БОТАНІКА ЛАБОРАТОРНИЙ ПРАКТИКУМ (АНАТОМІЯ ТА МОРФОЛОГІЯ РОСЛИН) - О.А. ШЕВЧУК - 2014

КВІТКА

ТЕМА 11. РОЗМНОЖЕННЯ РОСЛИН. ЦИКЛИ ВІДТВОРЕННЯ РОСЛИН

Загальні зауваження. Відтворенням називають здатність організмів давати подібне до себе потомство.

Розмноженням називають процес, за якого утворення потомства спричиняється до збільшення числа особин даного виду. Завдяки розмноженню забезпечується тривале існування виду в просторі і часі. Втрата здатності як до відтворення, так і до розмноження призводить до вимирання виду.

Нові особини можуть виникати від батьківських форм нестатевим шляхом (без участі гамет і статевого процесу) і статевим (в результаті статевого процесу).

Статевим називають розмноження, за якого нові особини утворюються внаслідок статевого процесу, тобто злиття двох гамет — статевих клітин. У типовому випадку зливаються дві гамети протилежної статі: чоловіча гамета — рухомий сперматозоїд або нерухомий спермій та жіноча гамета — яйцеклітина. Злиття таких гамет називають заплідненням, або сингамією.

В результаті утворюється — зигота, яка має диплоїдний набір хромосом, внаслідок рекомбінації яких потомство стає різноріднішим, ніж батьківські форми.

Розмноження спорами характерне і для нижчих рослин (водоростей), і для грибів, і для вищих спорових рослин (мохоподібних, плауноподібних, хвощів, псилотоподібних, папоротеподібних), на відміну від голонасінних і покритонасінних, котрі розмножуються насінням і тому називаються насінними рослинами. Формування спор на рослині називають спороношенням.

Спори — це спеціалізовані клітини, які забезпечують і розмноження, і розселення рослин. Вони гаплоїдні, виникають шляхом мітозу в деяких грибів і водоростей (це мітоспори) або шляхом мейозу у вищих рослин (це мейоспори). В багатьох рослин всі спори однакового розміру і мають однакові фізіологічні властивості. Такі спори називають ізоспорами, а рослини — рівноспоровими. У різноспорових рослин утворюються спори різного розміру: дрібніші — мікроспори (при проростанні вони дають чоловічі особини) та більші — мегаспори (при проростанні вони дають жіночі особини).

Утворюються спори в спеціальних органах нестатевого розмноження — спорангіях.

Чергуванням поколінь називають закономірну зміну в життєвому циклі генерацій (поколінь, або біонтів), котрі відрізняються способом розмноження.

Диплобіонт — це нестатеве (спорове) покоління, спорофіт, який розвивається із зиготи в результаті злиття двох гамет і продукує спори.

Гаплобіонт — це статеве покоління, гаметофіт, який розвивається із мегаспори і продукує гамети.

Органи нестатевого розмноження (спорангії, зооспорангії) розвиваються на спорофіті; в результаті мейозу в них утворюються гаплоїдні спори, котрі проростають у нові статеві покоління.

Статеві органи утворюються на гаметофіті, причому він може бути одностатевим (політрихум, маршанція, сальвінія) або двостатевим (плаун, орляк, чоловіча папороть). Гаметофіт та спорофіт можуть бути однакові морфологічно і за віком (ізоморфне чергування поколінь) або різко відрізнятися (гетероморфне чергування поколінь).

Спорофіт (він же диплобіонт) — це листкостеблова рослина, на якій розвиваються спорангії. Гаметофіт вид (заросток) розвинутий слабше, недовговічний (за винятком плаунів) і представлений двостатевим або одностатевим таломом, який живе самостійно (папороті, плауни, хвощі).

Цикл відтворення — це відрізок життя виду, обмежений двома однойменними етапами: від гаплобіонта до гаплобіонта, від спорофіта до спорофіта, від зиготи до зиготи, від мейоспори до мейоспори. В ході циклу відтворення обов’язково відбувається зміна ядерних фаз.

Мета: з’ясувати суть поняття «цикл відтворення», ознайомитися з циклами відтворення мохів (на прикладі політриха звичайного) плаунів: рівноспорових (на прикладі плауна булавидного); різноспорових - (на прикладі селагінели, або плаунка); рівноспорових папоротей (на прикладі щитника чоловічого); хвощеподібних (на прикладі хвоща польового); голонасінних (на прикладі сосни звичайної) їх особливостями.

Матеріали та обладнання: гербарні зразки, динамічні схеми, таблиці циклів відтворення вивчаємих представників.

Завдання

1. Провести дослідження представлених гербарних зразків, постійних препаратів, динамічних схем та таблиць циклів розвитку.

2. Розглянути та вивчити схеми життєвих циклів.

Підпишіть рисунки.

Висновок

Запитання для самоконтролю

1. Дайте визначення поняття «життєвий цикл».

2. Чому спорофіт називається нестатевим поколінням, адже він утворюється із зиготи?

3. Поясніть біологічні переваги переходу від ізогамного статевого процесу до оогамного. Який тип статевого процесу спостерігається у покритонасінних?

4. Процес, аналогічний щепленню, в тваринному світі називається трансплантацією. Остання рідко завершується успішним зростанням частин різних організмів на відміну від щеплення у рослин. Чому?

5. Чи завжди гамети формуються в результаті мейозу, а спори - мітозу? Приведіть приклади.

6. Яке співвідношення диплофази та гаплофрази у представлених життєвих циклах рослин.

7. В чому полягає суть життєвих циклів рослин, що вивчаються?

8. Яка будова гаметофіта та спорофіта у досліджуваних рослин?

9. Які признаки циклу розвитку папороті вказують на його походження від предкових форм, що живуть у воді.

10. Що вважати особиною (організмом) у рослин, які природно розмножуються вегетативно? Що таке клон?

11. Значення різноспоровості в еволюції вищих рослин.

12. Спробуйте пояснити велику різноманітність життєвих циклів у нижчих рослин та їх однотипність з домінуванням спорофіта у вищих?

13. Поясніть значення наступних термінів та понять: антеридій, апоміксис, архегоній, вегетативне розмноження, гаметангій, диплобіонт, життєвий цикл, клон, мегаспора, мейоспора, мікроспора, мітоспора, нестатеве розмноження, оогамія, партеногенез, рівноспоровість, розмноження, сингамія, спора, спорангій, спорофіт, статеве розмноження, чергування поколінь.