Продолжение КЭС 3.2: Размножение и развитие растений. Гаметофит и спорофит. Мейоз в жизненном цикле растений. Образование спор в процессе мейоза. Гаметогенез у растений. Оплодотворение и развитие растительных организмов. Двойное оплодотворение у цветковых растений. Образование и развитие семени. Механизмы регуляции онтогенеза у растений и животных
Теория соответствует ключам ФИПИ.
Жизненные циклы высших растений
В жизненном цикле растений две стадии: спорофит и гаметофит:
- спорофит делает споры (путем мейоза);
- спора прорастает в гаметофит (у папоротников, хвощей и плаунов гаметофит называется заросток);
- гаметофит делает гаметы (половые клетки, которые образуются в половых органах гаметофита путем митоза: женские – в архегониях, мужские – в антеридиях);
- после оплодотворения получается зигота, из которой вырастает спорофит. Круг замыкается.
Зигота и спорофит диплоидные (2n). Все остальные гаплоидные (споры, гаметофит и гаметы – n).
Схема для всех:
СПОРОФИТ всегда диплоидный (2n)
↓
СПОРЫ образуются на спорофите МЕЙОЗОМ -> споры гаплоидные (1n)
↓
из спор вырастает гаплоидный ГАМЕТОФИТ (1n)
↓
ГАМЕТЫ образуются на гаметофите МИТОЗОМ - гаметы гаплоидные (1n)
↓
гаметы сливаются с образованием диплоидной ЗИГОТЫ (2n)
↓
из зиготы вырастает зародыш – молодой СПОРОФИТ (2n)
У зеленых водорослей и мхов гаметофит – это зеленое растение, а спорофит небольшой (у зеленых водорослей это зигота, у мхов – коробочка на ножке). Поэтому говорят, что у зеленых водорослей и мхов гаметофит преобладает над спорофитом. У остальных растений – наоборот, спорофит больше гаметофита (преобладает над гаметофитом).
У мхов спора сначала прорастает в зеленую нить предросток (протонему), а уже из предростка вырастает гаметофит.
У высших споровых растений (мхов, папоротников, хвощей и плаунов) споры разносятся ветром.
У семенных растений (голосеменных и покрытосеменных) споры прорастают прямо внутри спорофита. Внутри семязачатка макроспора прорастает в женский гаметофит, в нём образуется яйцеклетка. Внутри пыльцевого мешка микроспора превращается в мужской гаметофит – пыльцевое зерно, в нем образуются спермии. У покрытосеменных растений происходит двойное оплодотворение.
Схема жизненного цикла растений с ЕГЭ: 1 - слияние гамет с образованием зиготы (оплодотворение), 2 - образование спор путем мейоза (редукционного деления), 3 - образование гамет путем митоза, 4 - гаметы, 5 - зигота, 6 - споры, 7 - гаметофит, 8 - развитие взрослого организма из зиготы.
Для ЕГЭ нужно знать жизненные циклы Мхов, Хвощей, Плаунов, Папоротников, Голосеменных и Покрытосеменных (что из чего образуется и какой хромосомный набор имеет).
Принцип одинаковый для всех отделов высших растений. Отличаются лишь названия и строение разных стадий:
молодой гаметофит Мхов - протонема
зародыш Плаунов, Хвощей и Папоротников – заросток
зародыш Семенных – семя
♀ гаметофит Мхов, Плаунов, Хвощей и Папоротников – архегонии
♂ гаметофит Мхов, Плаунов, Хвощей и Папоротников – антеридии
♀ гаметофит Голосеменных – первичный эндосперм
♂ гаметофит Голосеменных – пыльцевое зерно
♀ гаметофит Покрытосеменных – восьмиядерный зародышевый мешок
♂ гаметофит Покрытосеменных – пыльцевое зерно
Жизненный цикл мха
Жизненный цикл плаунов: А - взрослый спорофит со спороносным колоском (1); Б - споролистик (2) со спорангием (3) спороносного колоска; В - образование спор (4) в спорангии; Г - прорастание спор в заросток; Д - обоеполый заросток (гаметофит) с архегониями (5), антеридиями (6) со сперматозоидами (7); Е - зародыш спорофита (8) на заростке; Ж - молодой спорофит
Жизненный цикл хвощей: А - взрослое растение хвоща (спорофит): генеративный побег со спороносным колоском (1); 2 - вегетативный побег; 3 - клубеньки; Б - спороносный колосок со спорангиоформами (4); В - спорангиофор: 5 - щиток спорангиофора; 6 - спорангии; Г - спора с элатерами (7); Д - мужской заросток с антеридиями (9); 10 - сперматозоид; Е - женский заросток с архегониями (8); Ж - зародыш будущего спорофита
Чередование поколений и смена ядерных фаз у папоротника: А - взрослое растение папоротника (спорофит): 1 - вайя; 2 - сорусы; Б - вайя папоротника с сорусами; В - спорангии: 3 - кольцо утолщения; 4 - споры; Г - прорастание споры; Д - формирование заростка; Е - обоеполый заросток (гаметофит): 5 - архегонии; 6 - антеридии; 7 - сперматозоиды; Ж - образование зиготы на заростке; З - заросток с развивающимся зародышем: 8 - ризоиды
Что еще нужно знать про папоротники:
• Возникли в девоне. Биологического расцвета достигли в карбоне, став основной лесообразующей группой. Остатки лесов образовали обширные залежи каменного
угля.
• Наибольшее количество видов в тропической зоне.
• Предпочитают влажные местообитания, влага нужна для передвижения сперматозоида к яйцеклетке.
• Есть ткани и органы.
• В жизненном цикле преобладает диплоидный спорофит.
• Размножение половое и бесполое (спорообразование).
• Листья папоротников — вайи — цельные или сложно расчлененные с хорошо развитой проводящей системой.
• Большинство папоротников имеют подземное корневище и хорошо развитые придаточные корни.
• Женские органы - архегонии, мужские органы - антеридии