Краткое содержание: Параграф § 44 / Биология 10 класс

Особенности размножения и развития растений

Размножение и развитие растений в ходе онтогенеза имеют свои специфические особенности. У растений в жизненном цикле происходит чередование поколений — полового (гаметофит, \( n \)) и бесполого (спорофит, \( 2n \)).

Гаметофит и Спорофит

Гаметофит — это половое поколение, которое имеет гаплоидный набор хромосом (\( n \)). Он образует гаметы с помощью митоза. У водорослей, таких как хламидомонада (Рис. 170), преобладающим поколением является гаметофит. У мхов (Рис. 171) также преобладает гаметофит, представленный облиственным стебельком, на котором развиваются органы полового размножения — антеридии (мужские) и архегонии (женские). Спорофит — это бесполое поколение, имеющее диплоидный набор хромосом (\( 2n \)). На нем в специальных органах (спорангиях) в результате мейоза образуются споры (\( n \)). У мхов спорофит представлен коробочкой на стебельке, которая паразитирует на гаметофите. У папоротникообразных (Рис. 172) доминирует спорофит (взрослое растение). Гаметофит (\( n \)) папоротников, называемый заростком, редуцирован и является недолговечным.

Развитие семенных растений

У семенных растений, к которым относятся голосеменные и покрытосеменные (цветковые), преобладающим поколением является спорофит. Гаметофит сильно редуцирован и развивается внутри спорофита, состоя всего из нескольких клеток.

• Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) развивается из микроспоры (\( n \)) в пыльниках тычинок. В нем образуются две неподвижные мужские гаметы — спермии (Рис. 173, I).
• Женский гаметофит (зародышевый мешок) развивается из мегаспоры (\( n \)) в семязачатке пестика. Он представлен восьмиядерным образованием, содержащим яйцеклетку и центральную клетку (Рис. 173, II; Рис. 174).

Двойное оплодотворение

Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение, открытое С.Г. Навашиным (Рис. 174). Пыльцевое зерно прорастает на рыльце пестика, образуя пыльцевую трубку, которая доставляет два спермия к зародышевому мешку. Первый спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу (\( 2n \)), из которой развивается зародыш (\( 2n \)). Второй спермий сливается с диплоидным или гаплоидным ядром центральной клетки, образуя эндосперм (\( 3n \)), который служит запасом питательных веществ для зародыша. Покрова семязачатка превращаются в семенную кожуру, а весь семязачаток — в семя. Завязь пестика превращается в плод.

Онтогенез покрытосеменных растений

Онтогенез (индивидуальное развитие) покрытосеменных растений включает несколько периодов (Рис. 175):

• Зародышевый период: начинается с образования зиготы и продолжается до прорастания семени.
• Период молодости: характеризуется интенсивным ростом вегетативных органов.
• Вегетативный период: продолжается рост вегетативных органов.
• Генеративный период: растение цветет, образует семена и плоды.
• Период старости: завершается отмиранием органов и, в конечном итоге, смертью растения.

Рост растений происходит благодаря делению клеток образовательных тканей: верхушечных, вставочных и камбия (Рис. 176). Верхушечные меристемы обеспечивают рост в длину (стебель и корень), камбий — рост в толщину.

Ключевые понятия и определения

• Гаметофит (\( n \)): Поколение с гаплоидным набором хромосом; образует гаметы с помощью митоза. Доминирует у водорослей и мхов.
• Спорофит (\( 2n \)): Поколение с диплоидным набором хромосом; образует споры с помощью мейоза. Доминирует у папоротникообразных и семенных растений.
• Чередование поколений: Закономерная смена гаметофита (\( n \)) и спорофита (\( 2n \)) в жизненном цикле растений.
• Антеридии: Мужские органы полового размножения у мхов, папоротников и других, образующие сперматозоиды.
• Архегонии: Женские органы полового размножения у мхов, папоротников и других, содержащие яйцеклетку.
• Двойное оплодотворение: Процесс у покрытосеменных, при котором один спермий оплодотворяет яйцеклетку (образуя зиготу \( 2n \)), а второй — центральную клетку (образуя эндосперм \( 3n \)). Открыто С.Г. Навашиным.
• Пыльцевое зерно: Мужской гаметофит покрытосеменных, состоящий из вегетативной и генеративной клеток.
• Зародышевый мешок: Женский гаметофит покрытосеменных, содержащий яйцеклетку и центральную клетку.
• Эндосперм (\( 3n \)): Ткань с запасом питательных веществ в семени покрытосеменных, образующаяся в результате слияния спермия с центральной клеткой.
• Онтогенез: Индивидуальное развитие организма. У покрытосеменных включает зародышевый, молодости, вегетативный, генеративный периоды и период старости.
• Образовательные ткани (меристемы): Ткани, клетки которых способны к постоянному делению и обеспечивают рост растения (верхушечные, вставочные, камбий).