Чередование поколений растений. Жизненный цикл растений.

В жизненном цикле растений имеются две стадии: спорофит и гаметофит:

• спорофит делает споры (путем мейоза);
• спора прорастает в гаметофит (заросток*);
• гаметофит делает** гаметы (путем митоза);
• после оплодотворения получается зигота, из которой вырастает спорофит.

Зигота и спорофит диплоидные (2n). Все остальные гаплоидные (споры, гаметофит и гаметы – n).

У мхов спора сначала прорастает в зеленую нить предросток (протонему), а уже из предростка вырастает гаметофит. Гаметофит мхов (зеленое растение со стеблем и листьями) больше, чем спорофит (коробочка на ножке), таким образом, у мхов гаметофит преобладает над спорофитом.

У всех остальных высших растений наоборот – спорофит преобладает над гаметофитом.

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.

• ================ * Гаметофит называется заростком только у папоротников, хвощей и плаунов.
• ** Половые клетки образуются в половых органах гаметофита: женские – в архегониях, мужские – в антеридиях.
• ПОДРОБНЫЕ КОНСПЕКТЫ: Мхи, Папоротники, Хвощи, плауны, Чем семенные растения лучше высших споровых, Отдел голосеменные, Жизненный цикл сосны обыкновенной, Чем цветковые (покрытосеменные) растения лучше всех остальных, Оплодотворение у цветковых растений
• ЗАДАНИЯ ЧАСТИ 2 ЕГЭ ПО ЭТОЙ ТЕМЕ

Задания части 1

1. Выберите один, наиболее правильный вариант. Спермии у растений образуются в результате 1) митоза2) оплодотворения3) мейоза
2. 4) роста

МХИ 1.

Установите правильную последовательность в смене стадий в цикле развития мха, начиная с образования спор. Запишите соответствующую последовательность цифр.

1) образование спорофита2) образование зеленой нити (протонемы)3) формирование взрослого гаметофита4) образование спор

5) оплодотворение

2. Установите последовательность стадий жизненного цикла мха сфагнума, начиная с оплодотворения. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) оплодотворение2) развитие листостебельного растения3) развитие коробочки на ножке4) развитие половых органов и гамет5) развитие спор

6) прорастание протонемы

3. Установите последовательность стадий в жизненном цикле зеленого мха, начиная с прорастания споры. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) развитие листостебельного растения 2) созревание спор в спорангии 3) прорастание споры и образование протонемы 4) образование гамет и оплодотворение

5) формирование молодого спорофита из зиготы

4. Определите последовательность процессов, происходящих в жизненном цикле мха кукушкин лен, начиная с результата слияния гамет. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) формирование протонемы 2) образование гамет 3) деление клеток спорангия мейозом 4) развитие спорофита

5) образование зиготы

Проанализируйте таблицу «Цикл развития мха». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из представленного списка. 1) ризоиды 2) листостебельное растение 3) коробочка на ножке 4) диплоидная 5) гаплоидная 6) заросток 7) спора

8) побег

Установите соответствие между стадией развития мха кукушкин лён и её плоидностью: 1) Гаплоидная, 2) Диплоидная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке. А) СпораБ) Протонема (зелёная нить)В) Листостебельное растениеГ) КоробочкаД) Гаметы

Е) Зигота

МХИ — ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ Установите соответствие между процессами в жизненных циклах и отделами растений: 1) Покрытосеменные, 2) Моховидные. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам. А) участие воды в оплодотворении Б) образование спорогона на гаметофите В) формирование мегаспоры в семязачатке Г) образование протонемы Д) митоз генеративной клетки пыльцового зерна

Е) двойное оплодотворение

ПАПОРОТНИКИ 1. Установите последовательность стадий развития папоротника, начиная с момента прорастания спор. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) оплодотворение на заростке2) формирование гамет на гаметофите3) прорастание споры и формирование заростка4) развитие из зиготы побега с придаточными корнями

5) формирование многолетнего растения (спорофита)

2. Установите последовательность стадий развития папоротника, начиная с прорастания споры. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) образование гамет2) оплодотворение и образование зиготы3) развитие взрослого растения (спорофит)

4) образование заростка

3. Установите правильную последовательность жизненного цикла папоротника, начиная с взрослого растения. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) Спорофит2) Заросток3) Споры4) Зигота

5) Гаметы

4. Определите последовательность стадий развития папоротника, начиная с оплодотворения. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1) развитие заростка2) оплодотворение3) развитие спорофита4) образование архегониев и антеридиев5) образование спорангиев

6) прорастание споры

5. Установите последовательность этапов жизненного цикла папоротника, начиная с формирования взрослого растения. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) образование коробочек на вайях
2) созревание гамет
3) развитие заростка
4) образование зиготы

5) формирование спорофита

6. Установите последовательность развития папоротников, начиная со взрослого организма. Запишите соответствующую последовательность цифр.

1) развитие на нижней стороне заростка мужских и женских гамет 2) образование на нижней стороне листа папоротника спорангиев со спорами 3) передвижение сперматозоидов к яйцеклетке с помощью воды, оплодотворение 4) прорастание споры и развитие из неё маленькой зелёной пластинки – заростка

5) развитие из зиготы зародыша, который превращается во взрослое растение

ПАПОРОТНИКИ ПЛОИДНОСТЬ 1. Установите соответствие между стадией развитие папоротника и ее плоидностью: 1) гаплоидная, 2) диплоидная. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке. А) спораБ) заростокВ) зрелый спорофитГ) молодой спорофит

Д) гамета

2. Выберите гаплоидные стадии развития папоротника. Определите два организма имеющие гаплоидный набор, и запишите цифры, под которыми они указаны. 1) спермий2) спорангий3) листья4) спора

5) зигота

ХВОЩИ 1. Установите последовательность стадий развития хвоща, начиная с момента прорастания спор. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) оплодотворение на заростке2) формирование гамет на гаметофите3) прорастание споры и формирование заростка4) митоз зиготы и развитие проростка

• 5) формирование на спорофите вегетативных органов и спороносного колоска
• 2. Установите последовательность процессов в цикле развития хвоща, начиная с оплодотворения 1) развитие взрослого растения (спорофита)2) развитие заростка3) созревание спор4) образование мужских и женских гамет
• 5) образование зиготы

ПЛАУНЫУстановите последовательность этапов жизненного цикла плауна булавовидного после оплодотворения. Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр. 1) формирование диплоидных побегов 2) мейотическое деление материнских клеток спор 3) образование гаметофита с антеридиями и архегониями 4) развитие спороносных колосков

5) созревание половых клеток

ГОЛОСЕМЕННЫЕУстановите последовательность процессов, происходящих при размножении сосны обыкновенной, начиная с прохождения мейоза. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) прорастание пыльцевой трубки 2) деление микроспоры 3) формирование пыльцевого зерна 4) оплодотворение

5) ветроопыление

ЦВЕТКОВЫЕ 1. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша семени, эндосперма семени, листьев ячменя? Запишите три числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Какой хромосомный набор характерен для клеток эндосперма семян, яйцеклетки и корня цветкового растения? Запишите три цифры в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

3. Какой хромосомный набор характерен для клеток эндосперма семени, спермия и листьев вишни? Запишите три цифры в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

4. Какой хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев пыльцевого зерна цветкового растения? Запишите три числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

5. Какой хромосомный набор характерен для макроспоры, из которой в дальнейшем формируется восьмиядерный зародышевый мешок, и яйцеклетки цветкового растения? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ГОЛОСЕМЕННЫЕ Какой хромосомный набор характерен для клеток чешуек мужской шишки и микроспоры ели? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Какой хромосомный набор характерен для клеток материнской клетки микроспор перед началом деления и для каждой клетки тетрады микроспор перед началом деления? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ПАПОРОТНИКИ Какой хромосомный набор характерен для спор и клеток заростка папоротника? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Какой хромосомный набор характерен для клеток спорофита и клеток заростка папоротника? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Какой хромосомный набор характерен для клеток листьев и спор папоротника? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

Какой хромосомный набор содержится в заростке папоротника перед началом образования сперматозоидов и перед первым делением зиготы? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ХВОЩИ, ПЛАУНЫ 1. Какой хромосомный набор характерен для гамет (яйцеклетки и сперматозоидов) и спор хвоща полевого? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Какой хромосомный набор характерен для клеток зародыша и спор хвоща полевого? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

3. На гаметофите хвоща путем митоза образовалась яйцеклетка, содержащая 108 хромосом. Определите количество хромосом в клетках заростка хвоща.

МХИ 1. Какой хромосомный набор в клетках взрослого растения и спорах кукушкина льна? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

2. Какой хромосомный набор характерен для клеток взрослого растения и споры сфагнума? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

3. Определите число хромосом (n) при образовании споры кукушкина льна в начале деления спорогония и после первого деления. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

4. Какой хромосомный набор характерен для спор и гамет растения кукушкин лен? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

5. Какой хромосомный набор характерен для клеток спорогона (коробочки на ножке) и спор сфагнума? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ВОДОРОСЛИ У хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите хромосомный набор спор и гамет хламидомонады. Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

У зеленой водоросли улотрикса преобладающим поколением является гаметофит. Какой хромосомный набор имеют клетки взрослого организма и спорофита? Запишите два числа в порядке, указанном в задании, без разделителей (пробелов, запятых и т.п.).

ОДНО ЧИСЛО Какой хромосомный набор характерен для макроспоры, из которой в дальнейшем формируется восьмиядерный зародышевый мешок и яйцеклетка цветкового растения? В ответ запишите только число.

В соматической клетке спорофита цветкового растения 24 хромосомы. Сколько хромосом в микроспоре этого растения? В ответе запишите только число.

В клетке листа кукурузы 20 хромосом. Сколько хромосом имеет центральная клетка зародышевого мешка кукурузы до оплодотворения? В ответе запишите только количество хромосом.

Рассмотрите схему онтогенеза листостебельного мха. Определите две стадии онтогенеза с диплоидным набором хромосом и запишите цифры, под которыми они указаны.

Каким номером на рисунке обозначена диплоидная стадия жизненного цикла?

Установите соответствие между характеристиками и стадиями жизненного цикла, обозначенными на рисунке цифрами 1-4. Запишите цифры 1-4 в порядке, соответствующем буквам.

А) является подвижной спорой (зооспорой)
Б) имеет генетический материал от двух родительских особей
В) имеет столько же хромосом, что и стадия 5
Г) участвует в оплодотворении других клеток
Д) стадия с самым активным метаболизмом
Е) представлена одной неподвижной клеткой

Укажите номер на схеме, которым обозначена спора.

Установите соответствие между характеристиками и стадиями жизненного цикла, обозначенными цифрами 1-4 на схеме. Запишите цифры 1-4 в порядке, соответствующем буквам.

А) содержит ткань, в которой образуются споры
Б) одноклеточная структура с диплоидным набором хромосом
В) гаплоидное поколение, образующее гаметы
Г) сливающиеся мужская и женская клетки
Д) образуется при слиянии гамет
Е) является частью спорофита

ВООБЩЕ Установите последовательность развития растений, начиная со споры. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) гаметофит2) оплодотворение3) спора4) зигота5) гаметогенез

6) спорофит

Установите последовательность стадий жизненного цикла организма со споротической редукцией, начиная с образования зиготы. Запишите соответствующую последовательность цифр. 1) образование гаплоидных спор 2) образование гаплоидных гамет 3) развитие зародыша 4) рост взрослого организма – спорофита

5) формирование гаметофита

Установите соответствие между видом клетки и способом её образования: 1) митоз, 2) мейоз. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке. А) спора мхаБ) сперматозоид мхаВ) сперматозоид обезьяныГ) яйцеклетка подсолнечникаД) микроспоры мака

Е) клетка архегония папоротника

Все приведённые ниже характеристики, кроме двух, используют для описания спор у высших растений. Определите две характеристики, «выпадающие» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны. 1) развиваются на гаметофите 2) образуются в результате мейоза 3) образуются в результате оплодотворения 4) содержат гаплоидный набор хромосом

5) созревают в завязи пестика

ВООБЩЕ ДИПЛОИДНОСТЬ Выберите две клетки, в которых набор хромосом диплоиден. Запишите цифры, под которыми они указаны. 1) Клетки заростка папоротника2) Клетки коробочки мха3) Спермии ржи4) Споры хвоща5) Клетки камбия липы

ВООБЩЕ ГАПЛОИДНОСТЬ Выберите клетки, в которых набор хромосом гаплоиден. Определите три верных утверждения и запишите цифры, под которыми они указаны. 1) клетки заростка папоротника2) клетки коробочки мха3) клетки камбия липы4) спермии ржи5) клетки эндосперма пшеницы

6) споры хвоща

Все приведённые ниже примеры клеток, кроме двух, имеют гаплоидный набор хромосом. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. 1) клетка эндосперма семени томата 2) спермий шиповника 3) клетка заростка папоротника 4) зигота водоросли улотрикса

5) вегетативная клетка пыльцевого зерна тополя

Все приведённые ниже примеры клеток, кроме двух, имеют гаплоидный набор хромосом. Определите два примера, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны. 1) клетки листа вишни 2) бластомер эмбриона кошки 3) клетка заростка папоротника 4) клетки эндосперма семени сосны

5) спора кукушкина льна

© Д.В.Поздняков, 2009-2020

Чередование поколений

Здравствуйте, уважаемые читатели блога репетитора ЕГЭ по биологии по Скайпу  biorepet-ufa.ru.

• По названию этой статьи не всем даже понятно о чем пойдет речь, не правда ли?
• Но уверяю вас, что этот вопрос о чередовании поколений в мире живого важен  для понимания того, как «обустроилась» жизнь вообще.
• К тому же, судя по ответам учащихся на ЕГЭ, именно этот вопрос остается вовсе  без ответа.
• Есть ли чередование поколений у растений
• Да, для  водорослей и всех растений суши, размножающихся и спорами (мхи и папоротниковидные), и семенами (голосеменные и покрытосеменные),  существует чередование двух стадий в их цикле развития, которые, может быть не совсем верно,  называются «чередованием поколений».

Давайте вспомним, как называются эти стадии. Спорофит и  гаметофит. Почему они так называются?

Спорофитом («споро» и «фит» — или «растение, образующее  споры») называют: 1) ту часть жизненного цикла  растения, которая завершается образованием бесполых структур — спор; 2) все клетки спорофита содержат нормальный (диплоидный) набор хромосом.

Но, какое «но» надо обязательно помнить: споры, прежде, чем высыпаться из коробочки (у мхов) или из спорангия (у папоротников) или споры семенных растений (из которых потом формируются гаметофиты) — претерпевают мейотическое или редукционное деление, становятся гаплоидными (n). Поэтому, все клетки той структуры растения, которые  сформируются из этих гаплоидных спор, будут, естественно, тоже гаплоидными.  

Теперь, относительно того, что надо знать про эту другую часть жизненного цикла растения, названную гаметофитом.

Гаметофитом («гамето» и «фит»  — или «растение, образующее гаметы») называют: 1) ту часть жизненного цикла  растения,  которая завершается образованием   половых структур — гамет;2)  все клетки гаметофита содержат половинный (гаплоидный) набор хромосом.

И здесь   нам снова следует обратить   внимание на одно большое «НО»: как формируются половые структуры на гаметофите — гаметы? Поскольку все клетки   гаметофита  формируются из гаплоидных  спор, значит они образуются митозами, то и специальные половые клетки — гаметы на нем тоже образуются митозами — они ведь сразу гаплоидные (у животных же, мы помним, гаметы образуются мейотическим или редукционным делением).

1. Таким образом, у растений не только гаметы  (половые клетки), являются гаплоидными (n), но и бесполые клетки — споры, тоже являются гаплоидными.
2. Почему же тогда споры — это бесполые клетки, а гаметы — половые клетки 
3. Каждая гаплоидная спора (одна) не сливаясь ни с какой другой клеткой, то есть сама по себе,   прорастая, образует новый организм (вернее другую жизненную стадию организма), генетически идентичную наследственному аппарату этой одной споры.

Таким образом, спора, являясь продуктом спорофита, сама образует будущий гаметофит. Такое размножение и называется бесполым.

Ткани гаметофита гаплоидные (они же развились из гаплоидных спор),  из них формируются гаметы. Каждая гаплоидная гамета не образует новый организм.

Только после стадии оплодотворения её другой гаметой, после объединения генетического материала (n) женской и (n) мужской гамет, образуется диплоидная (2n) зигота.

 Именно эта диплоидная зигота и даст начало новому будущему диплоидному организму (спорофиту).

Таким образом, гаметы, являясь продуктом гаплоидного гаметофита, только сливаясь попарно (мужские с женскими) обеспечат дальнейшее развитие организма. Поэтому такое размножение, в котором участвуют два партнера называется половым.

Что же является спорофитом и гаметофитом у споровых (водоросли, мхи и папоротниковидные) и семенных растений (голосеменные и покрытосеменные)        

Мы подошли к ответу на вопрос, который вызывает наибольшую путаницу. Так вот, у водорослей и мхов, основным (доминирующим) поколением  в цикле развития является гаметофит. А у папоротниковидных (хотя они тоже относятся к  споровым растениям ) и всех семенных растений основным поколением является  спорофит.

Цикл чередования поколений у водорослей разберем на примере нитчатой зеленой водоросли улотрикса. На рисунке из школьного учебника мы видим, что улотрикс может размножаться как бесполым, так и половым путем. Значит  взрослое растение улотрикса можно считать спорогаметофитом.При благоприятных условиях улотрикс (n) размножается бесполым путем четырехжгутиковыми зооспорами (n). При неблагоприятных условиях улотрикс (n)  размножается  половым путем, образуя двухжгутиковые гаметы (n).  После копуляции (слияния)   гамет  образуется четырехжгутиковая зигота (2n).

Зигота вначале плавает, затем оседает на дно, теряет жгутики, вырабатывает плотную оболочку и слизистую ножку, которой прикрепляется к субстрату. Это покоящийся спорофит.

• После периода покоя происходит редукционное деление ядра зиготы (мейоз) и в ней образуются или безжгутиковые споры (n),  или зооспоры (n),  что зависит от вида улотрикса (а их 25 видов), Из этих спор (или зооспор)  снова формируются взрослые растения улотрикса — спорогаметофиты.
• У мха кукушкин лен,
• взрослое вегетирующее растение является гаметофитом (n), образующимся из зеленой нити — протонемы (предростка) — (n).

Кукушкин лен — раздельнополое растение. На рисунке показано, что после оплодотворения (n + n), на женском гаметофите  формируются коробочки со спорами (2n).

Коробочка на ножке — это стадия спорофита в цикле развития кукушкина льна. Споры в коробочках формируются в результате мейоза. Затем уже гаплоидные споры (n) высыпаются из коробочки наружу и из них   образуется зеленая нить — протонема (п).

1. Таким образом, мы видим, что у мхов как и у водорослей в цикле чередования поколений стадия гаметофита является преобладающей над спорофитом.
2. А у папоротников  и всех семенных растенийих основной жизненной формой, самим вегетирующим растением является спорофит
3. 
4. На рисунке ниже показана схема изменения соотношения гаметофита (n) и спорофита (2n) в процессе эволюции растений, Красная линия,  разделяет изображения спорофитов (выше линии) и гаметофитов (ниже линии) у разных групп растений.
5. 

На рисунке мы видим, что только у водорослей и мхов   стадия гаметофита (n)  является преобладающей. У папоротников  гаметофит представлен маленьким заростком, а у голосеменных  и покрытосеменных вообще  редуцирован  до микроскопических размеров. 

Казалось бы, поскольку  папоротники как и мхи  споровые растения, то у них чередование поколений должно происходить сходным со мхами образом. Но оказывается все наоборот: у споровых папоротников цикл чередования поколений (имеется в виду, какая форма  представляет собой само взрослое вегетирующее растение) сходен с циклом чередования поколений у семенных растений.

Что бы этот факт легче запомнился, следует указать, что мхи — тупиковая ветвь эволюции царства растений. И, что именно от папоротниковидных произошли все современные семенные растения (только семенные растения произошли не от ныне живущих споровых папоротников, а от вымерших папоротников, у которых уже было семенное размножение).

Есть ли чередование поколений у животных

Да, есть. Но, если чередование поколений характерно почти для всех представителей царства растений, то в царстве  животных это скорее исключение, чем правило.

Из курса школьной программы по биологии надо помнить, что чередование поколений есть у некоторых паразитических простейших (например, у малярийного плазмодия   — тип споровики), многих кишечнополостных, паразитических червей (тип плоские черви) и некоторых насекомых.

Смысл термина «чередование поколений» у животных тот же, что и у растительных организмов. Только здесь неприемлемы  термины «гаметофит» и «спорофит». Хотя чередование поколений у животных  — это тоже смена жизненных фаз организма половой и бесполой.

• У медуз, например, сама плавающая взрослая колоколообразная «медузина»-5 (2n), способная образовывать путем мейозов гаметы (яйцеклетки и сперматозоиды) — это и есть половое поколение.
• А у растений то, помните, взрослое растение — спорофит, хотя и тоже 2n, но представляет собой бесполое  поколение).
• Половые клетки (n) после оплодотворения  образуют зиготу-6 снова (2n), развивающуюся в личинку — плавающую планулу-7.
• Планула оседает на дно и из нее образуется новый организм, совершенно не похожий на медузу — сидячий полип-1,2 (тоже как и планула и медуза 2n).
• Этот сидячий полип и есть бесполое поколение в цикле развития медузы, поскольку взрослея от него «отшнуровываются» поперечным делением-3 (бесполое размножение) молодые медузинки-4, уходящие в свободное плавание и превращающиеся со временем во взрослых медуз.
• Основной и промежуточный хозяин
• В цикле чередования поколений паразитарных животных (то есть живущих внутри других организмов) смена их жизненных фаз сопровождается сменой хозяев.

Например, у печеночного сосальщика, то животное, в котором происходит обычное половое размножение паразита, называется основным хозяином (человек, парнокопытные). А животное,  в котором осуществляется партеногенетическое размножение  паразита называется промежуточным хозяином (моллюск — малый прудовик).

1. В заключение   хочется еще раз подчеркнуть
2.    *  у животных организмов, для которых характерно развитие с чередованием поколений, оба поколения и половое,  и бесполое состоят из клеток с двойным набором хромосом (2n);
3.    *  у высших же растений (кроме мхов) их взрослая вегетирующая форма, являющаяся спорофитом — бесполым поколением, тоже содержит в своих клетках двойной набор хромосом (2n), а гаметофит — половое поколение — всегда гаплоиден (n).

Согласен, что  всё это не очень просто запомнить, так как в учебниках по биологии нет четкого разграничения в одном месте (буквально на одной странице) отличий в понятии «чередование поколений» у растительных и животных организмов.  Но разобраться с этими понятиями обязательно следует и для успешной подготовки к экзаменам по биологии, и для того, чтобы иметь вообще более правильное представление  о приспособленности живых «конструкциях» к жизни на Земле.

• Недавно в х прозвучал вопрос от Александра:
• «В чем польза от чередования поколений, почему эволюция сохранила такой способ существования у многих  организмов?»
• Ответ на этот интересный вопрос посчитал уместным разместить в конце этой статьи.

Известно, что чередование поколений зависит от условий среды. При благоприятных условиях размножение происходит, как правило, бесполыми способами – делением, почкованием, вегетативно.  При неблагоприятных условиях бесполое поколение сменяется половым.

Так произошло исторически, что эволюция размножения шла от бесполого размножения, свойственного одноклеточным, к половому размножению. От организмов с гаплоидным числом хромосом в клетках – к организмам с диплоидным набором хромосом.

Согласитесь, что диплоидность – это возможность обладать более разнообразной генетической информацией. Помимо мутационной изменчивости обладать возможностями комбинативной изменчивости, а значит и возможностью иметь эволюционные преимущества.

Примитивные формы, размножаются только бесполым путем, а у более сложных форм бесполое размножение чередуется с половым (в основном в царстве растений). В процессе эволюции в цикле развития организмов закономерно уменьшается роль (продолжительность существования и размеры) гаплоидной фазы и увеличивается роль диплоидной фазы.

1.  ***************************************
2. У кого естьвопросы по  статье к репетитору ЕГЭ по биологии по Скайпу, замечания, пожелания — прошу в комментарии.
3. У меня на блоге вы можете приобрести  ответы на все тесты ОБЗ ФИПИ за все годы проведения экзаменов  по ЕГЭ и ОГЭ (ГИА).

Биология. 10 класс

В § 29—3 выпознакомились с бесполым размножением растений, а сейчас более подробно рассмотрим половое размножение растений на примере покрытосеменных.

Вам уже известно строение и функции генеративного органа покрытосеменных — цветка. Рассмотрим процессы, протекающие в пыльнике тычинки и семязачатке завязи пестика.

Пыльник содержит пыльцевые гнезда (спорангии), в которых происходит образование спор. Из каждой материнской клетки путем деления образуется по четыре одноклеточные гаплоидные споры.

Затем каждая спора делится на две клетки: крупную вегетативную и малую генеративную. Они покрываются двойной плотной оболочкой с порами, и образуется пыльцевое зерно (мужское половое поколение).

После деления генеративной клетки формируются два спермия (мужские половые клетки без жгутиков). Все клетки в пыльцевом зерне гаплоидны. 

Частью цветка, предопределяющей женский пол, является пестик. Он состоит из рыльца, столбика и завязи (см. рисунок в § 0—4). В завязи находится семязачаток (семяпочка), в котором снаружи имеются покровы. На верхушке семязачатка покровы не срастаются, и образуется пыльцевход. Одна из материнских клеток семязачатка вблизи пыльцевхода укрупняется, делится и образует четыре гаплоидные споры. Три из них погибают. Из четвертой споры после нескольких делений ядра и цитоплазмы образуется семь клеток. По три клетки с гаплоидным набором хромосом находится у каждого полюса, а между ними располагается крупная центральная диплоидная клетка. Одна из трех клеток у полюса возле пыльцевхода становится яйцеклеткой. Две соседние клетки называются клетками-синергидами, а три клетки на противоположном полюсе — клетками-антиподами. Образовавшаяся структура из семи клеток с яйцеклеткой представляет собой зародышевый мешок (женское половое поколение).

Перенос пыльцевого зерна из пыльника тычинки на рыльце пестика у покрытосеменных растений называется опылением. Оно может осуществляться с помощью насекомых, ветра, воды, птиц или самоопылением.

После попадания на рыльце пестика пыльцевое зерно прорастает: вегетативная клетка вытягивается в длинную пыльцевую трубку, которая растворяет ткань столбика, проникает в полость завязи и через пыльцевход достигает зародышевого мешка. Спермии продвигаются по пыльцевой трубке, попадают в зародышевый мешок.

Один из них оплодотворяет яйцеклетку зародышевого мешка, а второй сливается с центральной клеткой.

Этот тип оплодотворения был открыт в 1898 г. русским цитологом С. Г. Навашиным и получил название «двойное оплодотворение». Последовательность его этапов представлена на схеме.

После образования зиготы в зародышевом мешке погибают синергиды. Центральная триплоидная клетка многократно делится, в результате чего образуется эндосперм, который содержит запас питательных веществ. Из зиготы формируется зародыш семени. После его образования антиподы погибают. Формирование семени и плода показано на схеме.

• У некоторых растений в образовании околоплодника могут принимать участие чашечка и цветоложе.
• Таким образом, семя образуется из семязачатка, а на месте завязи развивается плод.

Биологический смысл двойного оплодотворения весьма велик. В отличие от голосеменных, где эндосперм развивается до оплодотворения, у покрытосеменных эндосперм образуется лишь в случае оплодотворения.

Это обеспечивает существенную экономию энергетических ресурсов.

Клетки эндосперма содержат триплоидный набор хромосом, что приводит к увеличению размеров клеток и количества питательных веществ, повышающих устойчивость зародыша к неблагоприятным факторам.

Гаметофит и спорофит в жизненном цикле растений и их особенности

Что такое гаметофит?

Определение 1

Гаметофит — это гаплоидная фаза жизненного цикла высших растений и водорослей, которая берет свое начало из спор и производит, в результате, половые клетки или гаметы.

Что такое спорофит?

Определение 2

Спорофит — это диплоидная фаза жизненного цикла растений и водорослей, результатом которой является производство спор.

В жизненном цикле растений наблюдается последовательное чередование спорофита и гаметофита. Гаметофиту отводится роль реализации полового размножения, а спорофиту — обеспечение бесполого типа воспроизведения организма.

У водорослей спорофит возникает из зиготы — внутри него формируются споры. Зигота образуется на половой гаплоидной фазе из женской гаметы — яйцеклетки. Важно, чтобы яйцеклетку оплодотворила мужская половая клетка.

Гаметофит — это гаплоидная фаза в жизненном цикле растительного организма. Он получает развитие из спор и формирует женские и мужские половые клетки. В результате слияния гамет формируется зигота — она дает гаплоидное поколение.

Формирование мужских гамет осуществляется из гаметангий или антеридий. У споровых и семенных растений гаметы имеют разные названия: в первом случае — сперматозоиды, во втором — спермиями.

Сперматозоиды подвижны — эта подвижность достигается за счет жгутиков. Женские гаметы, для сравнения — это неподвижная яйцеклетка: их образование происходит внутри женских гаметангиев.

Определение 3

Архегонии являются женскими гаметангиями растений.

Оплодотворение яйцеклетки наземной растительности осуществляется внутри архегония. Затем происходит спорообразование, и жизненный цикл проходит собственное чередование.

Наиболее заметно чередование поколений у споровых растений. Наблюдается раздельное нахождение гаметофита и спорофита у таких групп растений как:

• папоротники;
• хвощи;
• плауны.

У этих групп растений преимущество получило гаплоидное поколение. Жизненный цикл папоротников — хороший пример чередования поколений. Гаметофит у них представлен в виде маленького и недолговечного ростка, на котором вырастает спорофит.

У мхов фазы не разделяются — в этом случае коробочка со спорами формируется на гаметофите. Что касается цветковых растений, то мужские гаметы здесь формируются внутри тычинок, которые осуществляют перенос мужских половых клеток на пестики.

Гаметофит голосеменных имеет особенность. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде в шишках, при этом процесс оплодотворения практически не отличается от процесса, происходящего у покрытосеменных. Развитие семени голосеменных происходит из семязачатка (он открыт на семенной чешуе), а у покрытосеменных семя находится внутри плода (мужской гаметофит покрытосеменных).

Выделяют несколько этапов в жизненном цикле растительных организмов:

• формирование спорофита и спор;
• преобразование спорофита и спор в молодой гаметофит;
• образование гамет.

Особенности гаметофита и спорофита

Остановимся подробнее на том, что такое спорофит и гаметофит.

Гаметофит и спорофит растений отличаются как минимум по двум критериям: размеру и этапу оформления.

Также, к примеру, гаметофит относится к гаплоидам и характеризуется наличием одинарного набора хромосом. Спорофит же относится к диплоидам и обладает двойным набором хромосом.

Замечание 1

Гаметофит обеспечивает половое размножение, а спорофит — бесполое.

Нужна помощь преподавателя? Опиши задание — и наши эксперты тебе помогут!

С началом в гаметофите мейоза происходит запуск процесса образования гамет — эти гаметы отличаются высокой активностью.

У большинства растений в жизненном цикле преобладает спорофит. Это связано с определенными преимуществами, которые он обеспечивает. Если среда водная, то у гамет есть возможность передвигаться.

А вот в наземно-воздушной среде у растений нет возможностей для перемещения собственных спор. Диплоидные растения легче сохраняют рецессивные признаки в сложных условиях на поверхности земли.

Эти признаки в дальнейшем могут обеспечить выживание.

У разных групп растений соотношение спорофита и гаметофита разное. К примеру, для высших растений (за исключением мхов) характерно преобладание гаплоидности. Этому есть объяснение: в природе наличие семени важно для дальнейшей жизни. Гаметофит отвечает за реализацию непосредственного оплодотворения. Споры же нужны для распространения и произрастания вида на планете.

Только диплоидные организмы способны справляться с резкой сменой условий обитания. По этой причине диплоидное поколение преобладает у наземных растений, а у подводных растений чаще встречается гаметофит или гаплоидная часть.

Пример 1

К примеру, для одноклеточных водорослей (хламидомонад) характерно преобладание гаплоидности на протяжении всего периода жизни.

Отличия гаметофита от спорофита заключаются в:

• мейоз — способ образования спор из спорофита;
• гаметофит образуется из споры;
• как результат мейоза — образование половых клеток из гаметофита.

Для зиготы и спорофита характерны диплоидные свойства, а вот споры и гаметофит связаны с гаплоидностью.

Спорофит мхов (прорастание споры) начинается с «зеленой нити», затем предросток дает начало гаметофиту. Споры семенных растений прорастают непосредственно внутри спорофита. Макроспора прорастает в женский гаметофит — в нем происходит образование яйцеклетки. Мужской гаметофит прорастает в пыльцевое зерно — в нем образуются спермии.

В изучении особенностей спорофита и гаметофита важны следующие моменты:

• гаметофит папоротников, гаметофит плаунов и хвощей — это их заросток;
• образование половых клеток происходит только в органах гаметофита;
• женский гаметофит цветковых растений — это зародышевый мешок. В нем находится 7 клеток, в том числе яйцеклетка и центральная клетка с диплоидным набором хромосом;
• в состав мужского гаметофита входят вегетативная клетка, превращающаяся в пыльцевую трубку, и генеративная клетка, продуцирующая образование двух спермиев. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй участвует в оплодотворении центральной клетки. Как результат — появляется диплоидная зигота и триплоидный эндосперм.

Разделение спорофита и гаметофита — важный этап эволюционного процесса растений, который обусловил их высокий уровень приспособленности к окружающей среде.

Чередование поколений у растений: половое и бесполое поколения

Растениям свойственно биологическое явление, называемое чередованием поколений. Чередование поколений описывает жизненный цикл растения, как оно изменяется между половой и бесполой фазами (поколениями).

Половая фаза растений, производящая гаметы, или половые клетки называется поколение гаметофит. Бесполая фаза образует споры и называется поколение спорофит. Каждое поколение развивается от другого, продолжая циклический процесс.

Протисты, включая водоросли также проявляют такой тип жизненного цикла.

Размножение растений и животных

Растения и некоторые животные способны размножатся как бесполым, так и половым путем. При бесполом размножении потомство является точной копией родителя.

Разные типы бесполого размножения, обычно встречающиеся у обоих растений и животных, включают партеногенез (потомство развивается из неоплодотворенного яйца), почкование (потомство развивается, через почку на теле родителя), а также фрагментация (потомство развивается из части или фрагмента родителя).

Половое размножение включает в себя объединение гаплоидных клеток (клеток, содержащих только один набор хромосом), чтобы образовать диплоидные клетки (содержащую два набора хромосом).

У многоклеточных животных жизненный цикл состоит из одного поколения. Диплоидный организм вырабатывает гаплоидные половые клетки посредством мейоза.

Все остальные клетки тела диплоидные и продуцируются митозом. Новый диплоидный организм создается путем слияния мужских и женских половых клеток во время оплодотворения.

У диплоидных организмов нет чередования поколений между гаплоидной и диплоидной фазами.

В растительных многоклеточных организмах жизненные циклы варьируются между диплоидными и гаплоидными фазами. В диплоидной (спорофитной) фазе продуцируются гаплоидные споры через мейоз. По мере развития гаплоидных спор через митоз, умноженные клетки образуют гаплоидную структуру гаметофитов. Гаметофит представляет собой гаплоидную фазу цикла.

После созревания гаметофит производит мужские и женские гаметы (половые клетки). Когда гаплоидные гаметы объединяются, они образуют диплоидную зиготу. Зигота развивается через митоз, образуя новый спорофит.

Таким образом, в отличие от животных, растительные организмы могут чередоваться между диплоидными (спорофитами) и гаплоидными (гаметофитными) поколениями.

Сосудистые и несосудистые растения

Чередование поколений наблюдается как у сосудистых, так и несосудистых растений. Сосудистые растения содержат систему сосудистой ткани, которая транспортирует воду и питательные вещества по всему телу растения. Несосудистые растения не имеют такой системы и нуждаются во влажных местах обитания для выживания.

К ним относятся мхи, ан­то­це­ро­то­вид­ные и печёночные мхи. Эти растения выглядят как зеленые маты растительности с выступающими из них стебельками. Первичной фазой жизненного цикла несосудистых растений является генерация гаметофитов.

Фаза гаметофит состоит из зеленой мшистой растительности, а фаза спорофит состоит из удлиненных стеблей со спорангиями на концах.

Первичной фазой жизненного цикла сосудистых растений является генерация спорофитов. В сосудистых растениях, которые не производят семена, такие как папоротники и хвощи, поколения спорофитов и гаметофитов независимы.

Например, у папоротников ветвь с листьями представляют собой зрелое диплоидное образование спорофитов. Спорангии на нижней стороне листьев вырабатывают гаплоидные споры, которые прорастают для образования гаплоидных гаметофитов папоротника (проталлий).

Эти растения процветают во влажных условиях, так как вода необходима для оплодотворения.

Сосудистые растения, которые производят семена, не всегда зависят от влажных сред обитания для размножения. Семена защищают развивающиеся эмбрионы.

Как в цветковых, так и в нецветковых растениях (хвойных) генерация гаметофитов полностью зависит от доминирующих поколений спорофит. В цветущих растениях репродуктивная структура – цветок.

Цветок производит как мужские микроспоры, так и женские мегаспоры.

Сами микроспоры содержатся в пыльце и вырабатываются в тычинке растения, развиваясь в мужские половые клетки. Женские мегаспоры производятся в пестики растений и развиваются в женские гаметы.

Во время опыления пыльца переносится ветром, насекомыми или другими животными в женскую часть цветка. Мужские и женские гаметы объединяются и развиваются в семя, а завязь образует плод.

У хвойных, пыльца производится в мужских шишках, а в женских шишках после оплодотворение формируется зародыш.

Не все нашли? Используйте поиск по сайту