какое поколение гаметофит или спорофит преобладает в жизненном цикле покрытосеменных растений
Спорофит и гаметофит — определение, признаки и различия
Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением.
Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.
Что такое гаметофит и спорофит в биологии
Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений.
Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.
Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.
Гаметы бывают двух видов:
Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.
Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.
У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.
Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность.
Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.
Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных.
Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.
Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.
Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»
Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.
Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.
Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.
Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.
Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.
Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.
Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?
в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.
В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни.
Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.
Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.
Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли — хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.
Примеры решения задач
Задача 1
Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?
Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.
Задача 2
У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?
В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.
Задача 3
Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?
Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.
Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением.
Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.
Что такое гаметофит и спорофит в биологии
Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений.
Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.
Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.
Гаметы бывают двух видов:
Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.
Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.
У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.
Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность.
Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.
Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных.
Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.
Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.
Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»
Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.
Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.
Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.
Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.
Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.
Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.
Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?
в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.
В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни.
Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.
Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.
Примеры решения задач
Задача 1
Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?
Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.
Задача 2
У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?
В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.
Задача 3
Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?
Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.
Статья. Подготовка к ЕГЭ по биологии. «ЖИЗНЕННЫЙ ЦИКЛ РАСТЕНИЙ»
Ищем педагогов в команду «Инфоурок»
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
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
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.
У высших растений половые клетки (гаметы) образуются при помощи митоза, а споры – при помощи мейоза.
У высших растений зигота и спорофит диплоидны (2 n ). Все остальные – споры, гаметофит и гаметы – гаплоидны (n).
Цикл развития растений.
Зигота (2 n ) → митоз → спорофит (2 n ) → мейоз → спора ( n ) → митоз → гаметофит ( n ) →
→ митоз → гаметы ( n ) → оплодотворение → зигота (2 n )
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).
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
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.
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.
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.
1. Летом, при благоприятных условиях, внутри водоросли в результате митотического деления ядра образуются зооспоры (подвижные) — четыре клетки.
2. Зооспоры вырастают и становятся молодыми.
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.
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.
Клетки улотрикса формируют неветвящуюся ниточку, длина которой достигает 10 сантиметров. Хроматофор имеет вид кольца или пояска в пристеночном слое цитоплазмы.
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).
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.
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.
Спирогира. Строение и размножение
Спирогира — нитчатая водоросль. Обитает в прудах, в стоячей воде, где ее густая масса образует тину.
1. Тело спирогиры представлено ниточкой, в которой в один ряд выстроились цилиндрические клетки. Снаружи каждая нить покрыта слизистым чехлом.
3. Крупное ядро с ядрышком.
В жизненном цикле преобладает гаметофит (взрослая зелёная водоросль) – половое поколение ( n ).
Спирогира способна размножаться как бесполым способом, так и половым.
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.
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.
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).
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.
Задача 1. Какой набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его
гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2. В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача 2. Какой набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
1. В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с гаплоидным набором хромосом (n).
2. В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
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.
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.
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.
На примере улотрикса:
1) Зигота образуется при слиянии двух мелких гаплоидных клеток, выступающих в роли гамет. Набор хромосом в зиготе диплоидный – 2n.
Жизненный цикл мхов (Кукушкин лён)
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)
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.
Задача 1. Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
1. В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
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.
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.
1.Листья мха образуются в результате митотического деления почек на протонеме, а споры в результате мейоза в коробочке на ножке.
Жизненный цикл папоротников
Папоротники произошли от псилофитов (риниофитов). От вымерших Семенных папоротников произошли Голосеменные растения.
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.
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
2. Уголь начал откладываться в силуре палеозойской эры, но активнее этот процесс пошел в каменноугольный период.
Жизненный цикл щитовника мужского
1. На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (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.
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).
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.
1. Имеют ветвящиеся корневища с придаточными почками.
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.
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.
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.
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.
1.Клетки заростка будут гаплоидны ( n ), они образовались в результате митоза при прорастании споры.
2.Клетки зародыша – диплоидны (2 n ), 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
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
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.
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 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.
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 2 n (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?
1) в клетках спороносных колосков диплоидный набор хромосом – 2 n ;
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).
1. У споровых (Мхи, Папоротники, Хвощи, Плауны) сперматозоиды подвижны, для оплодотворения споровым растениям нужна вода. Размножаются спорами – одноклеточные образования без запаса питательных веществ.
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.
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)
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.
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.
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.
1.Мякоть иголок сосны диплоидна (2 n ), она образуется в результате митоза при прорастании и росте семени сосны (2 n ). 2.Спермии сосны – это гаметы ( n ), образуются путём митоза из гаметофита, который образовался из микроспор ( n ).
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.
2) Это наблюдается потому, что клетка относится к спорофиту (диплоидна), а число молекул ДНК перед делением удваивается;
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.
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.
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.
Покрытосеменное растение в целом, в том числе и цветок, плод, семена – это спорофит. Гаметофит – это пыльцевые зёрна ( n ) и зародышевый мешок ( n ).
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.
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
Д) бластомеры ланцетника
Е) клетки энтодермы гаструлы гидры
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
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
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
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).