Жизненный цикл растения
Жизненный цикл растения — это последовательность стадий его существования от образования семени или споры до появления нового поколения. В цикле могут чередоваться половое и бесполое размножение, а у многих растений — два поколения: спорофит и гаметофит.
Основная последовательность развития
У цветкового растения жизненный цикл обычно начинается с семени. Семя прорастает, если есть вода, подходящая температура и доступ воздуха. Сначала появляется зародышевый корень, затем побег с листьями. Молодое растение развивается во взрослый организм, способный к размножению.
- Созревшее семя распространяется и попадает в благоприятные условия.
- Семя поглощает воду, семенная оболочка размягчается, начинается прорастание.
- Формируется проросток: корень закрепляет растение и поглощает воду, побег растёт вверх.
- Взрослое растение образует вегетативные органы — корень, стебель и листья — и достигает способности к размножению.
- В цветках или других органах размножения образуются гаметы; после опыления и оплодотворения возникает зародыш нового растения.
- Образуются семена, часто заключённые в плод, после чего семена распространяются и цикл повторяется.
Жизненный цикл растения — это полный ряд стадий развития организма от его возникновения до образования потомства, которое начинает следующий такой же цикл.
Поколения: спорофит и гаметофит
У растений жизненный цикл часто включает чередование поколений. Спорофит — поколение, которое образует споры. Из споры развивается гаметофит — поколение, образующее гаметы. После слияния мужской и женской гамет возникает зигота, из неё развивается новый спорофит.
Спорофит — диплоидное поколение растения, образующее гаплоидные споры. Гаметофит — гаплоидное поколение, образующее гаметы. Диплоидные клетки содержат два набора хромосом, а гаплоидные — один.
Споры и гаметы образуются разными способами. Споры появляются у спорофита в результате мейоза, поэтому имеют один набор хромосом. Гаметы образуются у гаметофита обычно митозом: клетки гаметофита уже гаплоидны. При оплодотворении два гаплоидных набора объединяются.
| Признак | Спорофит | Гаметофит |
|---|---|---|
| Набор хромосом | Диплоидный, \(2n\) | Гаплоидный, \(n\) |
| Что образует | Споры | Гаметы |
| Как возникает | Из зиготы | Из споры |
| Роль в цикле | Бесполое поколение | Половое поколение |
В типичном цикле растения спорофит образует споры, спора даёт начало гаметофиту, гаметофит образует гаметы, а после оплодотворения из зиготы развивается новый спорофит.
Жизненные циклы разных групп растений
У разных растений поколения имеют неодинаковое значение. У мхов основным, хорошо заметным поколением является гаметофит. Спорофит мха развивается на гаметофите и зависит от него по питанию.
У папоротников, напротив, главным растением является спорофит с корнями, стеблем и листьями. Гаметофит папоротника маленький и недолговечный. У семенных растений спорофит также преобладает. Гаметофит сильно уменьшен: мужской гаметофит представлен пыльцевым зерном, а женский развивается внутри семязачатка.
У цветковых растений после оплодотворения формируются зародыш, семя и плод. Плод защищает семена и помогает их распространению. В жизненном цикле растений важно не путать образование семян с прорастанием: семя образуется после оплодотворения, а прорастает уже при благоприятных условиях.
Какое поколение образует споры?
Половое размножение и образование семени
Половое размножение растений связано с образованием гамет и их слиянием. У цветковых растений пыльца переносится с тычинки на рыльце пестика. Этот процесс называется опылением. Затем мужская гамета по пыльцевой трубке достигает яйцеклетки, происходит оплодотворение.
- Опыление: перенос пыльцы на рыльце пестика.
- Прорастание пыльцевого зерна и рост пыльцевой трубки.
- Слияние мужской и женской гамет; образование зиготы.
- Развитие зиготы в зародыш.
- Превращение семязачатка в семя, а завязи — в плод.
Ученик обнаружил клетку растения с набором \(n\) и установил, что она образовалась в результате мейоза. Какую стадию жизненного цикла она представляет?
Это спора, образованная спорофитом. Она начинает развитие гаметофита. Нельзя называть такую клетку гаметой: гамета образуется на гаметофите и участвует в оплодотворении.
Как решать задания о жизненном цикле
В экзаменационных заданиях могут предложить схему, описание или набор признаков. Сначала найдите исходную точку цикла: семя, спора или зигота. Затем определите, что образуется на следующем этапе. Если указаны \(n\) и \(2n\), установите, где происходит мейоз и где — оплодотворение.
- Подпишите плоидность этапов: спора и гаметофит — \(n\), зигота и спорофит — \(2n\).
- Найдите процесс уменьшения числа хромосом: это мейоз, он ведёт к образованию спор.
- Найдите процесс слияния клеток: это оплодотворение, оно образует зиготу.
- Проверьте направление развития: зигота даёт спорофит, спора — гаметофит.
- Если речь идёт о цветковом растении, отделяйте опыление от оплодотворения: перенос пыльцы не равен слиянию гамет.
Опыление путают с оплодотворением. Опыление — перенос пыльцы, оплодотворение — слияние гамет. Спору путают с семенем. Спора обычно одноклеточна и образуется без оплодотворения, а семя содержит зародыш и возникает после оплодотворения. Гаметофит считают всегда крупным растением. У семенных растений он сильно уменьшен. Мейоз приписывают гаметофиту. В школьной схеме мейоз происходит при образовании спор у спорофита.
Проверь себя
Главное
- Жизненный цикл растения включает развитие от семени или споры до образования потомства.
- Спорофит имеет набор \(2n\) и образует споры мейозом; гаметофит имеет набор \(n\) и образует гаметы.
- Оплодотворение объединяет два гаплоидных набора и создаёт диплоидную зиготу.
- У мхов преобладает гаметофит, у папоротников и семенных растений — спорофит.
- Опыление — перенос пыльцы, а оплодотворение — слияние гамет; это разные процессы.