Спорофит и гаметофит — определение, признаки и различия

Гаметофито в мохообразных

В этой группе растений (мхи, печеночники и рогатый) гаметофит является наиболее заметной стадией биологического цикла..

Этот гаметофит bryophyte имеет долгую жизнь и не зависит от питания. Спорофиты, как правило, прикрепляются к гаметофитам и нуждаются в них..

У мхов спора начинает расти по мере того, как она прорастает и производит нить из клеток, называемых протонемой..

Когда зрелый, гаметофит развивается в форме плотных зародышей, которые дают начало половым органам или gametangios, которые являются производителями гамет. Яйца производятся в архегонии и сперматозоиды в антеридии.

В таких группах, как гепатики, принадлежащие к отряду Marchantiales, гаметы происходят из специализированных органов, называемых гаметофорами или гаметангиофорами..

Что такое голосеменные растения

Растительное царство подразделяется на низших и высших представителей. Последние делятся на споровые и семенные

Первые можно часто встретить в лесу (папоротник), они обращают на себя внимание большой формой и не имеют ярких цветов. Вторые — являются господствующей, самой распространенной группой среди высших растений

Различаются они по способу образования органа размножения и бывают голосеменными и покрытосеменными.

Признаки

Эти растения не образуют плодов, являются наземными. Если классифицировать их по жизненным формам, то чаще это деревья.

Самые многочисленные представители — хвойные:

• сосна;
• ель;
• можжевельник;
• пихта;
• лиственница и другие.

У большинства растений листья имеют игольчатую форму, а сверху покрыты восковой кожицей, благодаря чему получили название — хвоя. Такая форма не позволяет влаге испаряться, поэтому растения могут произрастать в неблагоприятных условиях. Хвойные образуют леса в зонах с умеренным климатом.

В качестве самостоятельного органа лист впервые появился у голосеменных. Он обладает определенными характеристиками, специфическими для этого отдела.

Виды листьев:

• чешуйки (кипарис);
• иголки (пихта);
• перистый (саговник);
• двулопастный (гинкго);
• длинный до 8 м (вельвичия).

В целях снижения объемов испаряемой жидкости устьица глубоко погружены в ткань, сами листья покрыты кутикулой. Дерево не обновляет их ежегодно. Каждая хвоинка способна прожить от трех до пяти лет, а листья вельвичии существуют, пока живет само растение, высыхая на концах и вновь отрастая у основания.

Стебель или ствол покрыт корой, имеются четкие годичные кольца. Большинство выделяют смолу — фитонциды, губительные для бактерий. Шишки являются видоизмененными побегами.

Функции

Это группа высших семенных, следующая за папоротниками и хвощами, она предшествует покрытосеменным на пути эволюционного развития растений

Способность гамет сливаться без участия воды — важное приобретение голосеменных, которое способствовало их широкому расселению и продвижению вглубь материков

Развитие семени внутри стробилы за счет запаса питательных веществ обеспечило его сохранность и жизнестойкость. Таким образом голосеменные демонстрируют новые, по сравнению со споровыми, механизмы выживания и расселения по суше.

Отличие от других видов

Основным отличием, по которому представители этого отдела растительного царства получили свое название, является отсутствие околоплодника.

Завязь семян развивается в пазухах чешуек шишек или шишкоягод (можжевельник). Опыление происходит с помощью ветра. Семена лежат открыто на чешуйках, после созревания высыпаются.

Гаметофитос в папоротниках

В папоротниках гаметофиты мелкие, выполняют фотосинтез и ведут свободный образ жизни, так как им не нужен спорофит для питания.

В видовом Leptosporangiate dryopteris, папоротник gametófito является autótrofo (производит свою собственную еду), осуществляет фотосинтез и владеет структурой, называемой проталлус, которая производит гаметы. Проталлус удерживает спорофит в стадии раннего многоклеточного развития..

В некоторых группах, особенно в генеалогической ветви (Psilotaceae и Ophioglossaceae) гаметофиты находятся под землей и выживают, устанавливая микотрофные отношения с грибами.

Фазы жизненных циклов организмов

В жизненных циклах организмов, размножающихся половым путём, выделяются две фазы – гаплоидная и диплоидная ( гаплоидная – гаплофаза и диплоидная – диплофаза )

Для многих организмов , включая и млекопитающих , характерно чередование гаплоидной и диплоидной фаз и часто это чередование имеет регулярный ( циклический ) характер

q При этом ряд поколений особей с бесполым размножением сменяется поколением особей , размножающихся с помощью гамет или осуществляющих половой процесс , вслед за этим вновь наблюдается бесполое размножение

Первичная смена поколений – явление смены поколения особей , размножающихся бесполым путём , поколением особей , размножающихся половым путём с образованием гамет ( имеет регулярный характер ) ; характерно для простейших и большинства растений

Вторичная смены поколений ( гетерогония ) – чередование полового размножения с партеногенезом ( например , у трематод )

v Преобладание ( удлиннение ) диплофазы в историческом развитии ( у большинства современных организмов ) объясняется тем , что

— благодаря гетерозиготнотси и рецессивности в диплоидном состоянии укрываются от естественного отбора , сохраняются и накапливаются в генофонде популяций разнообразные наследственные изменения ( мутацим , новые аллели )

— накопление мутаций ведёт к образованию резерва наследственной изменчивости и эволюционным перспективам вида

v Гаплоидное поколение ( гаплофаза ) у позвоночных животных и у цветковых растений в процессе эволюционного развития сокращается до нескольких клеток и не существует в виде отдельных особей ( у цветковых гаплоидный гаметофит представляет собой группу клеток , дающих начало зародышевому мешку и пыльцевым зёрнам ; у позвоночных животных гаплофаза представлена гаплоидными гаметами )

v Биологический смысл чередования поколений с половым и бесполым размножением заключается в увеличении комбинативной и мутационной наследственной изменчивости , необходимой для преодоления генетического однообразия особей , размножающихся бесполым путём , расширении эволюционных и экологических перспектив группы , а также повышении адаптивных возможностей в разные сезоны ( зимовка , высокая скорость размножения и распространения в благоприятный период )

Определение гаметофита

Гаметофиты являются стадией, которая производит половые клетки в растениях и водоросли что проходит смена поколений, Среди наземных растений эти половые клетки можно обозначать как «сперма» и «яйцеклетка», при этом «мужские» и «женские» половые клетки объединяются, чтобы произвести потомство.

В отличие от животных и других организмов, которые используют половое размножение гаметофиты не продуцируют свои половые клетки через мейоз.

Вместо этого все клетки в гаметофите организм находятся гаплоидный – то есть, имея только одну копию каждого хромосома – и эти гаплоидные организмы производят гаметы через митоз.

Это в отличие от животных и других организмов, которые диплоид – иметь две копии каждой хромосомы – и кто должен сократить количество своих хромосом пополам, прежде чем они смогут создать половые клетки с нужным количеством хромосом для получения здорового диплоидного потомства.

Потомки гаметофитов действительно являются диплоидными растениями, и эти диплоидные растения будут использовать мейоз для размножения. Но, как ни странно, диплоидные потомки гаметофитов называются спорофитами.

Вместо того чтобы использовать мейоз для производства половых клеток, они используют мейоз для получения спор, которые затем подвергаются митозу, чтобы вырасти в совершенно новые гаплоидные организмы, например, гаметофиты!

Это чередование поколений является стратегией выживания, в которой растение или водоросли чередуются между различными репродуктивными методами.

Гаметофит – обычно считающийся первой стадией цикла – размножается половым путем, объединяя репродуктивные клетки двух разных организмов для получения генетически разнообразного потомства.

Это позволяет растению Население смешивать и сопоставлять признаки во время размножения гаметофита, что делает население более устойчивым к болезням и более адаптируемым к изменяющимся условиям окружающей среды.

спорофит С другой стороны, потомство гаметофитов может быстро распространяться и не нуждается в партнерах для размножения.

Это позволяет одному спорофиту основать целую новую популяцию, которая затем может смешивать гены с соседними популяциями в поколении гаметофитов. Споры могут также выживать в течение многих лет в неблагоприятных условиях, в то время как сперматозоиды и яйцеклетки не могут.

Такое чередование поколений позволяет родительскому растению воспользоваться преимуществами полового размножения, такими как генетическая рекомбинация который способствует генетическому разнообразию – и преимущества бесполое размножение такие как скорость и быстрый рост.

Обычные растения, которые используют смену поколений, включают мхи, папоротники и сосны. При странном эволюционном перевороте семенные растения, использующие смену поколений, такие как хвойные и другие сосны, развивают стадию своего полного жизненного цикла гаметофита внутри замкнутого конуса.

Напротив, в некоторых других вид Чередование поколений вполне заметно. Например, среди папоротников спорофит – это знакомое крупное лиственное растение, которое часто можно увидеть на лесных полах.

Гаметофит, с другой стороны, является крошечным сердце -образное растение, которое можно легко принять за совершенно иной вид от поколения спорофитов.

РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИЙ

Ключевые слова: размножение растений, способы размножения, бесполое, половое размножение, вегетативное размножение

Размножение растений — это воспроизведение особями себе подобных. Оно позволяет поддерживать преемственность между поколениями и поддерживать численность популяций на определенном уровне.

Бесполое размножение осуществляется с помощью спор. Спора — это специализированная клетка, прорастающая без слияния с другой клеткой. Споры могут быть диплоидными (образуются в результате митоза) и гаплоидными (образуются в результате мейоза); они могут иметь жгутики для передвижения (у водорослей) или распространяться с помощью ветра и воды (папоротник, мхи).

Половое размножение — связано со слиянием специализированных половых клеток — гамет с образованием зиготы. Гаметы могут быть одинаковыми и разными в морфологическом отношении. Изогамия — слияние одинаковых гамет; гетерогамия — слияние разных по размеру гамет; оогамия — слияние подвижного сперматозоида с крупной неподвижной яйцеклеткой.

Для всех высших растений характерно чередование в жизненном цикле полового и бесполого размножения и связанное с этим чередование поколений (фаз развития) гаплоидной (n) (гаметофит) и диплоидной (2n) (спорофит). На спорофите возникают мешковидные образования спорангии (органы бесполого размножении), в которых в результате спорогенеза, сопровождающегося мейотическим делением, формируются гаплоидные споры. Из спор развивается гаметофит. На нем формируются особые половые структуры — гаметангии (органы полового размножения), в которых образуются гаметы.

Мужские половые органы, где формируются сперматозоиды, называются антеридии. Женские половые органы, где формируются яйцеклетки, называются архегонии. Если на гаметофите развиваются и архегонии, и антеридии, то он называется обоеполым. Если только антеридии, то мужским; если только архегонии, то женским. При слиянии гамет образуется зигота. Из зиготы развивается спорофит.

Эволюция растений шла в направлении увеличении размеров бесполого поколении (спорофита) и редукции полового поколения (гаметофита). У подавляющего большинства высших растений (за исключением моховидных) в жизненном цикле преобладает спорофитная фаза.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение не связано с формированием специальных органов размножения и клеток. Оно осуществляется с помощью вегетативных органов растения: стебля (черенками и отводками), листьев, почек, корневищ, ползучих побегов, луковиц, корневых отпрысков (так размножаются растения, способные образовывать почки на корнях), листовых черенков и культурой ткани (выращивание в пробирке). Вегетативное размножение в естественных условиях биологически тогда выгодно, когда в борьбе за существование необходимо быстро освоить новые места обитания, захватить большие площади для расселения и питания. Так у ландыша и майника это единственный способ размножения из-за отсутствия благоприятных условий для семенного размножения.

Значение вегетативного размножения:

• Образование дочерних особей, идентичных с материнскими по наследственным признакам
• Обеспечение быстрого увеличения численности вида и его расселения
• Получение большого количества посадочного материала
• Сохранение у потомков ценных наследственных свойств материнской особи (сорта, формы).

Дополнительные материалы «Размножение растений»

Это конспект по теме «Размножение растений». Выберите дальнейшие действия:

• Перейти к следующему конспекту: «Опыление. Оплодотворение»
• Вернуться к списку конспектов по Биологии.
• Проверить знания по Биологии за 6 класс.

Гаметофитос в сосудистых растениях

Во всех сосудистых растениях (со стеблем, листьями и корнями) преобладают спорофиты с тенденцией к мелким женским гаметофитам и зависимые от спорофитов. Это становилось все более и более заметным, так как растения развивались в форме размножения семенами..

Папоротники производят споры одного типа, называемые гомоспорами. Их гаметы являются экзоспорическими, что означает, что гаметофиты свободно живут и развиваются за пределами стенки споры..

Эти экзоспорные гаметофиты могут быть бисексуальными (однодомными), то есть способны продуцировать сперматозоиды и яйцеклетки в одном и том же организме. Если они специализируются на женских и мужских организмах, их отдельно называют диойкосами.

У сосудистых растений гетероспор (они продуцируют как мегапоры, так и микроспоры) есть гаметофит, который развивается в эндоспорикаменте внутри стенки споры. В этом случае гаметофиты являются диоидными, производят яйцеклетки или сперму, но никогда не оба.

Гаметофитос в растениях с семенами

Растения, у которых есть семена, называются покрытосеменными и голосеменными, все они являются эндоспорическими и гетероспорами..

У этих растений гаметофиты превращаются в многоклеточные организмы, когда они находятся внутри стенки спор, а мегапоры остаются в спорангии..

В семенных растениях микроигра известна как пыльца. Микрогаметофитос растения с семенами образуется двумя или тремя клетками, когда зерна пыльцы покидают эспоранжио.

Все растения с семенами являются гетероспорами и дают споры разных размеров: большие женские споры и маленькие мужские споры. 

Мегагаметроид развивается внутри мегапоры в сосудистых растениях без семян и внутри мегаспорангии в конусе или цветке растений с семенами.

Микроигра семян, которая представляет собой пыльцевое зерно, перемещается туда, где находится яйцеклетка, переносится физическим или животным вектором и производит митоз из двух сперматозоидов..

голосеменных

У растений голосеменных мегагейм состоит из нескольких тысяч клеток и имеет от одной до нескольких архегоний, каждая с одной яйцеклеткой. Гаметофит превращается в ткани для хранения пищи в семени.

покрытосеменные

У растений покрытосеменных мегагейма сводится к нескольким ядрам и клеткам и называется зародышевым мешком. Репрезентативный эмбриональный мешок имеет семь клеток и восемь ядер, и одним из них является яйцеклетка.

Два ядра соединяются с ядром спермы, образуя эндосперм, который затем трансформируется в ткань для хранения пищи в семени..

Растения с семенами характеризуются тем, что мегаспора удерживается в спорофите тканями, называемыми кожными покровами. Они имеют функцию обертывания и защиты мегаспорангии.

У растений голосеменных мегапоры окружены кожным покровом, а у растений покрытосеменных — двумя кожными покровами..

Для множества, образованного мегаспорангием, мегаспорой и покровами — это называется яйцеклеткой. Внутри каждой яйцеклетки женский гаметофит развивается из мегапор, производя одну или несколько женских гамет.

Когда пыльцевые зерна прорастают и начинается рост, начинается появление пыльцевой трубки, функция которой заключается во введении мужских гамет в женский гаметофит в яйцеклетку..

У семенных растений женский гаметофит остается в яйцеклетке спорофита. Мужские гаметофиты обнаруживаются в пыльцевых зернах и являются путешественниками, поэтому их можно переносить на большие расстояния ветром или опылителями, в зависимости от вида..

§ 32. Чередование способов размножения и поколений в жизненном цикле растений

*Чередование поколений в жизненном цикле растений

Когда организмы могут размножаться как бесполым, так и половым путем, то говорят о бесполом и половом поколениях данного вида. Если они закономерно сменяют друг друга, то такое явление называется чередованием поколений. Границами, разделяющими бесполое и половое поколения в цикле развития растений, являются процесс образования спор с гаплоидным набором хромосом и оплодотворение, в результате которого восстанавливается диплоидный набор хромосом.

У растений механизм чередования поколений заключается в том, что на растениях, представляющих собой бесполое поколение, развиваются споры, которые прорастают в обоеполые либо раздельнополые (мужские и женские) особи (половое поколение). Половое поколение образует гаметы — спермии и яйцеклетки. В результате оплодотворения формируется зигота, содержащая диплоидный набор хромосом, из которой вновь развивается бесполое поколение (см. схему).

Если проследить за соотношением между бесполым и половым поколениями у растений разного уровня организации, то можно увидеть, что в ходе эволюции развитию подвергалось бесполое поколение, тогда как для полового поколения было характерно постепенное упрощение строения. Например, у мхов преобладающим является половое поколение, на котором живет бесполое поколение. А у папоротников преобладающим является бесполое поколение в виде хорошо развитого растения со стеблем, листьями и корнями, в то время как половое поколение представлено всего лишь небольшой зеленой пластинкой, прикрепляющейся к почве с помощью ризоидов. Далее, у голосеменных и покрытосеменных строение полового поколения упрощается до нескольких клеток, причем с полной редукцией органов полового размножения у покрытосеменных. У них мужское половое поколение — это пыльцевое зерно, а женское — зародышевый мешок. Тогда как бесполое поколение у голосеменных представлено деревьями и кустарниками (иногда лианами), а у покрытосеменных — деревьями, кустарниками, кустарничками и травами.

Чередование поколений — это система для увеличения численности особей и сохранения вида

Оно имеет важное биологическое значение, так как при этом сочетаются два способа размножения: бесполое, которое дает довольно большое количество особей, и половое, при котором обогащается наследственность потомства, могут возникать новые признаки или свойства

!  Это интересно

Помимо типичного полового процесса, в котором участвуют две сливающиеся гаметы, в природе у растений встречается особый тип размножения, называемый апомиксисом (аналогия партеногенеза у животных). В этом случае зародыш образуется из неоплодотворенной яйцеклетки, которая может быть гаплоидной или диплоидной из-за аномалий гаметогенеза. Апомиксис широко встречается у розоцветных, сложноцветных, в том числе у некоторых сортов свеклы, хлопчатника, льна, табака и других сельскохозяйственных культур. Такие формы имеют большое значение в селекции.

Повторим главное. Образование половых клеток у покрытосеменных растений происходит в генеративных частях цветка — тычинках и пестиках. Этому предшествует развитие полового поколения: в тычинках — пыльцевых зерен, в семязачатке — зародышевого мешка. Они образуют гаметы — спермии и яйцеклетки. После опыления происходит оплодотворение с участием двух спермиев. Из зиготы образуется зародыш, из семязачатка формируется семя, а на месте завязи развивается плод. В ходе эволюции происходило усложнение организации бесполого поколения, тогда как строение полового поколения постепенно упрощалось.