Что является гаметофитом папоротника

Содержание
  1. Описание строения папоротников: корни, стебли, вайя папоротниковых растений
  2. Описание папоротниковидных растений
  3. Биологическая классификация папоротниковых
  4. История видов папоротниковых растений
  5. Распространенность в природе, примеры видов
  6. Сколько живут папоротники
  7. Особенности питания растения
  8. Разбор строения папоротниковых растений
  9. Стебли
  10. Листья, вайи
  11. Корневая система
  12. Органы размножения
  13. Сравнение с другими травянистыми растениями
  14. Урок 5: Размножение растений
  15. Виды размножения
  16. Размножение споровых растений
  17. Размножение семенных растений
  18. Размножение покрытосеменных растений
  19. Вегетативное размножение
  20. Спорофит и гаметофит – определение, признаки и различия
  21. Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»
  22. Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?
  23. Задача 1
  24. Задача 2
  25. Задача 3
  26. Схема жизненного цикла папоротников: описание поколений и способа размножения
  27. Особенности жизненного цикла папоротника
  28. Основные стадии развития папоротника
  29. Стадия гаметофита
  30. Стадия спорофита
  31. Размножение папоротников в домашних условиях
  32. Половое размножение спорами
  33. Размножение папоротника в естественной среде
  34. Споры и спорангии папоротника
  35. Развитие гаметофита
  36. Размножение грибов
  37. Размножение
  38. Общие понятия
  39. Папоротники

Описание строения папоротников: корни, стебли, вайя папоротниковых растений

Что является гаметофитом папоротника

Папоротникообразные произрастают на планете Земля с незапамятных времен. Продолжительность их существования исчисляется миллионами лет. Растения имеют разнообразные жизненные формы, предпочитают влажные места обитания. Своеобразное строение папоротника делает его чрезвычайно приспособленным к выживанию.

Описание папоротниковидных растений

Что такое папоротник, есть разные версии. Ученые считают, что это прямые потомки древнейших растений – ринофитов. В процессе эволюции строение папоротникообразных стало более сложным, почему папоротники относят к высшим растениям, никого не удивляет. Это подтверждает:

  • циклическое развитие растений;
  • развитая система сосудов;
  • приспособленность к наземной среде;

Папоротник в природе

По определению, папоротник – это многолетнее  растение, относится к роду споровых растений. На вопрос о папоротнике: это кустарник или трава, можно ответить утвердительно в обоих случаях. Иногда еще бывает деревом.

Дополнительная информация. При описании папоротников нельзя не вспомнить их разнообразную цветовую гамму, доставляющую эстетическое удовольствие. Эти растения часто становятся настоящим украшением участков. Их несомненное достоинство – устойчивость к болезням и вредителям.

Важно! Как известно, папоротники не цветут, но в славянской мифологии цветок папоротника стал символом вечной любви и счастья. В ночь на Ивана Купала влюбленные тщетно ищут мифический цветок.

Биологическая классификация папоротниковых

Виды папоротников — комнатные и домашние растения

Огромное количество видов папоротникообразных усложняет их классификацию. Такие попытки делались еще древними учеными. Предлагаемые схемы часто не согласовываются между собой. Основами классификации современных папоротников стали строение спорангия и некоторые морфологические признаки. Все разновидности делят на древние и современные.

К отделу папоротников относят следующие семь классов сосудистых растений, как вымерших, так и современных:

  1. Аневрофитопсиды (Aneurophytopsida) – древнейшая примитивная группа.
  2. Археоптеридопсиды (Archaeopteridopsida) – тоже древние представители, которые напоминали современные хвойные деревья.
  3. Кладоксилопсиды (Cladoxylopsida) – есть версии, что эта группа представляет слепую ветвь эволюции.
  4. Зигоптеридопсиды (Zygopteridopsida или Goenopteridopsida) – переходная группа к современным видам.
  5. Офиоглоссопсиды или ужовниковые (Ophioglossopsida) – современные папоротники.
  6. Мараттиопсиды (Marattiopsida) – многолетние растения мелких и крупных форм.
  7. Полиподиопсиды (Polypodiopsida – многолетние или реже однолетние растения разных размеров). Подразделяются на три подкласса: Polypodiidae, Marsileidae, Salviniidae.

История видов папоротниковых растений

История папоротникообразных началась в эпоху динозавров – 400 млн. лет назад. В благоприятном для них теплом и влажном климате тропических лесов папоротники господствовали на Земле.

Некоторые виды достигали 30 м в высоту. Со временем климатические условия кардинально изменились.

  Сколько должно было произойти природных катаклизмов, чтобы исчезли такие исполины, как динозавры и древовидные папоротники.

Размножение папоротников — схема и описание

При всем разнообразии современных папоротников они сильно отличаются от древнейших растений, уступая им в размерах и разнообразии форм. Но и сегодня это самая большая группа споровых – 300 родов и более 10 тыс. видов. Широкое распространение папоротникообразные получили, благодаря экологической пластичности и удивительным особенностям размножения.

Важно! Благоприятные для папоротников климатические условия в наши дни сохранились в тропиках и субтропиках, где древовидные папоротники достигают 20 м.

Распространенность в природе, примеры видов

Папоротник Орляк — как выглядит и где растет

Когда и где растет папоротник, зависит от тепла и влажности местности. Местом обитания вездесущих растений могут быть:

  • нижний и верхний ярусы лесов;
  • болота, реки и озера;
  • овраги и сырые луга;
  • расселины скал;
  • стены домов;
  • обочины дорог.

Страусник

В умеренных широтах можно встретить сотни травянистых представителей папоротников. Краткий обзор некоторых видов:

  1. Орляк обыкновенный. Легко узнаваем по листьям в форме раскрытого зонтика. Распространен в сосновых лесах, подходит для употребления в пищу.
  2. Щитовник мужской. Травянистое растение с листьями до 1,5 м в длину, встречается очень редко. Экстракт Щитовника используется в медицине как антигельминтное средство.
  3. Кочедыжник женский. Крупное растение с листьями изящной формы.
  4. Страусник обыкновенный. Крупный красивый папоротник. За счет длинных корневищ образует целые заросли. Используется в озеленении участков. Вареные листья Страусника съедобны.
  5. Осмунда. Растение с коротким корневищем и длинными блестящими листьями произрастает в Восточной Азии и Северной Америке.
  6. Многорядник. Его листья темно-зеленого цвета, расположены рядами.

Важно! Орляк настолько быстро растет, что его посадки следует ограничивать различными ограждениями, вкопанными в землю.

Для домашнего выращивания подходят:

  • Костенец;
  • Нефролепис;
  • Даваллия;
  • Асплениум;
  • Диксония;
  • Птерис.

Эти растения замечательно украшают домашний интерьер. Очень красив  сорт Юниор с гофрированными листьями.

Домашнее растение

Интересные факты:

  1. Хецистортерис пумила и Азолла карилиниана – самые низкие растения. Их длина не превышает 12 мм.
  2. Эпифиты прекрасно себя чувствуют на деревьях и лианах.
  3. В горных районах можно встретить Венерин волос – удивительное растение с красивыми ажурными листьями.
  4. Древовидные стволы крупных папоротников в тропиках используют в качестве строительного материала.
  5. Marsilea quadrifolia прекрасно чувствует себя под водой.
  6. Дикраноптерис (Dicranopteris) имеет листовые черешки металлической прочности.

Редкие виды папоротникообразных:

  • Щитовник гребенчатый;
  • Фегоптерис связывающий;
  • Многорядник Брауна;
  • Асплений стенной;
  • Гроздовник многораздельный.
  • Папоротник Сальвиния плавающая занесен в Красную книгу Беларуси.

Важно! Растения с красивыми листьями имеют декоративное значение, часто используются в ландшафтном дизайне и при составлении флористических композиций.

Сколько живут папоротники

Вопрос «сколько лет живет папоротник» непростой. Продолжительность жизни зависит от места его произрастания и вида.

В умеренных широтах наземная часть папоротника отмирает с наступлением холодов, в тропиках может расти несколько лет.

Придаточные корни каждые 4 года заменяются новыми, непосредственно корневище сохраняет жизнеспособность до 100 лет. Эта особенность дает возможность растению выживать в любых условиях.

Особенности питания растения

Папоротникообразные  питаются, добывая необходимые питательные вещества при помощи корней и листьев. Необходимые микроэлементы и воду растение всасывает из почвы. Листья участвуют в процессе фотосинтеза, преобразуя углекислый газ в органические кислоты. Так папоротник получает крахмал и сахар, нужные для жизнедеятельности всех органов.

Разбор строения папоротниковых растений

Предки папоротниковых растений имели примитивное строение. В процессе эволюции оно стало более сложным.

Стебли

Стебель папоротников малоразвит, небольших размеров. Его называют корневищем. Конечно, тропические папоротники с одеревеневшими стволами являются исключением. Вьющееся корневище может простилаться на большие расстояния.

Листья, вайи

Лист папоротника гораздо массивнее стебля. Они не совсем обычные, имеют отличительные особенности строения и роста, разнообразные формы. Чаще они рассеченные, перистые. Вайи – так называются листья у папоротника.

Черешок листа прикреплен к подземной части стебля – корню или корневищу. Рассматривая их, трудно понять, где заканчивается стебель, и на каком уровне начинается лист.

Интересная особенность вайи – рост верхушкой, которая представляет собой  свернутый и постепенно разворачивающийся завиток в виде улитки.

Вайи

Развитие  листьев начинается в почках под землей и длится до двух лет. Только на третий год они могут появиться над землей. Вследствие верхушечного роста вайи папоротников достигают очень крупных размеров.

У большинства растений вайи участвуют в процессе фотосинтеза, вегетации и одновременно в образовании спор. Споры появляются в сорусах,  которые расположены на нижней стороне листьев в виде одиночных или групповых бугорков.

Корневая система

Корневая система состоит из мощного корневища и многочисленных придаточных корней. Проводящая ткань на стебле и корнях всасывает воду и по сосудистым пучкам продвигает ее к листьям.

Органы размножения

Жизнь папоротника делится на два цикла: длинный бесполовой – спорофит и короткий половой – гаметофит. Органы размножения папоротника – спорангии, где находятся споры,  расположены на нижней части листьев.  Созревшие споры высыпаются из лопнувшей спорангии и разносятся ветром далеко от материнского растения. Спорообразование некоторые ученые сравнивают с цветением других растений.

Из огромного количества спор выживает только часть. Половая фаза начинается, когда спора прорастает при благоприятных условиях в гаплоидный заросток (гаметофит), который похож на зеленую пластину в виде сердца размером в несколько мм.

На нижней стороне заростка формируются женские и мужские половые органы – антеридии и архегонии.

Образовавшиеся в них яйцеклетки и сперматозоиды во влажную погоду сливаются, и образуется зигота, из которой развивается зародыш молодого растения – спорофит.

Растение может также размножаться вегетативным способом, когда на стеблях и корнях образуются выводковые почки. Это важно для любителей-садоводов, выращивающих некоторые виды на своих участках.

Важно! Замечено, что красивые редкие виды размножаются только спорами.

Сравнение с другими травянистыми растениями

Папоротниковидные – это папоротники, хвощи и плауны. Все они размножаются спорами и имеют общее происхождение.

У папоротников есть характерные отличительные признаки от других травянистых растений:

  1. От водорослей они отличается корневищем и сложными листьями.
  2. У мхов и папоротников происходит чередование поколений гаметофита и спорофита. У мхов преобладает гаметофит, у папоротник – спорофит. Наличие проводящей ткани в виде сосудистых пучков делает представителей папоротниковидных растений более приспособленными к наземному образу жизни.
  3. В отличие от цветковых растений, размножаются спорами и не цветут.

Благодаря богатому химическому составу, папоротник имеет полезные для людей свойства. Используется в лекарственных целях и в кулинарии, подходит для засолки. Народная медицина тоже не обошла своим вниманием чудесные растения.

Источник: https://pocvetam.ru/komnatnye-rasteniya/paporotniki/stroenie.html

Урок 5: Размножение растений

Что является гаметофитом папоротника

План урока:

Виды размножения

Размножение споровых растений

Размножение семенных растений

Размножение покрытосеменных растений

Вегетативное размножение

Виды размножения

Размножение — процесс, в результате которого число определённого организма увеличивается.

У растительных организмов различают следующие способы размножения:

  1. Половое;
  2. Бесполое (спорами и вегетативное).

Половое размножение. Если при описании способа размножения растений используются слова «гаметы», то можете без тени сомнения выбирать половое размножение. Гаметы — это специальные клетки, которые предназначены для такого способа репродукции. Фаза в жизненном цикле, которая производит половые клетки, именуется гаметофитом.

У гамет есть два вида:

  1. Мужские: подвижные мужские клетки называют сперматозоидами, а неподвижные — спермиями. У спермиев нет жгутиков (присущи покрытосеменным и голосеменным);
  2. Женские: женские клетки именуются яйцеклетками. Обычно яйцеклетки намного крупнее мужских гамет, так как содержат запас питательных веществ. Яйцеклетка состоит из цитоплазмы — ооплазмы — и ядра.

Половые клетки должны слиться друг с другом. Процесс, в итоге которого создаётся единый организм, называется оплодотворение. Единый организм именуется зиготой, из которого далее сформируется новое растение. Свежий растительный организм содержит набор признаков, который ему передали женские и мужские клетки.

Оплодотворение: Источник

Наследственный материал содержится в хромосомах. Гаметы гаплоидны, то есть в них находится одинарный набор хромосом. На схемах такой хромосом отмечается латинской буквой n. Одинарный набор присущ всем гаметофитам и некоторым водорослям (хлорелла) и грибам (мукор).

Гаметофит папоротника: Источник

При слиянии гамет формируется зигота, которая имеет двойной (диплоидный) набор хромосом. При этом родительские признаки перемешиваются, и образуется уникальное растение со своим набором признаков. В этом и состоит биологический смысл: комбинации генов увеличивают генетическое разнообразие потомства, что приводит к появлению новых более приспособленных организмов.

Бесполое размножение. Бесполая репродукция бывает двух видов: вегетативная и размножение спорами.

Вегетативное размножение. В отличие от полового размножения, в вегетативном размножении не участвуют специализированные клетки. Растительный организм развивается из частей вегетативных органов: корня и побега.

Такой способ размножения характерен для всех растений. Наиболее часто вегетативно размножаются покрытосеменные растения из-за большого разнообразия видоизменённых побегов и корней.

В ходе формирования знаний о садоводстве человечество освоило способ вегетативного размножения — увеличение числа растений посредством черенков и отводков.

Черенки — это такие части растений, которые способны закрепиться в почве и дать новые корни. Для этого черенок отделяют от материнского растительного организма и сажают в почву.

Таким образом можно размножить огромное множество растений, например, жимолость или бузину.

Черенкование: Источник

Растительные организмы, которые не способны хорошо укорениться в почве, размножают отводками (крыжовник). При этом способе дочернее растение не отделяют от материнского, а лишь загибают часть побега и присыпают сверху почвой.

Размножение отводками: Источник

Некоторые растения сами выработали органы для вегетативного размножения. Например, землянику легко клонировать самим, благодаря наличию видоизменённого побега — усов.

Размножение усами земляники: Источник

Размножение спорами. Не стоит путать споры бактерий и споры растений. Споры бактерий — стадия жизни микроорганизмов, в которой максимально замедлены обменные процессы. Споры нужны бактериям в неблагоприятных условиях для выживания.

Бактерии покрываются толстой оболочкой, которая может пережить экстремальные температуры. Споры растительных организмов предназначены для размножения. Оболочка — спородерма — состоит из двух слоёв: экзины и интины. Экзина имеет выросты, которые позволяет цепляться за гладкие части.

Таким способом размножаются грибы, водоросли и высшие растения.

В отличие от размножения гаметами, в процессе размножения спорами участвует одна клетка. Споры прорастают на стадии жизненного цикла растения, которая называется спорофит. Специальные органы, которые несут споры, называются спорангии.

Споры бывают подвижные и неподвижные. Подвижные споры — зооспоры — имеют жгутики для передвижения. У неподвижных спор жгутика нет.

Спорофит диплоиден, то есть имеет двойной набор хромосом. На схемах записывают как 2n. Растение, которое сформировалось из споры, полностью повторяет материнский растительный организм, потому что не происходит перемешивания генетических материалов.

Растению удобнее размножаться спорами, нежели гаметами, так как в этом процессе участвует всего одна клетка. Споры отделяются от материнского организма и прорастают там, где образуются благоприятные для прорастания условия.

Спорофит папоротника: Источник

Для многих растений характерно чередование поколений, то есть какое-то время организм пребывает на стадии спорофита, а какое-то — на стадии гаметофита. Из-за этого растения одного вида могут отличаться не только способом размножения, но и внешним видом. Всё дело в преимуществах поколений.

Преимущества полового размножения:

  • Смешение генетического материала гамет, что приводит к лучшему приспособлению в изменяющихся условиях среды.

Преимущества бесполого размножения:

  • Более высокая вероятность размножения, так как участвует всего одна клетка;
  • При вегетативном размножении развитие растения начинается не с одной клетки, а с нескольких, что уменьшает время появления нового растительного организма.

Чередование поколений папоротника: Источник

Поколение растения, которое существует в жизненном цикле дольше, называется доминирующим. 

Изменение соотношения между гаметофитом и спорофитом в процессе эволюции: Источник

Размножение споровых растений

Споровые растения — растения, для которых характерно споровое размножение.

Споровые растительные организмы бывают:

  1. Низшие: водоросли;
  2. Высшие: мхи, плауны, хвощи, папоротники.

Размножение водорослей.

  1. Вегетативное: водоросли размножаются таким способом, когда их части случайно отделяются от материнского организма из-за сильных течений или воздействия животных;
  2. Споровое: споры водорослей бывают подвижные с жгутиками (зооспоры) и неподвижные; внутри материнской клетки формируется множество спор, которые далее выходят наружу в водную среду;
  3. Половое: половая репродукция активизируется лишь при наступлении неблагоприятных условий для приспособления к изменяющимся внешним условиям; гаметы из гаметофита сближаются в водной среде и формируют зиготу, из которой формируется новое растение.

Размножение водорослей: Источник

Размножение мхов. У мхов выражено чередование поколений. Доминирующим является поколение гаметофит. У кукушкина льна во влажную погоду сперматозоиды из мужского мха перемещаются к яйцеклетке на женском мхе. Бывшая зигота становится спорофитом — коробочкой на ножке. Там формируются споры, которые затем выбрасываются на землю. Из них вырастают мужские и женские мхи — гаметофиты.

Жизненный цикл мха: Источник

Размножение плаунов. В жизненном цикле плаунов уже заметно доминирование спорофита над гаметофитом. На зелёном организме — спорофите — образуются спорангии с множеством спор внутри. Споры формируют гаметофит растений, который у плаунов называется заростком. Там формируются мужские и женские половые части, которые производят гаметы. Они сливаются во влажную погоду, образуя спорофит.

Жизненный цикл плаунов: Источник

Размножение хвощей. Далее во всех растениях спорофит будет доминирующим поколением. Репродукция хвощей повторяет размножение плаунов. На спорофите образуются споры, из которых вырастает заросток — гаметофит — с женскими и мужскими гаметами.

Жизненный цикл хвощей: Источник

Размножение папоротников. Доминирующим поколением папоротников также является спорофит. Спорофит — растение с листьями, на нижней стороне которых образуются бурые бугорки — спорангии. Споры формируют гаметофит — заросток. На нём формируются мужские и женские клетки. При оплодотворении они создают зиготу, из которой развивается спорофит.

Жизненный цикл папоротников: Источник

Таким образом, репродукция низших и высших споровых растений отличается. Для низших споровых растительных организмов характерен выбор между бесполым или половым размножением. Редко встречается и тот, и другой вид репродукции. Для высших споровых растений характерна смена поколений с преобладанием гаметофита (мхи) или с преобладанием спорофита (плауны, хвощи, папоротники).

Размножение семенных растений

Семенные растения также называют голосеменными. Для этих растений характерно семенное размножение. В отличие от споровых растительных организмов, голосеменные размножаются не с помощью спор, а посредством семян. В отличие от покрытосеменных растений, голосеменные не защищают семена специальными образованиями — плодами.

Женские и мужские семена растений можно различить невооруженным глазом: женские семена намного крупнее, так как они несут в себе запас питательных веществ, который заключён в эндосперм. Женское семя состоит из зародыша, эндосперма и плотной семенной кожуры. Мужские семена больше похожи на пыльцу.

Строение семени сосны: Источник

Репродукцию голосеменных растений принято рассматривать на примере сосны обыкновенной. Сосна — однодомный растительный организм, то есть на одном растении расположены и женские шишки, и мужские.

  • Женские шишки: красные, сидят на вершине по одной; на чешуях женских шишек развиваются два семязачатка, в которых располагаются яйцеклетки;
  • Мужские шишки: жёлто-зелёные, небольшие, собраны группами; на чешуях мужских шишек развиваются два пыльцевых мешочка, в которых располагается пыльца и пузырьки, заполненные воздухом, для облегчения полёта.

Строение шишки сосны: Источник

Пыльца вылетает из мужской шишки и встречается с женской. Это стадия опыления. Чешуи женской шишки соединяются, чтобы пыльцевые зёрна не вылетели обратно.

Пыльца становится пыльцевой трубкой, формируя неподвижные безжгутиковые спермии. Они соединяются с яйцеклеткой. Из сформировавшейся зиготы вырастает семя.

Шишка одревесневает, открывается, освобождая семена для дальнейшего распространения.

В жизненном цикле голосеменных растений преобладает спорофит. Спорофит — взрослое растение. Оно формируется внутри семян шишек, а затем прорастает при попадании на землю. Гаметофит — шишки.

Жизненный цикл голосеменных растений: Источник

Также у семенных растительных организмов редко встречается вегетативная репродукция.

Размножение покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения — вершина эволюции. Для размножения у них выработались специальные органы: цветок и плод. Яркий цветок привлекает насекомых-опылителей, которые облегчают перенос пыльцы между растениями. Плод с околоплодником защищает хрупкие семена от неблагоприятных воздействий.

Мужской и женский гаметофит у покрытосеменных растений сильной отличается:

  1. Мужской. Мужской гаметофит называется пыльцой и располагается на пыльнике тычинки. Представляет собой шарики с двухслойной оболочкой: наружная — неровная и внутренняя — гладкая. Неровности нужны для лучшего закрепления пыльцы. Под оболочками находятся две клетки: вегетативная и генеративная.
  2. Женский. Женский гаметофит именуется зародышевым мешком и располагается в семязачатке пестика. В нём есть входное отверстие для пыльцы — микропиле. Напротив микропиле находится яйцеклетка, а в центре — центральная клетка.

Мужской гаметофит: Источник

Женский гаметофит: Источник

Процесс переноса пыльцы называется опылением. Опыление растений бывает:

  • Самоопыление: пыльца попадает на тычинки того же растительного организма (горох, фасоль); высока вероятность опыление, но мало разнообразие потомства;
  • Перекрёстное опыление: пыльца попадает на тычинки другого растения (кукуруза, арбуз); высоко разнообразие потомства, но мала вероятность опыления.

Посредством насекомых-опылителей (зоофилия) или ветра (анемофилия) пыльца отделяется от тычинки и перелетает на рыльце пестика. Вегетативная клетка удлиняется и становится пыльцевой трубкой. Она вырастает и пробирается к зародышевому мешку.

Генеративная клетка делится на 2 неподвижных спермия. Один из них соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу. Второй объединяется с центральной клеткой, формируя в дальнейшем эндосперм.

Этот процесс именуется двойным оплодотворением, то есть два спермия сливаются с двумя клетками.

Двойное оплодотворение: Источник

Далее из зиготы развивается зародыш, который окружён эндоспермом с запасом питательных веществ. Постепенно формируется плод.

Вегетативное размножение

Вегетативное размножение происходит с помощью вегетативных органов: корня, побега. В отличие от полового размножения, вегетативная репродукция даёт начало идентичным особям без разнообразия. Это понижает шансы на выживаемость в изменяющихся условиях среды.

В вегетативном размножении участвуют клетки паренхимы — основной ткани. Эти клетки не являются специализированными, поэтому в процессе развития могут дать начало любому органу.

Для вегетативного размножения растительные организмы выработали разнообразные способы:

  1. Хвощи и папоротники размножаются корневищами — видоизменёнными побегами;
  2. Голосеменные растения размножаются отводками и черенками;
  3. Покрытосеменные растения также размножаются с помощью видоизменённых частей: усов (земляника), корневищ  (пырей), клубней (картофель), луковиц (лук).

Способы вегетативного размножения: Источник

Источник: https://100urokov.ru/predmety/urok-8-sposoby-razmnozheniya-rastenij

Спорофит и гаметофит – определение, признаки и различия

Что является гаметофитом папоротника

Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением. 

Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.

Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений. 

Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.


Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.

Гаметы бывают двух видов:

  1. Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.

  2. Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.

У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.

Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность. 

Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.

Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных. 

Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.

Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.

Таблица «Отличия гаметофита и спорофита у растений»

Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.

ГаметофитСпорофит
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.

Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?

Преимущества спорофита:

  • в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
  • из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.

В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни. 

Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле. 

Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.

Споры папоротника

Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли – хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.

Задача 1

Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?

Решение.

Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.

Задача 2

У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?

Решение.

В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.

Задача 3

Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?

Решение.

Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.

Источник: https://nauka.club/biologiya/sporofit-i-gametofit.html

Схема жизненного цикла папоротников: описание поколений и способа размножения

Что является гаметофитом папоротника

Есть мнение, что папоротники существовали более 358 млн лет назад. Это самые древние из споровых культур. Если взять современный уголь, он как раз является результатом гниения древних растений, в том числе папоротников. В семействе наиболее изученными являются орляк, страусник и щитовник мужской. В цикле развития папоротниковых, также как у хвощей, плаунов, верховодит спорофит.

Особенности жизненного цикла папоротника

На самом ли деле цветет папоротник или это заблуждение, интересует человека с древних времен. Для выяснения вопроса следует отследить причинно-следственные связи. Как известно, цветок растения после увядания формирует семенник. То есть, если какая-то культура выращивается из семян, значит изначально должно быть цветение. Хоть какие-нибудь бутончики должны формироваться и распускаться.

Папоротник

Размножение семенами происходит по классическому сценарию:

  • высеваются семена;
  • появляются ростки;
  • из ростков формируется молодое растение;
  • растение достигает зрелости;
  • зацветает;
  • после увядания бутона на его месте появляется семенник;
  • семена вызревают и готовы к новому посеву.

В случае с плодовыми культурами семенной материал формируется и зреет внутри плода. Это могут быть косточки или семена.

Между тем, древнейшее на планете растение – папоротник размножается спорами. Семенам неоткуда взяться, так как не распускаются цветки. Кстати, к группе тайнобрачных также относятся мхи, хвощи, плакуны.

Из этого факта следует, что папоротник не цветет. Другая точка зрения связана исключительно с мистикой. Особенно легенда стала популярной после выхода фильма про ночь на Ивана Купалу. Предание гласит о том, что в эту ночь растение зацветает изумительным красным цветком. Тот, кто его увидит, обретет счастье.

Заблуждение человека тоже можно понять. Оно происходит на основании формы и цвета споровой пыли. Она скапливается на изнаночной стороне листа как красно-бурое облако. Скопление ярких спор вполне можно принять за цветки. Иногда с бутонами путают шарообразные завитки по контуру листа.

Основные стадии развития папоротника

Какое строение папоротника — особенности листьев, корней папоротников

У семейства папоротников изучено более 3 сотен родов и около 10 тысяч видов.

Интересный факт! У папоротника набор хромосом более 1200.

В зависимости от условий произрастания папоротники бывают низкорослыми и высокорослыми. В среднем высота куста составляет 0,3-1 метра. Представители семейства предпочитают влажные тенистые участки леса.

Эти растения для человека, в основном, играют декоративную роль. Хотя есть съедобные виды (орляк, страусник), а некоторые являются лечебными.

Например, корневища щитовника мужского используют для изготовления противогельминтного средства.

Жизненный цикл папоротника

Изначально растение может размножаться только спорами. Все остальные способы разведения основаны на уже существующем растении. Например, деление корневища, высаживание отростков либо почек боковых.

Итак, вызревшие и опавшие споры проходят циклы спорофитов и гаметофитов. Жизненный цикл папоротника включает последовательность фаз:

  • созревают споры;
  • из споры папоротника развивается заросток (гаметофит);
  • образуются половые клетки – сперматозоиды и яйцеклетки;
  • образуется зигота;
  • прорастает зародыш;
  • вырастает новый кустик.

На этом цикл развития папоротника завершается. Молодое растение повторит его вновь. В итоге продолжительность полового цикла развития очень короткий.

Обратите внимание! В жизненном цикле культуры преобладает поколение бесполое. Как раз оно дает жизнь растению.

Стадия гаметофита

Вначале на нижней стороне листовой пластины образуются и вызревают споры. Затем они отделяются от листа и разносятся по территории. Закрепившаяся на поверхности почвы спора, прорастает и превращается в гаметофит папоротника, похожий на сердечко отросток. Вместо корней у него нитевидные ризоиды.

Заросток папоротника обоеполый. В разных кармашках зреют яйцеклетки и сперматозоиды. Для их встречи требуется вода. Эта стадия называется половой.

Стадия спорофита

Спорофит папоротника – это заросток. Форма заростка предполагает медленное стекание воды по поверхности. Задержавшиеся внизу капельки способствуют продвижению сперматозоида к яйцеклетке. Происходит оплодотворение. Образовавшаяся клетка (зигота) является основой для формирования спорофита. Это бесполое поколение папоротника.

Интересно! Зародыш вначале берет питание из заростка. После появления первого листа можно говорить о завершении жизненного цикла папоротника.

Размножение папоротников в домашних условиях

Размножение папоротников — схема и описание

Как размножается папоротник, зависит от условий произрастания. В естественной среде он размножается:

Споры папоротника

При домашнем размножении споры используются редко. Самое легкое и результативное – вегетативное размножение. Новое растение получают из:

  • делёнок;
  • укорененных черенков и отростков (боковых воздушных побегов);
  • выводковых почек.

Половое размножение спорами

Посев спорами для садового выращивания проводится после наступления устойчивого тепла. Для получения домашнего растения споры можно сеять весной и осенью.  Для посева годятся только сформировавшиеся споры. Процесс посева:

  1. Готовится грунт.
  2. Хорошо увлажняется.
  3. Высеваются споры.
  4. Поверх них насыпается слой (2-3 см) грунта.
  5. Емкость накрывается пленкой.

Выращивание из спор

После появления поросли пленка открывается постепенно.

Нужно знать! Процесс прорастания спор долгий. Эффективность зависит от сорта.

Размножение папоротника в естественной среде

Асплениум нидус: примеры основных сортов и условия для цветения в доме

Схема и описание размножения папоротника в природе выглядят следующим образом:

  1. На листьях формируется спорангий со спорами внутри.
  2. Созревшие споры отрываются от материнского куста и распространяются по территории с помощью воды или ветра.
  3. При оптимальных условиях спора формирует заросток и ризоидом крепится к почве.
  4. На изнанке заростка созревают женские и мужские половые клетки, происходит оплодотворение.
  5. Из оплодотворенной клетки формируется зигота. Из нее корневая система прорастает в землю.

Нужно знать! У папоротника не все листья споровые. Есть стерильные и бесполые.

Оригинальный папоротник

Для комнатного разведения многолетние папоротники подходят как нельзя лучше. Возможность получения нового растения несколькими способами только облегчает процесс.

Что характерно, отсутствие цветов ничуть не умаляет декоративность древнейшей культуры. Цветет ли папоротник или это просто красивая легенда неважно. К тому же привлекает и универсальность папоротника.

Он может украшать и жилые помещения, и присутственные места. Главное, придерживаться несложных правил ухода за ним.

Источник: https://greensotka.ru/paporotniki/zhiznenniy-tsikl.html

Споры и спорангии папоротника

Что является гаметофитом папоротника

Папоротники имеют самое сложное строение по сравнению с остальными споровыми. Их развиваются под землей. Они называются корневищами. На поверхности почвы вырастают листья. Сначала они спирально закручены. По мере роста они могут достигать значительных размеров. Так выглядит растение бесполого поколения.

Что такое спорангии папоротников, и где они находятся? Эти структуры хорошо заметны на нижней стороне их листьев. Спорангии имеют вид небольших коричневых бугорков, прикрытых особыми чешуйками. Они называются «покрывальцами». После созревания споры попадают в почву и прорастают.

В результате формируется особь полового поколения — заросток. Это пластина сердцевидной формы зеленого цвета, диаметр которой достигает лишь сантиметра. Подобно хвощам и плаунам, заросток папоротника развивается отдельно от спорофита.

Он растет на поверхности влажной почвы, прикрепляясь к ней при помощи ризоидов.

Развитие гаметофита

Споры папоротника развиваются только во влажной почве. Их распространение происходит при помощи воды, ветра, насекомых и птиц. В результате прорастания споры формируется пластинка. В поперечном сечении ее размер едва достигает 3 мм. Заросток папоротника прикрепляется к земле с помощью ризоидов, что обеспечивает еще и дополнительное питание растения.

На нижней стороне этой структуры располагаются половые органы — гаметангии. Эти структуры также имеют микроскопические размеры, которые даже сложно представить. Они бывают двух типов. Мужские называются антеридии. В них созревают сперматозоиды.

Это половые клетки, которые имеют жгутики. Но передвижение сперматозоидов возможно только при наличии воды. Поэтому наличие влаги является обязательным условием для осуществления процесса оплодотворения у всех споровых растений. Женские половые органы называются архегонии.

В них формируются неподвижные яйцеклетки.

Для папоротников характерно перекрестное оплодотворение. Это объясняется тем, что созревание антеридиев и архегониев происходит в разное время. Поэтому слияние гамет обычно происходит между разными проростками.

Читайте так же:  Уход в домашних условиях за растением Джункус

Размножение грибов

Бесполое размножение грибов происходит благодаря особым спорам, которые развиваются на специальных ветвях мицелия. Споры могут быть экзогенными и эндогенными.

Что такое спорангии грибов? Это особые клетки, которые также называются спорангиоспорами. Экзогенные споры образуются в органах, которые называются конидиеносцами, а споры – конидиями.

Высшие грибы размножаются только конидиями, низшие чаще всего спорами.

Спорангии образуются на спорангиеносцах. Это особые ветви грибницы, которые отличаются ограниченным приростом, большей толщиной и другими особенностями.

Кстати, плесневые грибки выделяют токсические вещества, называемые микотоксинами, которые представляют собой сильнодействующий яд, способный причинить вред человеку и животным. Для этого совсем не обязательно скушать заплесневелый хлеб или другую пищу. Достаточно развернуть пакет или открыть судочек с заплесневевшей едой и случайно вдохнуть споры с воздухом или прикоснуться к плесени.

Надеемся, теперь вы понимаете, что такое спорангии, и знаете, что в них образуются споры, с помощью которых растения размножаются. Иногда споры могут быть ядовитыми.

Размножение

Спорангии находятся на нижней стороне листа, собраны кучками (сорусы). Сверху сорусы прикрыты покрывальцем (кольцо). Споры рассеиваются при разрыве стенки спорангия, а кольцо, оторвавшись от тонкостенных клеток, ведёт себя подобно пружине. Число спор на одном растении достигает десятков, сотен миллионов, иногда миллиардов.

Лист папоротника с нижней стороны

На влажной почве споры прорастают в маленькую зелёную сердцеобразную пластинку величиной несколько миллиметров. Это заросток (гаметофит). Он располагается почти горизонтально к поверхности земли, прикрепляясь к ней ризоидами. Заросток обоеполый. На нижней стороне заростка образуются женские и мужские половые органы (мужские — антеридии, женские — архегонии).

Оплодотворение происходит в водной среде (во время росы, дождя или под водой).

Мужские гаметы — сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, проникают внутрь и гаметы сливаются.

Читайте так же:  Нерина выращивание и уход в открытом грунте

Происходит оплодотворение, в результате чего образуется зигота (оплодотворённая яйцеклетка).

Из оплодотворённой яйцеклетки формируется зародыш спорофита, состоящий из гаустории — ножки, которой он врастает в ткани заростка и потребляет из него питательные вещества, зародышевого корешка, почки, первого листа зародыша — «семядоли».

Со временем из заростка развивается растение папоротник.

Схема развития папоротника

Таким образом, гаметофит папоротников существует независимо от спорофита и приспособлен к обитанию в условиях увлажнения.

Спорофитом является всё растение, которое вырастает из зиготы — типичное сухопутное растение.

biouroki.ru

Общие понятия

Спорангии — это многоклеточные (у высших растений) и одноклеточные (у водорослей) органы, в которых образуются споры.

Вы когда-нибудь видели плесень на хлебе? В ней можно различить малюсенькие черные точечки, которые тоже являются спорангиями.

В одном таком спорангии может содержаться до 50 тысяч спор, каждая из которых воспроизводит до сотни миллионов новых спор за несколько дней! Именно поэтому плесень размножается невероятно быстро.

Споры в спорангиях похожи на мелкие шарики, покрытые оболочкой. Спорангии хвощевидных, плауновидных, папоротниковидных развиваются на спорофиллах и могут быть собраны в сорусы (группы) или быть одиночными.

Папоротники

ПАПОРОТНИКИ (папоротниковидные), отдел высших споровых растений. Имеют древнее происхождение. Возникли в девоне; в карбоне древовидныепапоротники вместе с ископаемыми плаунами и хвощами господствовали в растительном покрове Земли. Ныне насчитывается ок. 300 родов и более 10 тыс.

видов папоротников. Они играют меньшую роль в формировании растительного покрова, однако широко распространены по всему земному шару и встречаются в самых различных местообитаниях.

Наибольшее их разнообразие наблюдается в тропиках и субтропиках, где встречаются папоротники травянистые, древовидные, лиановые, водные, папоротники-эпифиты и др.

Папоротники умеренных широт – многолетние травянистые растения, произрастающие во влажных тенистых лесах, оврагах, на болотистых лугах, берегах водоёмов, в трещинах скал. Для папоротников характерно чередование поколений. Доминирует бесполое поколение, или спорофит.

По размерам папоротники варьируют от крупных тропических древовидных форм (выс. до 25 м, диам. ствола до 50 см) до крошечных растений длиной в несколько мм. Стебли папоротников различаются по форме и анатомическому строению. Прямостоячие стволы древовидных папоротников у основания обычно снабжены многочисленными воздушными корнями. придающими им устойчивость.

Стебли травянистых папоротников, особенно молодые, покрыты волосками или чешуйками. Листья папоротников, которые часто называют вайями, весьма разнообразны. Их длина колеблется от нескольких миллиметров до 30 м. Обычно лист имеет черешок и пластинку разной формы (простую, перистую, дважды или многократно перистую и т. д.).

Листья, как правило, совмещают две функции – фотосинтеза и спороношения, лишь у немногих видов они дифференцированы на фотосинтезирующие (стерильные) и несущие спорангии (фертильные). На определённой стадии развития спорофита начинается спороношение (в биологическом смысле оно аналогично цветению).

Спорангии расположены, как правило, на нижней стороне листа или по его краю, у большинства папоротников они сгруппированы в компактные кучки – сорусы. Часто сорусы прикрыты защитными органами – покрывальцами (индузиями). Спорангии одного соруса у разных видов созревают или почти одновременно, или последовательно. При созревании спорангии вскрываются и споры высыпаются.

Из множества спор, производимых взрослым папоротником, лишь небольшая их часть попадает в благоприятные условия, прорастает, давая начало половому поколению – гаметофиту, или заростку. Для прорастания спор большинства папоротников, кроме влажности и тепла, нужен свет. У разноспоровых папоротников гаметофит однополый, у равноспоровых – обоеполый.

Многие папоротники очень декоративны и используются для украшения жилищ и в оранжереях. В Юго-Восточной Азии молодые проростки широко используют в пищу. Корневища папоротника мужского служат источником лекарственного сырья.

sbio.info

Источник: https://InfoDacha.com/zarostok-paporotnika-imeet-vid/

Все о медицине
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: