Жизненный цикл покрытосеменных и их роль в природе и жизни человека. Жизненный цикл покрытосеменных растений
Жизненный цикл покрытосеменных и их роль в природе и жизни человека
Кроме того для покрытосеменных характерны: восьмиядерный, или производный из него, зародышевый мешок, двойное оплодотворение, триплойдный эндосперм, образующийся только после оплодотворения, рыльце у пестика, улавливающее пыльцу, и для подавляющего большинства – более или менее типичный цветок с околоцветником. Из анатомических признаков для покрытосеменных характерно наличие настоящих сосудов (трахей), тогда как у голосеменных развиты только трахеиты, а сосуды встречаются крайне редко.
За небольшими исключениями, все покрытосеменные растения имеют корень, стебель и листья. Наиболее ранние и очень отрывочные ископаемые остатки покрытосеменных (пыльца, древесина) известны из юрского геологического периода. Из нижнемеловых отложений известны тоже немногочисленные достоверные остатки покрытосеменных, а в отложениях середины мелового периода они встречаются сразу в больших количествах и в значительном разнообразии форм, которые все принадлежат ко многим различным ныне живущим семействам и даже родам.
В качестве предполагаемых предков покрытосеменных указывали различные группы нижестоящих в системе растений – кейтониевые, семенные папоротники, беннеттиты, гнетовые. В начале XX века была популярна теория происхождения цветковых от беннеттитов – вымершей группы голосеменных, у которых имелись обоеполые фруктификации (стробилы) – в отличие от других голосеменных, имеющих однополые фруктификации.
По вопросу о месте первоначального возникновения покрытосеменных высказывались разные предположения. Одни считают, что они впервые появились на гипотетическом тропическом материке, расположенном между Америкой, Азией и Австралией и впоследствии погрузившемся в воды Тихого океана. Другие считают колыбелью их области современной арктической суши, третьи – горы субтропической и умеренно теплой зоны северного полушария. Большинство ботаников в настоящее время считают, что первичные покрытосеменные были древесными растениями, имевшими невысокие стволы, моноподиально разветвлявшиеся на немногочисленные толстые ветви.
Покрытосеменные разделяют на два класса – двудольные и однодольные. Для двудольных характерны: две семядоли в семени, открытые проводящие пучки (с камбием), сохранение в течение всей жизни главного корня (у особей, родившихся из семян), перистое и сетчатое жилкование листьев, 5-4-2-членный тип цветков.
Однодольные характеризуются противоположными признаками: одна семядоля в семени, закрытые проводящие пучки (без камбия), раннее отмирание главного корня и развитие придаточной корневой системы, параллельное или дуговое жилкование, трехчленный тип цветков. Отдельные признаки одной группы могут встречаться и у представителей другой группы, поэтому важна вся совокупность признаков.
Жизненный цикл покрытосеменных
Навашин Сергей Гаврилович (1857 – 1930), цитолог и эмбриолог растений, основатель научной школы, академик АН СССР и АН Украины, открыл двойное оплодотворение (1898) у покрытосеменных растений. Заложил основы морфологии хромосом и кариосистематики. Навашин сделал открытие величайшего биологического значения. Он установил, что процесс оплодотворения у покрытосеменных растений принципиально отличается от процесса оплодотворения у голосеменных растений тем, что у покрытосеменных в оплодотворении участвуют два спермия, один из которых сливается с яйцеклеткой и даёт начало зародышу, второй сливается с одной из клеток зародышевого мешка и даёт начало эндосперму. Следовательно, в отличие от голосеменных, эндосперм покрытосеменных растений является продуктом полового процесса. Процесс, открытый академиком С. Г. Навашиным, получил в науке название двойного оплодотворения.
Эндосперм образуется, когда два спермия из пыльцевого зерна (мужского гаметофита) прорастают до зародышевого мешка (женского гаметофита). Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, при этом образуется зигота, а второй сливается с двумя полярными тельцами в центре зародышевого мешка, и при этом образуется первичная клетка эндосперма (с тройным набором хромосом), которая развивается в эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением.
Около 70 % покрытосемянных имеют полиплоидные эндоспермы, обычно триплоидные, но встречаются и варианты от 2n до 15n (наборов хромосом). Древнее цветковое растение Nuphar polysepala имеет диплоидный эндосперм, результат слияния спермия с одной полярной клеткой. Считается, что на ранней стадии развития цветковых произошло изменение в данной типе развития и стал образовываться не семиклеточный, а восьмиклеточный зародышевый мешок с диплоидным эндоспермом.
Рядом точных эмбриологических исследований на различных представителях покрытосеменных (лилейных, лютиковых, сложноцветных) С. Г. Навашин убедительно показал, что эндосперм, как и зародыш, является продуктом полового процесса. Это необычное, свойственное лишь покрытосеменным растениям, явление он назвал двойным оплодотворением. О своем открытии он сообщил в августе 1898 г. на проходившем в Киеве Х съезде русских естествоиспытателей и врачей, а в ноябре того же года опубликовал на эту тему небольшую статью в "Известиях Петербургской Академии Наук".
Мысль о существовании двойного оплодотворения возникла у С. Г. Навашина еще в 1895 г. в процессе работы над изучением халазогамии у грецкого ореха. Окончательное же подтверждение и оформление в стройную теорию эта мысль получила при исследовании оплодотворения у лилии. Позднее С. Г. Навашин описал двойное оплодотворение и у других цветковых растений, систематически далеко отстоящих друг от друга - у представителей лютиковых, сложноцветных, орехоцветных, доказав тем самым общность этого явления для всех покрытосеменных. Двойное оплодотворение – отличительный признак, отделяющий покрытосеменных от голосеменных.
Открытие С. Г. Навашиным двойного оплодотворения у покрытосеменных сыграло важную роль в науке. Явление двойного оплодотворения внесло ясность не только в вопрос происхождения эндосперма, но и разъяснило загадочность такого явления, как ксения у кукурузы. Работы Навашина по оплодотворению покрытосеменных растений были встречены ботаниками всего мира с огромным интересом.
Роль покрытосеменных в природе и жизни человека
Покрытосеменные (или цветковые) – это крупнейший отдел растительного мира. Он насчитывает 533 семейства, 13000 родов. Почти 250 тысяч видов покрытосеменных делятся на два класса: двудольные и однодольные, различающиеся, прежде всего, по количеству семядолей в зародышах, строению листа и цветка. Победа покрытосеменных повлекла за собой изменения и в животном населении Земли; особенно она должна была сказаться в быстрой эволюции насекомых, млекопитающих и птиц, питающихся насекомыми, затем хищных и плодоядных. В свою очередь и у покрытосеменных постепенно возникали в процессе эволюции бесчисленные приспособительные изменения формы, химизма и функций в связи со сложными и разнообразными взаимоотношениями их с животным миром.
В настоящее время покрытосеменные распространены повсюду почти до крайних пределов растительности и определяют характер ландшафтов везде, кроме хвойных лесов, торфяных болот и некоторых типов тундр. Цветковые растения распространены по всему миру, от Арктики до Антарктики. В основе их систематики лежит строение цветка и соцветия, пыльцевых зёрен, семени, анатомия ксилемы и флоэмы. Цветковые растения являются одним из ключевых компонентов биосферы: они производят органические вещества, связывают углекислоту и выделяют в атмосферу молекулярный кислород, с них начинаются большинство пастбищных цепей питания. Многие цветковые растения используются человеком для приготовления пищи, строительства жилища, изготовления различных хозяйственных материалов, в медицинских целях.
В жизни и хозяйственной деятельности человека роль покрытосеменных неизмеримо больше, чем остальных групп растений. Пища, одежда, фураж для скота, ароматические, наркотические, лекарственные, дубильные вещества, каучук и гуттаперча, пробка и многое другое получается из покрытосеменных; материал для жилищ, топливо поделочные материалы, бумага тоже в значительной степени поставляются покрытосеменными. Представители отдела покрытосеменных господствуют на большей части суши нашей планеты и играют решающую роль в формировании растительного покрова. Они создают основную часть наземной фитомассы и в конечном счете определяют возможность существования человека как биологического вида.
biofile.ru
Биологически по цитологии) на тему: "Жизненный цикл покрытосеменных"
Жизненный цикл покрытосеменных растений
Покрытосеменные растения являются ___________ (___). Органом их полового размножения является ____________.
В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – _____________________ (__), где происходит _____ и образуются __ мегаспоры (___), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский ___________ – зародышевый мешок из __ клеток (__), одна из них – __________________ (__), а две ____________ в одну – крупную (__________________) клетку с _________________ набором хромосом (___).
В микроспорангиях (___) пыльников ___________ путём _____ образуются микроспоры (___), из которых развиваются мужские _____________ – пыльцевые зёрна (___), состоящие из двух _____________ клеток (вегетативной и _____________________).
После опыления из ___________________ клетки (__) образуются ___ спермия (__), а из вегетативной (_) – _________________ __________ (_), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (__) к яйцеклетке (__) и центральной клетке (__) . Один спермий (__) сливается с _______ (n) и образуется зигота (___), из которой ______ формируется __________ растения (___). Второй спермий (___) сливается ___________________ клеткой (___) с образованием ____________________ эндосперма (___). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется __________________.
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).
Схема . Жизненный цикл покрытосеменных растений
Задание 1. Какой хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и как они образуются.
Задание 2. Какой хромосомный набор характерен для материнской мегаспоры, которая образуется в завязи, и клеток зародыша семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки
Задание 3. Какой хромосомный набор характерен для мегаспоры, которая образуется в завязи, и клеток листа цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки?
Задание 4. Какой хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
Задание 5. Какой хромосомный набор характерен для клеток цветка и яйцеклетка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
Задание 6. Какой хромосомный набор характерен для центральной клетки зародышевого мешка и тычинки цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
infourok.ru
Жизненные циклы покрытосеменных - Справочник химика 21
Жизненный цикл покрытосеменного растения осуществляется в процессе формирования и развития органов, т. е. органогенеза,. когда последовательно реализуется наследственная информация, запрограммированная в генотипе растеиия. Основные этапы органогенеза следующие развитие зародыша, формирование семени, развитие почки, затем листа, корня, стебля и репродуктивных органов. [c.304]
Факт безусловного преобладания на Земле семенных растений говорит о том, что семя служит чрезвычайно эффективным приспособлением для сохранения и распространения видов. Эта эффективность обусловлепа, во-первых, способностью семян переносить в состояпии покоя неблагоприятные условия (например, зимние холода, засуху и т. д.), во-вторых, их физическими свойствами, позволяющими им распространяться с помощью ветра, воды и различных животных, и, наконец, тем фактом, что каждое семя представляет собой продукт полового размножения со всеми вытекающими отсюда последствиями в отношении возможности генетической изменчивости и рекомбинации. Совместное действие этих факторов определило эволюционный взлет, благодаря которому семенные растения заняли господствующее положение в частности, это относится к травянистым покрытосеменным растениям. Распространение семян в весьма различных условиях внешней среды и короткий жизненный цикл, характерный для травянистых растений, способствовали отбору вариантов, приспособленных к специальным условиям. Возможно, что такой быстрой эволюции цветковых растений содействовало одновременное развитие видов насекомых, принимающих участие в опылении, которое представляет собой одну из стадий полового размножения покрытосеменных. [c.465]Сравните жизненный цикл папоротников и покрытосеменных. Охарактеризуйте продолжительность и сравнительное зиачеиие гаплоидной и ди> плоидной фазы (гаметофита и спорофита) у тех и других. [c.104]
Объясните роль гормонов в жизненном цикле однолетнего покрытосеменного растения, в том числе функции, выполняемые гормонами на каждой стадии. Включите в свой ответ прорастание семяи, вегетативный рост, созревание плодов, опадение листьев и покой. [c.330]
Перед растениями, вышедшими на сушу, встает задача обеспечения встречи мужской и женской гамет, произведенных желательно разными особями. Эта задача решалась по-разному. Отметим поэтому лишь конвергенцию, связанную с одним из возможных решений. Хорошо известно, что цветки большинства покрытосеменных опыляются насекомыми. Исходно насекомых привлекала сама пыльца, а затем растения научились выделять особую сладкую жидкость — нектар. Для улавливания переносимой насекомыми пыльцы образовался специальный орган—пестик (точнее его рыльце) или несколько стило-диев. Оказывается аналогичные образования возникли и у некоторых ржавчинных грибов (дальнейшее относится к виду Пукциния граминис). В жизненном цикле этого гриба чередуются две формы. Одиа из них, назовем ее первой, диплоидна (дикарионна) и живет на хлебных злаках. Другая, вторая форма, гаплоидна и живет иа листьях барбариса. Вторая форма развивается из гаплоидных спор, образуемых первой формой в результате редукционного деления. Первая форма в свою очередь развивается из диплоидных спор, возникающих в ходе жизни второй формы. Для формирования диплоидных спор у второй формы необходимо оплодотворение. Оно может происходить при встрече мицелиев разных полов (точнее разных знаков —полы здесь ие различима морфологически). Такая встреча возможна, если мицелин разных знаков вы- [c.238]
chem21.info
