Спорофит и гаметофит цветковых растений: Гаметофит и спорофит

Гаметофит и спорофит в жизненном цикле растений и их особенности

Определение гаметофита и спорофита

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.

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.

Решение задач

от 1 дня / от 150 р.

Курсовая работа

от 5 дней / от 1800 р.

Реферат

от 1 дня / от 700 р.

ЗАДАНИЕ А12

ЗАДАНИЕ
А12

МНОГООБРАЗИЕ
РАСТЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ.
КЛАССЫ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ

ЭЛЕМЕНТЫ
СОДЕРЖАНИЯ, ПРОВЕРЯЕМЫЕ НА ЕГЭ

4. Многообразие
   растений. Основные отделы растений.
   Клас­сы покрытосеменных, роль растений
   в природе и жизни человека.

МНОГООБРАЗИЕ
РАСТЕНИЙ. ОСНОВНЫЕ ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ

ЖИЗНЕННЫЕ
ЦИКЛЫ РАСТЕНИЙ

Цикл
развития мха

У
мхов гаметофитом является зеле­ное
растение с листьями и стеблями, а вот
желто-коричневые коробочки на ножках,
торчащие на зеленых расте­ниях, — это
спорофиты. При этом спо­рофит
паразитирует на гаметофите. На рисунке
гаметофит обозначен цифрой 1, а спорофит
— 2. В коробоч­ках происходит мейоз и
образуются га­плоидные споры, которые
прорастают в тонкие нити, а из них
развиваются взрослые гаплоидные
гаметофиты. На верхушках гаметофитов
образуются мужские (антеридии) и женские
(архегонии) органы размножения. При
наличии воды происходит оплодотворение,
образуется зигота, а из нее начинает
развиваться взрослый спорофит (коробочка
на ножке).

Одной
из особенностей растений является
чередование поко­лений в жизненном
цикле. Половое поколение (гаплоидный
гаметофит) сменяет бесполое (диплоидный
спорофит). Вкратце это происходит так:
гаплоидный гаметофит
путем
митоза производит мужские и женские
гаметы, происходит оплодотворение,
образуется диплоидная зигота, из которой
путем митоза развивается спорофит. В
результате мейоза у спорофита
образуются
гаплоидные споры, из которых опять
вырастает гаплоидный гаметофит. В ходе
эволю­ции наблюдается постепенная
редукция гаметофита.

Цикл
развития папоротника

На
рисунке представлена смена поколений
у папоротников. Однако в отличие от
мхов у папоротников взрослое расте­ние
(1) — спорофит. На нижней стороне листа
(2) формируются гаплоидные споры (3), из
кото­рых при благоприятных усло­виях
развивается небольшая (всего несколько
миллиметров) пластинка — заросток (4).
Это и есть гаметофит папоротника. На
его нижней стороне образуются антеридии
и архегонии, при наличии воды происходит
оплодотворе­ние, образуется зигота
и начинает развиваться молодой спорофит
(5), который вырастает во взрослое
растение.

Цикл
развития сосны

У
семенных растений наблюдается
дифференциация гаметофи­тов на
мужские и женские и еще большая их
редукция.

На
рисунке показан цикл развития сосны.
Рано весной на по­бегах сосны образуются
мужские (4) и женские (1) шишечки. В муж­ских
созревает пыльца (мужские гаметофиты,
не образующие антеридиев). В женских
формируются семязачатки, в которых
развива­ются женские гаметофиты —
эн­досперм с двумя архегониями. В
результате опыления пыльцевое зерно
попадает на семязачаток и образует
трубку, по которой cnepмии
перемещаются к яйцеклетке.

Происходит
оплодотворение, об­разуется зигота,
из которой затем развивается зародыш.

У
цветковых растений гаплоид­ная стадия
редуцирована еще сильнее. Мужской
гаметофит пред­ставлен пыльцевым
зерном (как и у голосеменных), а женский
— за­родышевым мешком (всего семь
клеток).

Таким
образом, можно сделать вывод,
что в ходе эволюции растений происходит
постепенная редукция гаплоидной стадии
(гаметофита).

КЛАССЫ
ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Однако
следует помнить и про исключения из
общего правила. На­пример, вороний
глаз имеет сетчатое жилкование, но одну
семядо­лю, и поэтому его относят к
однодольным растениям. Подорожник имеет
мочковатую корневую систему и дуговое
жилкование, но от­носится к двудольным,
т. к. имеет две семядоли.

СЕМЕЙСТВА
ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Главным
признаком при разделении цветковых
растений на се­мейства является
строение цветка и плода.

Покрытосеменные растения | Определение, воспроизведение, примеры, характеристики, жизненный цикл, таксономия и факты

цветок змеиной тыквы

Посмотреть все СМИ

Ключевые люди:

Адольф-Теодор Броньяр
Роберт Браун
Чарльз Э. Бесси
Чарльз Джозеф Чемберлен
Джон Бартрам

Похожие темы:

клада магнолид
паразитическое растение
цветок
коммелинид
австробайлейлес

Просмотреть весь связанный контент →

Популярные вопросы

Что такое покрытосеменные растения?

Покрытосеменные – это растения, дающие цветы и содержащие семена в плодах. Это самая большая и разнообразная группа в царстве Plantae, насчитывающая около 300 000 видов. Покрытосеменные растения составляют примерно 80 процентов всех известных живых зеленых растений. Примеры варьируются от обыкновенного одуванчика и трав до древних магнолий и высокоразвитых орхидей. Покрытосеменные также составляют подавляющее большинство всей растительной пищи, которую мы едим, включая зерновые, бобовые, фрукты, овощи и большинство орехов.

цветок

Узнайте больше о цветах, одной из определяющих характеристик покрытосеменных растений.

Чем покрытосеменные отличаются от голосеменных?

Основное различие между покрытосеменными и голосеменными заключается в том, как развиваются их семена. Семена покрытосеменных растений развиваются в завязях цветков и окружены защитным плодом. Семена голосеменных обычно образуются в однополых шишках, известных как стробилы, и у растений отсутствуют плоды и цветы. Кроме того, все покрытосеменные, кроме самых древних, содержат проводящие ткани, известные как сосуды, в то время как голосеменные (за исключением Gnetum ) нет. Покрытосеменные имеют большее разнообразие в своих привычках роста и экологических ролях, чем голосеменные.

Подробнее ниже:
Структура и функция: соцветия

В чем разница между покрытосеменными и голосеменными растениями?

Узнайте больше о различиях между покрытосеменными и голосеменными растениями.

Чем похожи покрытосеменные и голосеменные растения?

Обе группы сосудистых растений содержат ксилему и флоэму. За исключением очень немногих видов покрытосеменных (например, облигатных паразитов и микогетеротрофов), обе группы полагаются на фотосинтез для получения энергии. И покрытосеменные, и голосеменные используют семена в качестве основного средства размножения, и оба используют пыльцу для облегчения оплодотворения. Голосеменные и покрытосеменные имеют жизненный цикл, включающий смену поколений, и оба имеют редуцированную стадию гаметофита.

голосеменные

Прочтите о голосеменных растениях.

покрытосеменное , также называемое цветковое растение , любой из примерно 300 000 видов цветковых растений, самой большой и разнообразной группы в царстве Plantae. Покрытосеменные растения составляют примерно 80 процентов всех известных ныне живущих зеленых растений. Покрытосеменные — это сосудистые семенные растения, у которых семязачаток (яйцо) оплодотворяется и развивается в семя в закрытой полой завязи. Сама завязь обычно заключена в цветке, той части покрытосеменного растения, которая содержит мужские или женские репродуктивные органы или и то, и другое. Плоды образуются из созревающих цветочных органов покрытосеменных растений и поэтому характерны для покрытосеменных растений. Напротив, у голосеменных растений (например, хвойных и саговниковых), другой большой группы сосудистых семенных растений, семена развиваются не в завязи, а обычно остаются открытыми на поверхности репродуктивных структур, таких как шишки.

Узнайте, как покрытосеменные и голосеменные растения хранят свои семена

Просмотреть все видео к этой статье

В отличие от таких несосудистых растений, как мохообразные, у которых все клетки в теле растения участвуют во всех функциях, необходимых для поддержки, питания и расширения тела (например, питание, фотосинтез и деление клеток), покрытосеменные развили специализированные клетки и ткани, которые выполняют эти функции, а затем развили специализированные сосудистые ткани (ксилема и флоэма), которые переносят воду и питательные вещества во все области тела растения. . Специализация растительного тела, развившаяся как приспособление к преимущественно наземной среде обитания, включает обширные корневые системы, закрепляющие растение и поглощающие воду и минеральные вещества из почвы; стебель, поддерживающий растущее тело растения; и листья, которые являются основными местами фотосинтеза для большинства покрытосеменных растений. Еще одним значительным эволюционным достижением по сравнению с несосудистыми и более примитивными сосудистыми растениями является наличие локализованных областей для роста растений, называемых меристемами и камбиями, которые увеличивают длину и ширину тела растения соответственно. За исключением определенных условий, эти области являются единственными областями, в которых происходит митотическое деление клеток в теле растения, хотя дифференцировка клеток продолжается в течение всей жизни растения.

Покрытосеменные доминируют на поверхности Земли и растительности в большем количестве сред, особенно в наземных местообитаниях, чем любая другая группа растений. В результате покрытосеменные растения являются наиболее важным конечным источником пищи для птиц и млекопитающих, включая человека. Кроме того, цветковые растения являются наиболее экономически важной группой зеленых растений, служащих источником фармацевтических препаратов, продуктов из волокна, древесины, декоративных растений и других коммерческих продуктов.

Хотя таксономия покрытосеменных до сих пор известна не полностью, последняя система классификации включает в себя большой объем сравнительных данных, полученных в результате изучения последовательностей ДНК. Он известен как система ботанической классификации покрытосеменных Phylogeny Group IV (APG IV). Покрытосеменные стали считаться группой на уровне отдела (сопоставимом с уровнем типа в системах классификации животных), называемой Anthophyta, хотя система APG признает только неформальные группы выше уровня порядка.

В этой статье порядки или семейства даны, как правило, в скобках, после народного или научного названия растения. В соответствии с таксономическими соглашениями роды и виды выделены курсивом. Высшие таксоны легко идентифицируются по их суффиксам: семейства оканчиваются на -aceae , а порядки — на -ales .

Для сравнения покрытосеменных растений с другими основными группами растений см. растения, мохообразные, папоротники, низшие сосудистые растения и голосеменные.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.
Подпишитесь сейчас

9.22: Жизненный цикл покрытосеменных — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

Какой тип растений самый успешный?

Цветковые растения. Почему? Как вы знаете, цветы бывают самых разных стилей и цветов, и многие из них визуально приятны. Это способствует опылению. Также обратите внимание на анатомию этого цветка гибискуса. Каждая часть эволюционировала, чтобы играть роль в жизненном цикле.

Жизненный цикл покрытосеменных

Покрытосеменные , или цветковые растения, являются самыми многочисленными и разнообразными растениями на Земле. Покрытосеменные развили несколько репродуктивных приспособлений, которые способствовали их успеху. Как и у всех сосудистых растений, в их жизненном цикле преобладает поколение спорофитов. Типичный жизненный цикл покрытосеменных показан на Рисунок ниже.

Жизненный цикл покрытосеменных

Цветок на Рисунок вверху, очевидно, является нововведением в жизненном цикле покрытосеменных растений. Цветки образуются на доминирующем спорофите растения. Они состоят из узкоспециализированных мужских и женских половых органов. Цветы производят спор , которые развиваются в гаметофитов . Мужские гаметофиты состоят всего из нескольких клеток внутри пыльцевого зерна и производят сперму. Женские гаметофиты производят яйца внутри завязей цветов. Цветы также привлекают животных опылители .

Если происходит опыление и оплодотворение, внутри семязачатка в завязи образуется диплоидная зигота. Зигота развивается в зародыш внутри семени, которое формируется из семязачатка и также содержит пищу для питания зародыша. Завязь, окружающая семя, может развиться в плод. Плоды привлекают животных, которые могут распространять содержащиеся в них семена. Если семя прорастает, оно может превратиться в зрелое спорофитное растение и повторить цикл.

Резюме

• У цветковых растений зарождение гаметофитов происходит в цветке, который формируется на зрелом спорофитном растении.