооспорангиях.
3. Далее зооспоры прорастают в два типа заростков — мужской или женский. Обратите внимание, заростки — это гаметофиты, так как в них образуются гаметы (половые клетки). Значит, у ламинарии образуются мужской и женский гаметофиты.
4. На мужских гаметофитах формируются сперматозоиды. На женских гаметофитах — яйцеклетки.
5. После слияния и оплодотворения образуется зигота, которая делится митозом, из нее образуется новая ламинария.
6. Сама водоросль ламинария — спорофит, или бесполое поколение, так как образует споры (зооспоры).
7. Вывод: в жизненном цикле ламинарии преобладает стадия спорофита (взрослая ламинария), гаметофит представлен слабее, в виде заростков.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ОГЭ по биологии
ИНТЕРНЕТ УРОК ПОСМОТРЕТЬ!!!! http://interneturok.ru/biology/5-klass/tsarstvo-rasteniya/vodorosli?seconds=0&chapter_id=2401
Водоросли являются наиболее древней группой растений. Они прошли длительный эволюционный путь, приспосабливаясь к различным сменявшимся условиям на Земле.
Водоросли относятся к низшим растениям, так как не имеют тканей и органов. Тело водорослей называется талломом, или слоевищем. У некоторых водорослей естьризоиды — нитевидные выросты, в основном предназначенные для прикрепления к субстрату. Могут выполнять функцию всасывания воды и минеральных веществ.
Обитая в водной среде, они поглощают питательные вещества всей поверхностью. Вода поглощает и рассеивает свет, поэтому по мере погружения освещенность падает. Волны красной части спектра практически не проникают на глубину свыше 12 м. А именно в этой области спектра «работает» хлорофилл. Поэтому для лучшего обеспечения фотосинтеза у многих групп водорослей появились дополнительные пигменты, поглощающие свет в синей области спектра. Для каждого отдела водорослей характерен свой набор пигментов, что отражается в их названиях.
отдел зеленые водоросли
Зеленые водоросли не имеют дополнительных пигментов, поэтому их окраску определяет хлорофилл. Именно эта группа водорослей дала начало высшим растениям. Они широко распространены в пресных и морских водах, встречаются также на суше в увлажненных местах: в почве, на коре деревьев, на камнях. Размеры их варьируют от нескольких микрометров до метров. Они представлены различными жизненными формами: одноклеточными, колониальными, нитчатыми и многоклеточными. Представителями одноклеточных водорослей являются хламидомонада и хлорелла.
СТРОЕНИЕ ХЛАМИДОМОНАДЫ
Рис. 1
Хламидомонада представляет собой округлую клетку, вытянутую с переднего конца (рис. 1). На этом конце находится пара жгутиков, за счет которых она довольно быстро передвигается. Снаружи клетка покрыта клеточной стенкой. В центре клетки находитсягаплоидное ядро (содержит одинарный набор хромосом — n). Единственная крупная пластида, называемая хроматофор, имеет чашевидную форму и располагается по периферии клетки, делая всю ее окрашенной. В клетке имеется обычный набор эукариотических органелл. Кроме того, на переднем конце располагается пара сократительных вакуолей, выводящих из клетки избыток воды.
В условиях неравномерного освещения хламидомонада всегда плывет на свет. Это явление называется положительным фототаксисом. Для его осуществления у хламидомонады есть специальный органоид, видимый как маленькая красная точка в основании жгутиков. Он называется стигма, или глазок.
РАЗМНОЖЕНИЕ И ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ХЛАМИДОМОНАДЫ
Жизненный цикл хламидомонады идет с чередованием гаплоидной и диплоидной форм (рис. 2). В благоприятных условиях хламидомонада быстро размножается бесполым путем. Достигнув определенных размеров, клетка отбрасывает жгуты и округляется. Происходит, в зависимости от вида, 1, 2 или 3 митотических деления ядра. Под оболочкой материнской клетки образуется 2, 4 или 8 мелких клеток, имеющих пару жгутиков. Оболочка материнской клетки разрывается, и мелкие клетки, называемыезооспорами, выходят в среду. Они растут и превращаются во взрослых хламидомонад.
Рис. 2. Жизненный цикл хламидомонады
В неблагоприятных условиях у хламидомонады начинается половой процесс. Внутри родительских клеток формируются подвижные гаметы, которые выходят в воду. Гаметы, происходящие из разных родительских клеток, соединяются попарно и образуют зиготу. Она покрывается плотной оболочкой и превращается в зигоцисту, способную переживать неблагоприятные условия. При наступлении благоприятных условий в зигоцисте происходит мейоз, и из нее выходят 4 зооспоры, вырастающие во взрослую хламидомонаду.
ХЛОРЕЛЛА
В отличие от хламидомонады, хлорелла не имеет жгутиков и удерживается в верхних слоях воды за счет низкой плотности. Выглядит она как зеленая муть в воде — вода «цветет» (рис. 3).
Рис. 3
Размножается она только бесполым путем (рис. 4), а неблагоприятные условия переживает в форме цисты, в которые превращаются обычные клетки. Для хлореллы характерна высокая скорость фотосинтеза, она богата белками и липидами, благодаря чему ее выращивают на корм скоту и применяют для регенерации кислорода в космических аппаратах.
Рис. 4
Представителями нитчатых зеленых водорослей являются улотрикс и спирогира.
УЛОТРИКС
Улотрикс растет в прикрепленном состоянии (рис. 5). Нижняя клетка нити, называемаяприкрепительной (ризоидальной) клеткой, плотно врастает в поверхность какого-либо подводного предмета, образует толстую клеточную стенку, ее цитоплазма отмирает. Остальные клетки имеют одинаковое строение и способны к делению и фотосинтезу. За счет их деления водоросль растет в длину.
Рис. 5
Улотрикс размножается половым и бесполым путем (рис. 6).
Бесполое размножение улотрикса осуществляется с помощью подвижных 4-жгутиковых зооспор. Они образуются путем митотического деления из клеток средней части нити. Прикрепившись к какой-нибудь поверхности, они сбрасывают жгуты и делятся митозом в плоскости, параллельной поверхности. Нижняя клетка превращается в прикрепительную, а верхняя продолжает делиться, образуя нить. Нити улотрикса могут размножаться фрагментацией.
В неблагоприятных условиях улотрикс размножается половым путем. В клетках нити формируются подвижные гаметы. Они, соединяясь попарно, образуют зиготу, которая превращается с зигоцисту, переживающую неблагоприятные условия. В благоприятных условиях в ней происходит мейоз, и образовавшиеся гаплоидные клетки дают начало новым нитям улотрикса.
Рис. 6
СПИРОГИРА
Спирогира представляет собой длинные плавающие в толще воды нити, состоящие из крупных клеток (рис. 7). Центр клетки занимает крупная центральная вакуоль, цитоплазма находится в пристенном слое и пронизывает вакуоль отдельными тяжами. Особенность спирогиры: один или несколько лентовидных хроматофоров, закрученных в спираль, и гаплоидное ядро.
Рис. 7
Нить растет за счет деления всех клеток.
При фрагментации нити каждый ее кусочек может дать начало новой нити. Так происходит вегетативное размножение спирогиры. Часто в водоемах спирогира образует густые сплетения, похожие на зеленую вату.
Половой процесс — конъюгация — у спирогиры происходит между обычными клетками двух разных нитей (рис. 8).
Рис. 8
При сближении нитей между ними образуется конъюгационная трубка. Содержимое одной клетки, принадлежащей к «+»-нити, перетекает в другую, принадлежащую «–»-нити.
Происходит слияние клеток, а затем и ядер. Формируется диплоидная зигота, которая окружается плотной оболочкой — образуется зигоспора. Зигота делится мейозом, образуя 4 гаплоидные клетки.
В дальнейшем 3 из 4 клеток погибают. Оставшаяся прорастает в гаплоидную нить спирогиры.
СИФОНОВЫЕ ВОДОРОСЛИ
Одной из самых древних групп зеленых водорослей являются сифоновые водоросли. У них таллом образован, как правило, одной гигантской клеткой. В цитоплазме кроме одного или нескольких ядер содержится также один или несколько хлоропластов. Многочисленные хлоропласты обладают дисковидной или веретеновидной формой; когда хлоропласт один, он имеет сетчатое строение. Примерами таких водорослей являются каулерпа (рис. 9) и ацетабулярия (рис. 10).
Рис. 9 Рис. 10
АЦЕТАБУЛЯРИЯ
Нижняя часть одноклеточного слоевища (ризоид) находится в грунте. В ризоиде расположено ядро. Вверх растет ножка, достигающая в длину нескольких сантиметров. На ее конце формируется шляпка. Для размножения по периферии шляпки образуются споры, из которых вырастают новые растения.
отдел Бурые водоросли
С помощью дополнительных пигментов они могут осуществлять фотосинтез на глубине до 30 метров. Они встречаются только в морях и представляют собой крупные растения (до 30 метров в длину), состоящие из диплоидных клеток. Таллом образует ризоиды для прикрепления к субстрату (рис. 11). Многие из них растут в приливно-отливной зоне (литорале) и во время отлива оказываются на суше. Для защиты от высыхания бурые водоросли образуют много слизистых веществ. Представителями бурых водорослей является фукус (рис. 12) и ламинария (рис. 13). Таллом фукуса содержит многочисленные пузырьки воздуха для увеличения плавучести.
Рис. 11 Рис. 12 Рис. 13
В жизненном цикле бурых водорослей наблюдается чередования гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита с преобладанием спорофита.
Размножаются бурые водоросли половым и бесполым путем. Диплоидные растения посредством мейоза образуют гаплоидные клетки. У одних (род фукус) они становятся гаметами, при слиянии которых образуется зигота, дающая начало новому растению. У большинства же продуктами мейоза являются споры, которые дают начало гаплоидной стадии (рис. 14).
Рис. 14. Жизненный цикл ламинарии
Гаплоидная стадия представляет собой мелкие нитевидные образования, которые недолго живут на дне моря. Они раздельнополы. На них формируются многоклеточные (!) половые органы, в которых образуются гаметы: яйцеклетки и сперматозоиды. Они, сливаясь, образуют зиготу, из которой вырастают крупные диплоидные растения.
Отдел красные водоросли (багрянки)
На глубинах более 30 метров света не хватает и для бурых водорослей. Там обитают красные водоросли, пигменты которых способны использовать синий свет. Основные пигменты: хлорофилл, каротиноиды (желто-оранжевые), фикобилины (красно-синие). Встречаются они и на более мелких участках дна, вплоть до границы воды и суши. В основном это морские растения средних размеров (десятки сантиметров в длину), но среди них есть и обитатели пресных вод, и одноклеточные представители. Представители: порфира (рис. 15) и филлофора (рис. 16).
Рис. 15 Рис. 16
В пресных водоемах (ручьях и болотах) распространен батрахоспермум ( «жабья икра») в виде разветвленных сине-зеленых кустиков, окутанных бесцветной студенистой слизью, придающей ему отдаленное сходство с икрой лягушек или жаб (рис. 17).
Рис. 17.
У красных водорослей в жизненном цикле одинаково представлены гаплоидная и диплоидная стадии, часто они образуют единый таллом. Полностью отсутствуют жгутиковые стадии жизненного цикла.
Многие виды красных водорослей употребляются в пищу, используются для получения агар-агара и медицинских препаратов.
значение водорослей
- Одни из основных поставщиков кислорода наряду с таежными и тропическими лесами.
- В морях они являются основными продуцентами органических веществ.
- Начальное звено пищевых цепей водных экосистем.
- Являются местом обитания и размножения водных организмов.
- Пищевой продукт для человека.
- Корм для скота.
- Сырье для получения лекарственных веществ, микроэлементов (йода и др.), красителей, агар-агара и т. п
- ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ ПОСМОТРЕТЬ ОБЯЗАТЕЛЬНО http://files.school-collection.edu.ru/dlrstore/c684b6db-d9ae-7349-11a7-d00bddba6c9b/00135958702400568.htm
Подготовка
к ЕГЭ по биологии. Самая сложная тема в разделе «Ботаника»
Подготовила:
учитель биологии
МОУ
«СОШ № 64 имени героя Советского Союза
И.В.
Панфилова Ленинского района г. Саратова»
Бадретдинова
Венера Абдуллаевна.
ЖИЗНЕННЫЙ
ЦИКЛ РАСТЕНИЙ
Систематика
растений
Царство
Растения
Подцарство
Низшие растения Подцарство Высшие растения
(нет
тканей и органов, тело – слоевище) (есть ткани
и органы)
Отделы:
Красные
водоросли
Споровые Семенные
Бурые водоросли
Отделы:
Зелёные
водоросли Моховидные Отдел
Отдел
Плауновидные Голосеменные Покрытосеменные
Хвощевидные
Папоротниковидные
Чередование поколений – закономерная смена в жизненном цикле
организмов поколений, различающихся способом размножения. Способы размножения:
половое – происходит с образованием половых клеток (гамет), бесполое –
происходит без образования половых клеток — с помощью спор.
Поколение, образующее органы полового размножения, называется половым
поколением, или гаметофитом (рождающий гаметы). Гаметофит преобладает у
водорослей и мхов (листостебельное растение). Исключение – водоросль
Ламинария, у неё преобладает спорофит.
Поколение, на котором образуются органы бесполого размножения, с
развивающимися в них спорами, называется бесполым, или спорофитом (рождающий
споры). Оно развивается из зиготы. На спорофите образуются споры, которые
затем прорастают в гаметофит. Спорофит преобладает у Папоротников, Хвощей,
Плаунов, голосеменных и Покрытосеменных растений.
Спорофит и гаметофит могут быть похожи внешне друг на друга, могут иметь
одинаковую или разную продолжительность жизни.
Спорофит и гаметофит могут развиваться либо как самостоятельное растение и быть
относительно независимыми друг от друга, а могут занимать подчинённое
положение: гаметофит существует за счёт спорофита, либо спорофит существует за
счёт гаметофита, но всегда преобладает какое-то одно поколение: либо половое,
либо бесполое.
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового
размножения и связанное с этим чередований поколений. Одновременно с
чередованием поколений происходит чередование хромосомного набора: диплоидного
и гаплоидного.
Схема
чередования поколений.
Запомни!!!
У
высших растений половые клетки (гаметы) образуются при помощи митоза,
а споры – при помощи мейоза.
У
высших растений зигота и спорофит диплоидны (2n). Все
остальные – споры, гаметофит и гаметы – гаплоидны (n).
Цикл
развития растений.
Зигота
(2n) → митоз → спорофит
(2n) → мейоз
→ спора (n) → митоз
→ гаметофит (n) →
→
митоз → гаметы (n) →
оплодотворение → зигота (2n)
Способы
деления клеток
1.
Митоз
–
деление эукариотической (2n) клетки. Происходит строго одинаковое
распределение хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование
генетически идентичных дочерних клеток. Из одной клетки (2n) получаются две
точно такие же (2n).
2.
Мейоз —
редукционное деление клетки (2n). Происходит уменьшение числа хромосом в два
раза (n).
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом
(n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются из клеток гаметофита
(в половых органах — гаметангиях) 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) из спорофита (2n) после мейоза образуются
гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты
(n).
Отдел
зелёные водоросли.
Представители:
хламидомонада, хлорелла, спирогира, улотрикс, вольвокс, ульва.
Жизненный
цикл зелёных водорослей.
Название
своё зелёные водоросли получили благодаря окраске, которая зависит от
преобладающих пигментов. В зелёных водорослях преобладает пигмент хлорофилл,
подавляющий прочие. Он поглощает красные и сине-фиолетовые лучи солнечного
спектра, а зеленые отражает.
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 плотной оболочкой
зимует, а при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием
гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).
Хламидомонада —
крошечная зеленая водоросль, состоящая из единственной клетки. При этом
водоросль активна и подвижна, передвигаться ей помогают жгутики. Обитают
хламидомонады в пресной воде: реках, прудах, даже бассейнах и лужах. Летом
водоемы «зацветают», покрываются зеленым ковром. Хламидомонада может питаться
гетеротрофно, то есть потреблять готовые органические вещества.
Строение
1. Имеет типичные органоиды
эукариот (ядерных организмов), а также два жгутика.
2. Крупный хлоропласт,
хроматофор — чашевидной формы.
3. Светочувствительный глазок
(стигма), функция которого заключается в обеспечении положительного фототаксиса
(движение на свет).
4. Две мелкие пульсирующие
вакуоли, выбрасывающие из хламидомонады избыток воды.
5. В цитоплазме имеет пиреноид
(включение внутри хлоропласта), запасающий крахмал.
Размножение
В жизненном цикле преобладает гаметофит
(взрослая хламидомонада) – половое поколение (n). Хламидомонада
может размножаться и бесполым способом, и половым — его выбор зависит от
условий внешней среды.
Бесполое размножение
1. Летом, при благоприятных условиях,
внутри водоросли в результате митотического деления ядра образуются зооспоры
(подвижные) — четыре клетки.
2. Зооспоры вырастают и становятся
молодыми.
Половое размножение
1. При неблагоприятных условиях среды
в материнской клетке идет процесс множественного митотического деления ядра.
В результате образуются абсолютно одинаковые по строению (изогамия) половые
клетки (n) — гаметы со жгутиками.
2. Гаметы покидают материнский
организм и выходят «в свободное плавание». При удачной встрече двух гамет
разных водорослей, образуется диплоидная зигота (2n), которую зимой сохраняет
ее плотная оболочка.
3. В благоприятных условиях
зигота делится мейозом, итогом которого становятся четыре гаплоидные клетки —
зооспоры, из них вырастают новые хламидомонады.
4. Таким образом, большую часть
жизни хламидомонады у нее преобладает гаплоидная стадия (диплоидной является
только зигота).
Многоклеточные зеленые водоросли. Улотрикс.
Строение и размножение
Улотрикс — еще один представитель зеленых
нитчатых водорослей. Обитает в проточных водоемах, гораздо чаще встречается в
пресных, чем в соленых.
Строение
Клетки улотрикса формируют неветвящуюся
ниточку, длина которой достигает 10 сантиметров. Хроматофор имеет вид кольца
или пояска в пристеночном слое цитоплазмы.
Размножение
Как и названные выше водоросли, улотрикс
может размножаться вегетативно, фрагментами слоевища. Нить улотрикса
также сочетает возможности для бесполого и полового размножения. В жизненном
цикле преобладает гаметофит (взрослая зелёная водоросль) – половое
поколение (n). Спорофит
– это зигота (2n).
Бесполое размножение
1. При
благоприятных условиях происходит митоз, из одной клетки образуются две зооспоры,
каждая имеет по четыре жгутика.
2. Зооспоры
свободно плавают, защищенные слизистым мешочком. Прикрепившись к грунту или
другой поверхности, из них путем митоза вырастает новый улотрих.
Половое размножение
1. В процессе митоза происходит изогамия
(когда сливаются две близкие по размеру гаметы), образуется до двух сотен
двухжгутиковых гамет.
2. Они выходят и сливаются с
гаметами, принадлежащими другим особям, образуется четырёхжгутиковая зигота.
Жгутики отваливаются, зигота покрывается защитными оболочками, зимует.
3. В
зиготе идет мейоз, она делится, образуют безжгутиковые споры. Они крепятся ко
дну, делятся митозом, из них развиваются новые улотриксы.
Строение
улотрикса: 1
– оболочка, 2 – цитоплазма, 3 — ядро, 4 – хроматофор в виде незамкнутого
кольца. Размножение улотрикса: 1) половое размножение (5-9) и 2) бесполое
размножение (10-11): 5 – гаметы, 6 – слияние гамет, 7 – зигота (спорофит), 8 –
споры, 9 – гаметофит (новая особь, образующая гаметы), 10 – зооспоры, 11 —
гаметофит (новая особь, образующая гаметы).
В цикле развития большинства водорослей доминирует гаплоидный
гаметофит, то есть сама водоросль, это и есть гаметофит. Значит она
образует гаплоидные гаметы, которые, сливаясь, формируют диплоидную зиготу
(n+n=2n). Зигота — это всё, что есть у водоросли от спорофита, т.е. зигота=спорофит.
Значит зигота делится мейозом, с образованием гаплоидных подвижных зооспор
(споры у растений всегда образуются мейозом, а гаметы — митозом). Затем спора
прорастает в своё половое поколение — гаметофит — саму водоросль хламидомонаду.
Спирогира. Строение и размножение
Спирогира
— нитчатая водоросль. Обитает в прудах, в стоячей воде, где ее густая масса
образует тину.
Строение
1. Тело спирогиры представлено
ниточкой, в которой в один ряд выстроились цилиндрические клетки. Снаружи
каждая нить покрыта слизистым чехлом.
2. Хроматофор спиральный, имеет
вид закрученной ленты.
3. Крупное ядро с ядрышком.
4. Большая вакуоль.
Размножение
В жизненном цикле преобладает гаметофит
(взрослая зелёная водоросль) – половое поколение (n).
Спирогира способна размножаться как
бесполым способом, так и половым.
При бесполом размножении идет
процесс фрагментации (размножение кусочками нитей),
нить водоросли рвется на отдельные участки, из которых формируются новые новая
спирогиры.
Половое размножение спирогиры
идет путем конъюгации.
1. При конъюгации две нити сближаются
между собой, между клетками разных спирогир образуются выросты — канал.
2. Живое содержимое одной клетки по
этим каналам перетекает в другую клетку. При этом ядра клеток соединяются
вместе, образуется зигота (2n).
3. Зигота покрывается защитной
оболочкой и называется зигоспорой. Зимует .
4. Весной зигота делится
мейозом, давая в результате четыре клетки. Три из них отмирают, а из одной
митозом вырастает новая спирогира.
5. Гаметы не образуются, так как у
конъюгатов нет подвижных стадий размножения: зооспор и гамет.
Отдел
бурые водоросли. Ламинария.
Название своё бурые водоросли получили благодаря окраске, которая
зависит от преобладающих пигментов. В бурых водорослях содержатся пигменты
каротиноиды, преобладает пигмент фукоксантин, подавляющий прочие.
Он поглощает солнечный свет в сине-зеленой части видимого спектра, придают водорослям желтовато-бурый цвет. Бурые
водоросли очень редко встречаются в пресных водах, предпочитая моря и океаны. Бурые
водоросли являются бентосными формами, то есть прикрепляются ко дну.
Бурые водоросли можно встретить повсеместно, но больше всего их
произрастает в холодных морях. Они растут на грунте, скалах и других
поверхностях на глубине 20-30 метров, либо совсем неглубоко в приливно-отливной
зоне. Могут образовать настоящие подводные леса — обширные и наполненные
живностью. Интересно, что эти водоросли способны в течение нескольких часов,
пока длится отлив, находиться без воды.
Клетки бурых водорослей имеют по одному ядру и несколько мелких хроматофоров. Бесполое
размножение у них осуществляется при помощи спор, а половое —
посредством гамет. Однако бурые водоросли приспособлены и к вегетативному
размножению, которое идет путем деления слоевища (таллома).
К бурым водорослям относят ламинарию, фукус (имеет рассеченное слоевище и
«плавники»), саргассум, чьё слоевище похоже на побег с листьями и плодами.
Ламинария. Строение и размножение
Ламинария, которую в обиходе прозвали
«морской капустой», — широко распространенная крупная водоросль, употребляемая
в пищу (содержит большое количество йода) и используемая в качестве удобрения.
Строение
1. Тело — слоевище.
2. Имеет ризоиды — похожие
на тонкие нити выросты на нижней части слоевища, выполняют функцию прикрепления
к субстрату, но не выполняют функцию всасывания.
3. Внутри слоевища
имеются ситовидные клетки, которые напоминают ситовидные трубки. Сосудов
нет.
Размножение
1.В цикле развития ламинарии
идет чередование поколений — бесполого и полового, которые сменяют
друг друга. Фактически бесполое размножение плавно переходит в половой процесс.
2. Бесполое размножение ламинарии
осуществляется с помощью зооспор. На спорофите образуются спорангии, в которых
под действием мейоза образуются подвижные зооспоры (n).
3. Далее зооспоры прорастают в два
типа заростков — мужской или женский — нитевидные образования,
которые недолго живут на дне моря.
Обратите внимание, заростки —
это гаметофиты, так как в них образуются гаметы (половые клетки). Значит,
у ламинарии образуются мужской и женский гаметофит.
4. На мужских гаметофитах формируются
антеридии – мужские половые органы, в них созревают сперматозоиды (n). На
женских гаметофитах – архегониях созревают яйцеклетки (n).
5. После слияния и
оплодотворения образуется зигота (2n), которая делится митозом, из нее
образуется новая ламинария.
6. Сама водоросль ламинария
— спорофит, или бесполое поколение, так как образует споры (зооспоры).
7. Вывод:
в жизненном цикле ламинарии преобладает стадия спорофита (взрослая
ламинария), гаметофит представлен слабее, в виде заростков.
Отдел
красные водоросли.
Представители:
анфельция, филлофора, родимения, порфира.
На
большие глубины морей проникают не все лучи светового спектра, а
только синие и фиолетовые, которые поглощаются красными и желтыми
пигментами — фикобилинами, поэтому на больших глубинах
водоросли приобретают красную окраску.
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.
Задача
3.
У
хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите
хромосомный набор споры и гамет хламидомонады. Объясните, из каких исходных
клеток и в результате какого деления образуются эти клетки при половом
размножении.
Ответ:
1)
Споры (зооспоры) хламидомонады гаплоидны – 1n. Весеннее поколение зооспор
образуется в результате мейотического деления зиготы;
2)
Летние поколения зооспор формируются в ходе митотического деления гаплоидной
вегетативной клетки – взрослой особи хламидомонады.
3)
Гаметы хламидомонады гаплоидны — 1n. Они формируются в ходе нескольких
митотических делений вегетативной клетки.
Задача 4. 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)
Слоевище улотрикса имеет гаплоидный (n) набор хромосом в клетках, т.к.
формируется из спор, а они гаплоидны.
2)
Рост слоевища осуществляется в ходе митотического деления клеток.
3)
Гаметы улотрикса образуются из отдельных клеток гаплоидного слоевища (n)
(гаметофита) в ходе митотического деления и тоже имеют гаплоидный набор
хромосом.
Задача
5. Какой
набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных
водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они
образуются.
Ответ:
На
примере
улотрикса:
1)
Зигота образуется при слиянии двух мелких гаплоидных клеток, выступающих в роли
гамет. Набор хромосом в зиготе диплоидный – 2n.
2)
Споры улотрикса гаплоидны – 1n. Весеннее поколение спор образуется в ходе
мейотического деления зиготы, летние поколения спор (зооспоры) образуются в
ходе митоза гаплоидных клеток слоевища.
Задача
6.
Ответ: 12112
Жизненный
цикл мхов (Кукушкин лён)
Строение
1.
Имеет покровную и поводящую ткань простого строения. Проводящая ткань —
тяж водопроводящих клеток без утолщений, в зрелом виде не имеющих
цитоплазмы.
2.
Можно утверждать, что настоящих проводящих тканей — древесины и луба — у
кукушкиного льна, как и у других мхов, нет.
3.
В клетках листостебельного растения (гаметофита) имеется гаплоидный набор
хромосом. Диплоидны только клетки спорофита — гаустории, ножки и коробочки.
4. Зеленая
нить в цикле развития мхов (протонема) имеет сильное сходство с нитчатой зеленой
водорослью, и это является веским доказательством того, что предками первых
мхов на планете были именно водоросли.
Мхи высотой
до 50 см, корней нет, имеются ризоиды, проводящей ткани нет, механическая ткань
развита плохо. Это примитивные растения – тупиковая ветвь эволюции. Самые
близкие родственники риниофитов, псилофитов. Обильно растут в местах с высокой
влажностью. Плохо приспособлены к жизни на суше. Гаметофит (половая
стадия жизненного цикла, развивается из спор, производит гаметы) –
листостебельное растение. В конце весны или в начале лета можем видеть
спорофит мха. Спорофит (бесполая стадия) – коробочка на ножке (в
ней созревают споры) формируется на гаметофите.
Жизненный
цикл мха (кукушкин лён)
Размножение
1. Мужские растения мха имеют
красно-желтый верх стебельков, где расположены длинные мешочки, мужские половые
органы — антеридии, со сперматозоидами, имеющими по два жгутика.
2. Женские растения имеют сверху
колбочки с длинной шейкой — это женские половые органы, архегонии.
Яйцеклетка находится в расширенной части колбочки.
3. С помощью воды (во время
дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение,
возникает зигота (2n).
4. 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), т.е. спорофит паразитирует на гаметофите. Спорофит
и гаметофит – это одно растение.
5. В коробочке спорофита (2n) путём
мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры
– мужские и макроспоры – женские.
6. Споры высыпаются, прорастают при
делении митозом и превращаются в разветвленную зеленую нить, состоящую из
многих клеток — протонему, или предросток.
7. Протонема
начинает почковаться. Из каждой почки (n) затем вырастает гаплоидный (n)
гаметофит — взрослые растения.
У
мхов в цикле развития преобладает половое поколение — гаметофит (n).
Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). Мхи – двудомные
растения, т.к. антеридии и архегонии развиваются на разных растениях. На
мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на
женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n).
Практикум
Задача
1. 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.
Задача2. 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.
Задача
3. Какой
набор хромосом характерен для листьев и для спор зелёного мха кукушкина льна?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.Листья
мха образуются в результате митотического деления почек на протонеме, а споры в
результате мейоза в коробочке на ножке.
Задача
9.
Ответ:
235
Жизненный
цикл папоротников
Папоротники произошли
от псилофитов (риниофитов). От вымерших Семенных папоротников произошли
Голосеменные растения.
Строение
1. В основном это травы
(Щитовник мужской, орляк, Страусник), но древовидные формы также встречаются
(древовидные папоротники Тропиков). Обитают почти во всех природных зонах.
2. Имеют крупные и рассечённые листья
(вайи). Черешки листа часто покрыты чешуйками.
3. Молодые листья закрученные,
улиткообразные и выходят из почки, расположенной на корневище.
4. Лист длительно растет верхушкой,
как побег, так как имеет побеговое происхождение.
5. Нижняя часть листа
покрыта сорусами со спорангиями, в которых созревают споры.
6. Камбия нет.
7. Имеют придаточные корни, отходящие от
корневища.
8. Хорошо развита проводящая система.
Стебли плохо развиты (листва по биомассе преобладает над стеблем).
Образуют залежи каменного угля. Как шел процесс образования каменного угля?
1.
Угольные
пласты формируются из продуктов
разложения папоротникообразных при
наличии повышенных давления и температуры.
2. Уголь начал откладываться в силуре
палеозойской эры, но активнее этот процесс пошел в каменноугольный период.
3. В заболоченных лесах карбона деревья
падали в воду, их гниение было затруднено в связи с недостатком кислорода.
4.В таких условиях — при небольших
температурах и давлении, а также недостатке кислорода образовывался бурый уголь.
5.С течением времени, под воздействием
более высоких температур и давления он превратился в каменный уголь.
Жизненный цикл щитовника мужского
Гаметофит
и спорофит у папоротников — это самостоятельные организмы. У
папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает
спорофит (2n), бесполое поколение – мощное многолетнее листостебельное
растение (2n).
1.
На
нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых
путём мейоза образуются споры (n).
2.
Споры
(n) делятся митозом и, попав во влажную почву, прорастают в заросток (n) —
обоеполый гаметофит.
3.
Гаметофит
(половое поколение) очень маленький – зелёная фотосинтезирующая сердцевидная
пластинка (размер с 50-копеечную монету), которая крепится в почве ризоидами.
На её нижней стороне в нижней части развиваются антеридии (n) и в верхней
части — архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n)
(сперматозоиды папоротника обладают подвижностью) и яйцеклетки (n).
4.
С
капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к
яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n) на заростке.
5.
Из
зиготы образуется молодой спорофит – зародыш нового растения (2n). Молодой
спорофит прорастает во взрослый спорофит — новый папоротник.
Схема
3. Жизненный
цикл папоротников
Отдел плауновидные. Род Плаун. Вид
плаун булавовидный.
Плауны — наиболее
древние из высших растений, преобладают в тропическом и субтропическом поясах,
реже встречаются в умеренных широтах, — прежде всего во влажных сосновых лесах.
Строение
1. Имеют побеги с придаточными
корнями.
2. Выделяется два типа побегов: горизонтальные стелющиеся
и множественные вертикальные со спороносными
колосками.
3. Листья относительно мелкие.
4. Стебель густо покрыт листьями.
Жизненный цикл плауна булавовидного
1. Преобладает спорофит, в котором
внутри колосков развиваются спорангии со спорами. Происходит мейоз с
образованием спор.
2. Споры прорастают и дают бесцветный
обоеполый заросток (гаметофит).
3. Заросток живет под землей и
получает питание
от гифов гриба. Развитие идет чрезвычайно долго, в течение 15-20
лет. Именно поэтому плауны считаются редкими растениями и подлежат охране.
4. Заросток обоеполый: в
антеридиях митозом образуются сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки, на нем
при наличии воды идет оплодотворение. Некоторые плауновидные, например,
селягинелла, являются разноспоровыми растениями (имеют разнополые заростки).
5. Из зиготы митозом развивается
новый спорофит — взрослый плаун.
Отдел хвощевидные. Класс Хвощовые.
Род Хвощ. Вид Хвощ полевой.
Преобладают в умеренных широтах.
Предпочитают влажную почву, имеющую повышенную кислотность (на болотах, лугах).
Часто являются сорными травами, как, например, известный хвощ полевой, от
которого очень трудно избавиться.
Строение
1. Имеют ветвящиеся корневища с
придаточными почками.
2. Два типа надземных побегов — вегетативные зеленые
с чешуевидными листьями (летние побеги) и спороносные, не содержащие хлорофилла (весенние).
3. Листорасположение мутовчатое, листья
редуцированы до зубчиков,
сросшихся в каждом узелке в пленчатое кольцо.
4. Фотосинтез чаще идет в стебле, в
эпидерме которого накапливается кремнезем.
Цикл развития хвоща полевого
1.Преобладающей жизненной фазой является
спорофит.
2. Весной на корневище трогаются в
рост придаточные почки, из которых вырастают спороносные побеги бурого цвета (весенние
побеги), продуцирующие споры путём мейоза.
3. Из спор развиваются заростки, в
которых при наличии воды идет оплодотворение, образуется зигота.
4. На последнем этапе из зиготы путём
митоза вырастает спорофит — зеленый вегетативный (летний) побег.
Практикум
Задача
1. 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.
Задача
2.
Какой
хромосомный набор характерен для заростка и зародыша растения плауна?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
клетки заростка и зародыша плауна.
Ответ:
1.Клетки
заростка будут гаплоидны (n), они образовались в результате митоза
при прорастании споры.
2.Клетки
зародыша – диплоидны (2n), зародыш
развивается в результате митоза из зиготы.
Задача
3. Установите
соответствие между характеристиками жизненных циклов и группами растений: к
каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из
второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛОВ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
А)
преобладание спорофита в жизненном цикле 1) Мхи
Б)
образование спор в
коробочке 2)
Папоротники
В)
наличие заростка в жизненном цикле
Г)
гаплоидный набор хромосом в соматических
клетках взрослого растения
Д)
расположение спорангиев на листьях-вайях
Ответ:
21212
Задача
4. Установите
соответствие между процессами в жизненных циклах и отделами растений: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго
столбца.
ПРОЦЕССЫ
В ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛАХ ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ
А)
образование коробочки на
ножках 1) Моховидные
Б)
развитие взрослых растений-гаметофитов 2)
Папоротниковидные
В)
развитие взрослого растения из зиготы
Г)
образование заростка
Д)
образование спорангиев на листьях
Е)
формирование протонемы
Ответ:
112221
Задача
5.
Какой хромосомный набор (n)
характерен для клеток листьев и коробочки на ножке (спорогона) у мха кукушкина
льна? Объясните, в результате какого деления и из каких исходных клеток
образуются эти органы.
Ответ:
1)
в
листьях мха гаплоидный набор хромосом – n;
2)
листья
взрослого растения мха развиваются их гаплоидной споры (протонемы) митозом;
3)
в
коробочке на ножке (спорогоне) диплоидный набор хромосом – 2 n;
4)
коробочка
на ножке (спорогон) развивается из диплоидной зиготы (оплодотворённой
яйцеклетки), которая делится путём митоза.
Задача
6.
Ответ: 211211
Задача
8.
Какой хромосомный набор характерен для клеток заростка и клеток корневища
щитовника мужского? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления
образуются эти клетки.
Ответ:
1)
клетки
заростка папоротника имеют n (гаплоидный) набор хромосом;
2)
заросток
– гаметофит, развивается из гаплоидной споры в результате деления митозом;
3)
клетки
корневища папоротника имеют 2n (диплоидный) набор хромосом;
4)
корневище
(как и всё взрослое растение) развивается из диплоидной зиготы (клеток
зародыша) в результате деления митозом.
Задача
9. Какой
набор хромосом характерен для клеток спороносных колосков (стробилов) и
заростка плауна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого
деления они образуются?
Ответ:
1) в клетках
спороносных колосков диплоидный набор хромосом – 2n;
2) спороносные
колоски развиваются из зиготы в результате митоза (в результате деления клеток
взрослого растения митозом);
3) в клетках заростка
гаплоидный набор хромосом – n;
4) заросток
развивается из споры в результате митоза.
Жизненный
цикл голосеменных растений (сосна).
Условия
размножения
1.
У
споровых (Мхи, Папоротники, Хвощи, Плауны) сперматозоиды подвижны, для
оплодотворения споровым растениям нужна вода. Размножаются спорами – одноклеточные
образования без запаса питательных веществ.
2.У семенных
(Голосеменные, Покрытосеменные) спермии неподвижны, для оплодотворения
семенным растениям вода не нужна. Размножаются семенами – многоклеточные
образования с запасом питательных веществ. В их цикле развития преобладает
спорофит. Гаметофит редуцирован до предела – имеет микроскопические размеры и развивается
внутри спорофита в спорангиях. Женский гаметофит – зародышевый мешок, мужской –
пыльцевое зерно.
Голосеменные
растения
Жизненные
формы: деревья и кустарники.
Игольчатые
листья (хвоя) покрыты жёсткой кутикулой, устьица погружены в ткань (уменьшение
транспирации – испарения воды через листья). Могут расти на песчаных почвах. Имеют
стержневую корневую систему. В стебле есть смоляные каналы.
Классы:
1.
Гинговые.
Гинга двулопастный.
2.
Гнетовые.
Эфедра, Вельвичия.
3.
Хвойные.
Семейства: сем. Кипарисовые –Кипарис, Можжевельник; сем. Тисовые –Тис ягодный;
сем. Хвойные – Сосна, Ель, Пихта, Лиственница.
Голосеменные размножаются семенами, семя лежит открыто на чешуе шишки, не имеют
цветков и плодов. Шишка не плод, а видоизменённый побег(ось, несущая
много чешуек). Эндосперм семени гаплоидный (n), опыление только
ветром, семена развиваются из семяпочек, лежащих открыто (голо) на чешуйках
шишек.
Листостебельное растение голосеменных растений – это спорофит (2n),
на котором развиваются женские и мужские шишки (2n). Это разноспоровые растения, у них мужские и женские
споры развиваются на разных шишках.
Жизненный цикл голосеменных
растений (сосна)
Весной
на спорофите образуются шишки:
1)
зеленовато-жёлтые мужские шишки, в них образуется пыльца (каждая пылинка имеет
две воздушные камеры).
2)
Красновато-коричневые женские шишки, в них образуются семязачатки (по два
семязачатка на одной чешуе), а после оплодотворения семена. Развитие
семязачатка происходит медленно, обычно больше года
На внутренней стороне каждой семенной чешуи женских шишек располагаются два
семязачатка – это мегаспорангии (макроспорангии) (2n), в них путём мейоза
образуются 4 мегаспоры (макроспоры) (n), 3 из них погибают, а из одной оставшейся
– развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В каждой
архегонии образуется митозом по 1 яйцеклетке (n), одна погибает.
На нижней стороне чешуек мужских шишек располагаются по два пыльцевых мешка –
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, содержащее
внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема.
Жизненный
цикл голосеменных растений (сосна)
Практикум
Задача
1. Какой
хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
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
2. Какой
хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
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.
Задача 3. Какой
хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.Мякоть
иголок сосны диплоидна (2n), она
образуется в результате митоза при прорастании и росте семени сосны (2n).
2.Спермии сосны – это гаметы (n), образуются путём митоза из гаметофита,
который образовался из микроспор (n).
Задача 4.
Ответ:
212121
Задача
5. Определите
число хромосом (n) и число
молекул ДНК (с) при формировании пыльцевого зерна сосны перед началом деления
материнской клетки микроспор и в каждой клетке тетрады микроспор. Ответ
обоснуйте.
Ответ:
1)
Число
хромосом перед началом деления материнской клетки микроспор – 2n, число
молекул ДНК – 4c;
2)
Это
наблюдается потому, что клетка относится к спорофиту (диплоидна), а число
молекул ДНК перед делением удваивается;
3)
Число
хромосом в каждой клетке тетрады микроспор – n, число молекул
ДНК – с;
4)
Это
наблюдается потому, что тетрада микроспор образуется из диплоидной материнской
клетки микроспор в результате мейоза.
Задача
6. Какой
хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев
пыльцевого зерна цветкового растения? объясните, из каких исходных клеток и в результате
какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1)
Набор
хромосом вегетативной и генеративной клеток – n;
2)
Вегетативная
и генеративная клетки пыльцевого зерна образуются путём митоза из гаплоидной
микроспоры (мужские споры);
3)
Хромосомный
набор спермиев – n;
4)
Спермии
образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна путём митоза.
Жизненный
цикл покрытосеменных растений
Жизненные формы: деревья, кустарники, травы. Покрытосеменные растения образуют
цветки и плоды, размножаются семенами. Опыление ветром, насекомыми, животными.
Двойное оплодотворение. Появление семени – крупный ароморфоз. Семя содержит
многоклеточный зародыш, питательные вещества, мощные оболочки. Семя находится
внутри плода и защищено.
Спорофит (2n) – это листостебельное растение. Гаметофит спрятан внутри
спорофита, он редуцирован до предела, имеет микроскопические размеры. Где
спрятан гаметофит? Покрытосеменные (цветковые) растения в процессе развития
приобрели важный ароморфоз – цветок (видоизменённый побег), орган семенного
размножения. Главные части цветка: тычинки и пестики. В них будут формироваться
мужские и женские гаметофиты.
Мужской гаметофит. Тычинки состоят из пыльников и из тычиночной нити. В пыльнике
(пыльцевом мешке или микроспорангии -2n), расположенном на тычинке, путём
мейоза созревают половые клетки – пыльцевые зёрна (микроспоры — n). Из них
развивается мужской гаметофит. Зрелый гаметофит – это пыльцевое зерно (пылинка).
Гаметофит состоит из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
Генеративная разделится путём митоза и превратится в два спермия. Вегетативная
будет делиться митозом и образует пыльцевую трубку, по которой спермии попадут
в завязь пестика.
Женский гаметофит. Он образуется в пестике. В нём есть три части:
завязь, столбик и рыльце. В завязи пестиков цветка находятся семязачатки –
мегаспорангии (2n). Сколько семязачатков в завязи пестика, столько и будет
семян. Одна из клеток семязачатка дважды делится мейозом и образуются четыре
мегаспоры (n). Три из них — погибают, а из оставшейся (мегаспоры), которая трижды
делится митозом, развивается женский гаметофит (зародышевый мешок) из 8 гаплоидных
клеток (n). Четыре клетки располагаются на одном полюсе (антиподы), а четыре
другие на противоположном полюсе (синергиды). Затем от каждого полюса в центр
зародышевого мешка мигрируют по одной клетке, сливаясь, они образуют центральную
диплоидную клетку зародышевого мешка(2n). Одна из трёх гаплоидных клеток,
расположенных у пыльцевхода, является крупной яйцеклеткой, две другие –
вспомогательные клетки — спутницы (синергиды). Формируется зрелый женский
гаметофит – зародышевый мешок.
Когда
сформируются мужской и женский гаметофиты происходит перенос пыльцы на рыльце
пестика. 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) – запасное питательное
вещество семени.
Процесс
Слияния яйцеклетки и сперматозоида, в результате чего
образуется зигота – зародышевая клетка или первая клетка нового
организма, называется оплодотворением.
Такое
оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
Из
покровов семязачатка образуется семенная кожура. В целом из семязачатка
формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш
(2n) и эндосперм триплоидный (3n). К стенкам завязи будет притекать вода,
питательные вещества (сахара) — образуется плод.
Покрытосеменное
растение в целом, в том числе и цветок, плод, семена – это спорофит. Гаметофит
– это пыльцевые зёрна (n) и
зародышевый мешок (n).
Практикум
Задача
1. 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.
Ответ:
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).
Задача 2. Установите
соответствие между примерами клеток и их наборами хромосом: к каждой позиции, данной
в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕРЫ
КЛЕТОК НАБОРЫ
ХРОМОСОМ
А) спермии
покрытосеменных 1)
гаплоидный
Б) клетки
заростка папоротника
2) диплоидный
В) клетки спорофита
мхов
Г) споры хвощей
Д) бластомеры
ланцетника
Е) клетки
энтодермы гаструлы гидры
Ответ:
112122
Задача
3. Выберите
три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они
указаны.
В
процессе размножения и развития покрытосеменных растений происходит
1)
Формирование
заростка с ризоидами
2)
Формирование
пыльцы
3)
Образование
семязачатка в завязи пестика
4)
Двойное
оплодотворение
5)
Расселение
с помощью спор
6)
Формирование
гаплоидного эндосперма
Ответ:
234
Задача 4. Установите
последовательность процессов, происходящих при размножении цветковых растений.
Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) Формирование
зиготы и эндосперма
2) Проникновение
спермиев в семязачаток
3) Перенос пыльцы на
рыльце пестика
4) Слияние спермиев с
ядрами зародышевого мешка
5) Формирование
пыльцевой трубки
Ответ: 35241
Задача 5.
Установите соответствие между признаками и отделами растений: к каждой позиции,
данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАКИ
ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ
А) развитие
заростка
1) Цветковые
Б) редукция
гаметофита до нескольких клеток 2)
Папоротниковидные
В) расселение
спорами
Г) оплодотворение
при наличии воды
Д) осуществление
опыления и оплодотворения
Е) развитие
зародышевого мешка в семязачатке
Ответ: 212211
Общие
выводы
В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и
развитие спорофита.
Чередование поколений – это закономерная смена бесполого и полового поколения.
На бесполом поколении, которое называется спорофитом (2n), образуются путём
мейоза гаплоидные споры (n). Они прорастают в гаплоидный гаметофит. На
гаметофите образуются гаметангии, в которых формируются гаметы (n) путём
митоза. Когда гаплоидные гаметы сливаются, происходит оплодотворение и в зиготе
восстанавливается диплоидный набор хромосом. Из диплоидной зиготы вырастает
диплоидный спорофит.
Значение
чередования поколений.
Выгоден для
растений:
1. Преимущество
бесполого размножения – простота, быстрота и эффективность. Можно быстро
увеличить количество особей.
2. Преимущество
полого размножения – происходит объединение генетического материала двух
особей, перекомбинация признаков. Позволяет увеличить генетическое разнообразие
и усилить приспособленность организмов к окружающей среде.
Список использованных
источников
ЕГЭ Биология: Типовые
экзаменационные варианты: 30 вариантов/ под ред. В.С. Рохлова (задания и
ответы). – М.: Издательство «Национальное образование», 2021. – 368 с.: ил. –
(ЕГЭ. ФИПИ – школе).
ЕГЭ 2021. Биология: Сборник
заданий: 600 заданий с ответами/ Г.И. Лернер, — Москва: Эксмо. 2020. – 256 с. –
(ЕГЭ. Сборник заданий).
ЕГЭ 2021. Биология:
Тренировочные варианты. 20 вариантов/ Г.И. Лернер, — Москва: Эксмо. 2020. – 280
с. – (ЕГЭ. Тренировочные варианты).
https://urok.1sept.ru/articles/652893 — Решение задач ЕГЭ по жизненному циклу растений
https://vk.com/idbiorepetitor — Катерина Лукомская (Егэ-Огэ-Биология)
https://vk.com/bio_darvin
— Вебиум Биология 2020
https://vk.com/bubo_bio
— Готовим к ЕГЭ по биологии онлайн. Биология с
Линой
https://vk.com/concentrate_27bio — КОНЦЕНТРАТ ПО 27 ЗАДАНИЮ ЕГЭ | Биология с Линой
https://vk.com/zhanna239
Жанна Фрейд
https://www.youtube.com/channel/UCu3dnuQf7OP2jw7Fld6qsXw/videos
— краб-канал Жанны Фрейд
https://www.youtube.com/channel/UCW5E1IyPfdF6c2Vz4yu0uXA
— ЕГЭ 2021. БИОЛОГИЯ ОТ СЕРДЦА
https://www.youtube.com/channel/UCQJlbjd2TOANxns0XVP380g
— Bubo Unicus: ЕГЭ БИОЛОГИЯ С
ЛИНОЙ КЛЕВЕР
https://www.youtube.com/channel/UC-sOFt9AYTUaz7mFYCex9Bw
— ЕГЭ БИОЛОГИЯ / Даниил Дарвин /
Вебиум
https://www.youtube.com/channel/UCxPzpxcfMmyo3FEy_dsXybA
— Екатерина Лукомская — ЕГЭ
БИОЛОГИЯ
http://biologyonline.ru/index.php/2-uncategorised/55-zhiznennye-tsikly-rastenij-teoreticheskie-voprosy-chast-2
-Биология ЕГЭ
https://www.yaklass.ru/p/biologia/bakterii-griby-rasteniya/protcessy-zhiznedeiatelnosti-rastenii-14968/razmnozhenie-rastenii-13861/re-ed6044be-f890-444f-80b2-aba2b90b8288
-ЯКЛАСС
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)
Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (2n).
На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза материнской клетки мегаспор (2n),образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся путем митоза – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает, одна яйцеклетка остается(n).
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).
2.6. Размножение и цикл развития ламинариевых.
У бурых водорослей встречаются все формы размножения: вегетативное,
бесполое и половое. Большинство бурых водорослей
встречается в виде двух самостоятельных форм развития — спорофита
и гаметофита, которые у разных видов бывают как сходного размера
и строения, так и различного. Иными словами, существуют изоморфная
и гетероморфная смены форм развития. При гетероморфной смене
форм развития одна из них бывает микроскопической, чаще всего
это гаметофит. Так происходит, в частности, именно у ламинарии,
где мы имеем дело с крупным многоклеточным спорофитом и невидимым
невооруженным глазом гаметофитом.
Размножение осуществляется спорами. Спорофиты всех ламинариевых
образуют одноклеточные одногнездные спорангии. Число
зооспор в них колеблется в зависимости от вида и от внешних условий
от 16 до 128. Образование зооспор сопровождается мейозом.
После созревания и выхода зооспор спороносные участки пластины
разрушаются. Массовое развитие спорангиев происходит в конце
лета — начале осени. Цикл годовой активности бурых водорослей
обычно таков: весна — начало роста и развития; лето — «расцвет»;
осень — замедление развития и отмирание листовидной пластинки;
зима — покой.
Рис. 14. Цикл развития ламинарии [15].
1 — зрелый спорофит с пятном спорангиев;
2 — зооспоры;
3 — эмбриоспоры;
4 — эмбриоспоры с проростковой трубкой;
5 — гаметофиты: справа — мужской, с вышедшим из антеридия антерозоидом;
слева — одноклеточный женский после выхода яйцеклетки из оогония;
6-7 — развивающееся слоевище спорофита.
1, 6, 7 — макростадии; 2-5 ~ микростадии
Число спор у ламинарии огромно. Одно слоевище длиной 250
см и шириной 20 см может дать до 36 млн спор. Зооспоры грушевидные,
длиной 5-10 мкм, с двумя жгутиками, отходящими сбоку, и
одним хлоропластом внутри. Строение их типично для подвижных
клеток бурых водорослей. Споры рассеиваются из зрелых талломов
в окружающую воду, разносятся течениями и оседают на субстрат.
При подходящих температурных условиях зооспоры способны к
активному движению в течение 2 суток. Не найдя места для прикрепления,
они погибают. Встретив твердую поверхность, зооспора
прикрепляется к ней передним жгутиком, который сокращается и
подтягивает тело зооспоры к субстрату. Затем зооспора теряет жгутики
и округляется, у нее появляется хорошо заметная оболочка, и
она превращается в эмбриоспору [31].
В течение 1-2 суток эмбриоспора дает вырост — проростковую
трубку, куда перетекает протоплазма, отделяющаяся затем перегородкой
от опустевшей эмбриоспоры. Так образуется первая клетка
гаметофита. Затем на гаметофитах будут созревать гаплоидные половые
клетки, которые сольются в диплоидную зиготу, и уже из зиготы
вырастет зрелое растение — спорофит (рис. 14). Оболочка эмбриоспоры
еще долго сохраняется у гаметофита, даже тогда, когда
на нем вырастает спорофит. Именно спора является той ключевой
стадией, от которой в конечном счете зависит урожай водорослей,
или многоклеточных спорофитов, ибо массовый выход спор крайне
важен для их успешного прикрепления (в соответствующее время)
и всего последующего развития культивируемых водорослей.
Микроскопические гаметофиты ламинариевых обычно представляют
собой однорядные разветвленные стелющиеся нити.
Мужские гаметофиты — многоклеточные, женские могут быть одноклеточными
и многоклеточными, но и многоклеточные не превышают
в диаметре 300 мкм [49]. Обычно они существуют не более
1-4 месяцев до созревания гаметангиев.
Половой процесс у ламинариевых — оогамия. Антеридри в виде
мелких бесцветных клеток группами или по одной располагаются
на поверхности вегетативных клеток. В антеридиях образуется по
одному антерозоиду, после выхода которых мужские гаметофиты
погибают. В случае многоклеточного женского гаметофита в оого-
нии обычно превращаются конечные клетки ветвей, в случае одноклеточного
— единственные клетки [49]. На севере гаметофиты ламинарий
зимуют на одноклеточной стадии и не растут из-за нехватки
света, в Северном море созревают в феврале, причем женские
гаметофиты остаются одноклеточными [49]. В каждом оогонии образуется
по одной яйцеклетке, которая выходит через отверстие на
вершине оогония, но не отделяется, а остается прикрепленной к
стенкам отверстия. В таком положении происходит ее оплодотворение
и рост спорофита. После выхода всех яйцеклеток гаметофит
отмирает, и на месте одного многоклеточного женского гаметофита
развивается несколько спорофитов. Женские гаметофиты не пре49
доставляют развивающимся спорофитам никаких питательных веществ,
но они обеспечивают им место на грунте. Это важно, так как
основная масса зачатков морских донных водорослей, спор и гамет
погибает из-за того, что не попадает на твердую поверхность [39].
Оплодотворенная яйцеклетка вырабатывает оболочку и начинает
расти, образуя вначале однорядную нить из 7 клеток. Затем,
наряду с поперечными перегородками, появляются продольные и
образуется однослойная пластинка спорофита. Из нижних клеток
пластинки вырастают тонкие ризоиды. По мере роста пластинки
увеличивается число слоев клеток, происходит их специализация,
появляются ствол и многорядные ризоиды. На этом этапе спорофит
представляет собой хорошо знакомое нам растение. Таким образом,
важно помнить, что известные нам водоросли — это зрелые спорофиты,
макроскопическая стадия жизненного цикла ламинариевых.
Споры, гаметофиты и ювенильные спорофиты относятся к микроскопическим
стадиям, не видным невооруженным глазом.
Ламинариевым — крупным водорослям — для роста нужны условия,
при которых обеспечивалось бы поступление питательных
веществ к слоевищам. Поэтому они обычно растут в местах с сильным
течением или прибоем, в водах, обогащенных питательными
веществами.
Жизненный цикл ламинарии
Презентацию выполнили: ученицы 11А класса МБОУСОШ №15 г.Тулы Серегина Елена, Курашова Наталья
Проверила: учитель биологии Нефедьева М.Ю.
Краткая характеристика
- Ламинария включает 30 видов, широко распространённых в морях Северного полушария (большинство произрастает на глуб. до 20 м). Таллом водоросли может достигать дл. 20 м, имеет тканевое строение и состоит из листовой пластинки, черешка и ризоидов. Пластинка образуется ежегодно, а черешок и ризоиды многолетние. Жизненный цикл ламинарии включает диплоидное поколение – спорофит (эта стадия известна как морская капуста) и гаплоидное – гаметофит (небольшие разветвлённые нити). На листовой пластинке формируются зооспорангии, в которых после мейоза и последующих митозов образуются гаплоидные зооспоры. Они садятся на субстрат и прорастают в нитевидные раздельнополые гаплоидные гаметофиты. На женском гаметофите формируются женские половые клетки – оогонии , в которых образуется по одной яйцеклетке, на мужских – антеридии , в которых по одному двужгутиковому сперматозоиду. После оплодотворения из диплоидной зиготы развивается таллом ламинарии.
Дополнительная информация
- Название латинское: Laminaria japonica
- Ботаническое: Ламинария японская
- Другие названия: морская капуста
- Ареал: Тихий океан
- Отдел: бурые водоросли
- Порядок: ламинариевые
- Род: ламинария
Особенности жизненного цикла
Жизненные формы
Способы размножения
Водоросль
Чередование ядерных фаз
Вегетативное: частями таллома;
Бесполое: зооспорами
Половое: изогамия, гетерогамия, оогамия
Смена поколений
С промежу –
точной редукцией
Что преобладает?
Спорофит, зооспоры, гаметофит, зигота
спорофит(2n)
Схема жизненного цикла ламинарии
Использованная литература:
- Справочник для старшеклассников и поступающих в вузы. Полный курс подготовки к выпускным и вступительным экзаменам. Т.Л. Богданова, Е.А. Солодова. Москва «АСТ-ПРЕСС ШКОЛА» 2006 год
- Интернет