Проведите сравнение жизненных циклов споровых и семенных растений

Опишите возрастные изменения физиологических и морфологических параметров листа.

Рост растений – это сумма роста всех органов р-я. Существует з-н большого роста Сакса (график). В единицу времени у однолетних р-й(график 2). Лист – однолетний орган. Лист растет основанием(искл. папоротники, т.к. эволюц. происх-е высших р-й – энации, у низших – сращивание побегов). Кажд. лист, его рост и прирост опис-ся графиками (см. выше). Функция листа- ф-з. Ф-ции листа также м. охар-ть отношением притока и оттока в-ва. При росте- приток, при старении- отток. Соот-но к осени хотя ф-з и идет, но прекращ. с-з АТФ, лист худеет. Активный фотосинтез ведет к довольно быстрому старению листьев и в конце концов к их отмиранию. Интенсивность фотосинтеза и дыхания в стареющем листе постепенно снижается. Снижается в тканях листа и содерж-е белкового азота и РНК. Видимый признак старения листа – покраснение или пожелтение, связанное с деградацией хлоропластов иразрушением хлорофилла. Лист как бы опустошается перед опадением. Массовое опадение листьев получило название листопад. Все пр-сы затухают, лист умирает, идет отток в-ва.

Все листья м. разделить на 3 гр.: на основании – старые (миним. степень сложности), средн. листья – наиб. рзв., степ. слож-ти макс., верхние молодые – приближ. к старым. У молодых листьев преоблад. гормоны роста, а у старых соот-но – гормоны старения. Гр.2 (стар., ср. и молод. листья)

Высшие растения делятся на две неравные по значению и величине группы – высшие споровые и семенные растения.

Споровые растения. Размножаются высшие споровые растения вегетативно, бесполым и половым путем. При половом размножении в специальных образованиях – многоклеточных спорангиях, возникающих на диплоидном спорофите, формируются лишенные ундулиподиев неподвижные споры. Споры в разной степени кутинизированы и приспособлены к пассивному распространению (ветром, текущей водой, с помощью животных, птиц и других).

В спорангиях части высших растений все споры одинаковые – это растения равноспоровые. У эволюционно более продвинутых таксонов образуются споры разной величины: мелкие – микроспоры и крупные – мегаспоры, или макроспоры. Споры любого типа при прорастании образуют гаплоидный гаметофит, часто называемый заростком. На сформировавшихся гаметофитах развиваются половые органы: антеридии и архегонии. У равноспоровых растений гаметофит обоеполый, то есть несет и антеридии, и архегонии. Микроспоры при прорастании образуют мужской гаметофит, несущий только мужские половые органы – антеридии. Из мегаспор образуется женский гаметофит с архегониями. В антеридиях развиваются подвижные, то есть снабженные ундулиподиями мужские гаметы – сперматозоиды или неподвижные спермии. В архегониях созревают женские гаметы – яйцеклетки.

Процесс оплодотворения у споровых растений осуществляется только в присутствии капельно-жидкой воды. В результате оплодотворения, то есть слияния мужской гаметы с женской, образуется зигота. Зигота дает начало многоклеточному зародышу, из которого благодаря росту и дифференцировке развивается новый спорофит. У растений спорофит всегда представлен диплоидной фазой. Редукция хромосом происходит при образовании спор, благодаря чему гаметофиты всегда гаплоидны. Диплоидность восстанавливается лишь после слияния гамет.

Таким образом, полный жизненный цикл растения состоит из двух фаз - гаметофита и спорофита. У большинства споровых растений, исключая моховидные, эти фазы представляют собой отдельные физиологически самостоятельные особи.

Семенные растения. По сравнению со споровыми семенные представляют собой более высокий уровень организации растений, так как главным зачатком для расселения вида является качественно новое образование – семя. Главнейшее эволюционное преимущество семенных растений перед споровыми состоит в том, что половой процесс у них не зависит от капельно-жидкой воды. Благодаря такой независимости семенные растения получили возможность расселиться по всей земле и стать господствующей группой растений.

Важнейшее эволюционное приобретение семенных растений – внутреннее оплодотворение. Все семенные растения являются разноспоровыми. Для всех этих растений характерна резкая редукция гаметофита и еще большее господство в цикле развития спорофита. Женский гаметофит и образуемые им гаметы (яйцеклетки) остаются в мегаспорангии, никогда не покидая родительское растение (спорофит). Микроспоры семенных растений дают начало крайне редуцированному мужскому гаметофиту, помещающемуся в пыльцевом зерне. Пыльцевые зерна (пыльца) разносятся ветром или иными агентами, достигая семязачатков и осуществляя опыление. Пыльцевое зерно, достигнув семязачатка, прорастает, мужская гамета по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки и осуществляет оплодотворение. В адаптивном отношении чрезвычайно важно, что впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой водной среды.

В отличие от споровых растений единицей размножения и распространения у семенных растений служит не спора, а семя. Семя образуется в результате развития оплодотворенного семязачатка. Центральная часть семязачатка представляет собой видоизмененный мегаспорангий, называемый нуцеллусом, который окружен особыми покровами – интегументами. Внутри нуцеллуса развивается мегаспора, образующая женский гаметофит, на котором развивается женская гамета – яйцеклетка. После ее оплодотворения формируется миниатюрный спорофит – зародыш семени, а интегументы, разрастаясь и отвердевая, надежно защищают зародыш и питательные вещества семени. Семена при созревании отделяются от материнского растения и обычно имеют разнообразные приспособления для распространения. Семена – это более совершенные, чем споры, единицы размножения и расселения, поскольку в них есть не только вполне сформированный зародыш будущего спорофита, но и запасные питательные вещества, необходимые на первых этапах его развития. Плотные оболочки эффективно защищают семя от неблагоприятных природных факторов, многие из которых губительны для большинства спор. Таким образом, семенные растения приобрели серьезные преимущества в борьбе за существование, что и определило их расцвет при иссушении климата. В настоящее время это господствующая группа растений.

Семенные растения делят на два отдела – голосеменные и покрытосеменные. Семязачатки голосеменных располагаются открыто на поверхности мегаспорофиллов, обычно не образующих чего-либо похожего на плоды. Мегаспорофиллы покрытосеменных, срастаясь краями, образуют полость, к внутренней поверхности которой и прикрепляются семязачатки. При созревании семян мегаспорофиллы образуют их вместилище, называемое плодом.

Таким образом, основное преимущество семенных растений над споровыми связано с их способом размножения. Здесь можно выдилить три главных аспекта:

1. У семенных растений гаметофитное поколение очень редуцировано. Гаметофит полностью зависит от спорофита и всегда находится под его защитой. У мхов и печеночников, у которых преобладает гаметофит, и у папоротников, у которых есть свободноживущий заросток, гаметофит не защищен и очень легко высыхает.

2. В отличие от споровых растений, у которых сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, семенным для оплодотворения не нужна вода. Мужские гаметы семенных растений неподвижны и переносятся ветром или насекомыми вместе с пыльцевыми зернами. На конечном этапе опыления мужские гаметы проникают к яйцеклетке через пыльцевую трубку, а сами яйцеклетки при этом заключены внутри семязачатков.

3. Только у семенных растений есть особые структуры – семена. Возникновение семени стало возможным благодаря тому, что семязачатки вместе со всем своим содержимым остаются на родительском спорофите.Как споровые, так и семенные растения характеризуются значительно возросшими по сравнению с растениями-предшественниками различиями спорофита и гаметофита, наличием многоклеточных половых органов, защищенных слоем стерильных клеток, развитием у спорофита тканей и органов.

Жизненный цикл споровых растений состоит из 2х фаз – гаметофита и спорофита. У б-ва споровых,исключая моховидные, эти фазы представлены отдельными самостоятельными особями. Споры образуются в специальных органах – многоклеточных спорангиях, возникающих на диплоидном спорофите. Споры характеризуются неподвижностью, но приспособлены к пассивному распространению (преимущественно ветром).В спорангиях части растений все споры одинаковые. Они получили название равноспоровых.Эволюционно более продвинутые таксоны - разноспоровые.У них споры разной величины: мелкие микроспоры и крупные мегаспоры.Споры любого типа при прорастании образуют гаплоидный гаметофит,часто называемый заростком. На сформировавшихся гаметофитах развиваются половые органы – антеридии и архегонии. (У равноспоровых растений гаметофит обоеполый, т е. несет и антеридии, и архегонии.)Микроспоры при прорастании образуют мужской гаметофит,несущий только антеридии. Из мегаспор образуется женский гаметофит с архегониями. В антеридиях развиваются подвижные сперматозоиды или неподвижные спермии. В архегониях созревают неподвижные женские гаметы – яйцеклетки.

Процесс оплодотворения у споровых растений осуществляеися только в присутствии капельно-жидкой воды.В результате слияния мужской гаметы с женской обр. зигота, она дает начало многоклеточному зародышу,из которого в ходе роста и дифференцировки разв. новый спорофит.У растений спорофит всегда представлен диплоидной фазой.Редукция числа хромосом происходит при образовании спор, благодаря чему гаметофиты всегда гаплоидны.

В отличие от споровых, у семенных растений появляется важное эволюционное приобретение – внутреннее оплодотворение. Для всех этих растений характерна, кроме разноспоровости, резкая редукция гаметофита. Женский гаметофит и образуемые им гаметы остаются в мегаспорангии, никогда не покидая родительское растение(спорофит). Микроспоры семенных растений дают началокрайне редуцированному мужскому гаметофиту, помещающемуся в пыльцевом зерне. Пыльца разносится ветром или иными агентами, достигает семязачатков и осуществляет опыление. Пыльцевое зерно, достигнув семязачатка, прорастает,мужская гамета по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки и осуществляет оплодотворение.В адаптивном отношении чрезвычайно важно, что впервые в эволюции растений процесс оплодотворения становится независимым от наличия капельно-жидкой водной среды.

В отличие от споровых растений единицей размножения и распространения у семенных ра тений служит не спора, а семя. Семя образуется в результате развития оплодотворенного или реже неоплодотворенного семязачатка. Центральная часть семязачатка представляет собой видоизмененный мегаспорангий, называемый нуцеллусом, который окружен особыми покровами – интегументами.Внутри нуцеллуса развивается мегаспора, образующая женский гаметофит,на котором развивается женская гамета- яйцеклетка.После ее оплодотворения образуется миниатюрный спорофит-зародыш семени,а интегументы,разрастаясь и отвердевая,надежно защищают зародыш и питательные вещества семени.Семена при созревании отделяются от материнского растения и обычно имеютразнообразные приспособления для распространения.Семена- это более совершенные, чем споры, единицы размножения и расселения,поскольку в них есть не только вполне сформированный зародыш будущего спорофита,но и запасные питательные вещества,необходимые на первых этапах его развития.Плотные оболочки защищают семя от неблагоприятных природных факторов,многие из которых губительны для большинства спор. Т.о. семенные растения приобрели серьезные преимущества в борьбе за существование, что и определило их расцвет при иссушении климата, благодаря чему в настоящее время это господствующая группа растений.

Дата добавления: 2015-04-25