У папоротников, как и у мхов, в жизненном цикле чередуются два поколения: гаметофит и спорофит. Однако, в отличие от мхов, у папоротников преобладает спорофит. То есть растение, которое мы в обиходе и называем папоротником, представляет собой спорофит. В клетках спорофита двойной набор хромосом, а в клетках гаметофита — одинарный.

Можно считать, что основное размножение папоротников происходит с помощью спор, так как именно благодаря им происходит увеличение количества новых растений папоротника, а также расселение. При половом размножении (с помощью половых клеток) новое растение вырастает там, где уже был заросток, выросший из споры.

На вайях (листьях папоротника) с нижней стороны образуются бугорки, состоящие из спорангиев. В них развиваются споры, содержащие одинарный набор хромосом (т. е. они уже являются гаметофитом, развивающемся на спорофите). Созревшие споры высыпают и разносятся ветром и водой.

Попав в благоприятные условия, спора прорастает в так называемый заросток, который является гаметофитом. Заросток папоротника выглядит как маленькая зеленая пластинка (в несколько миллиметров), но она способна к фотосинтезу, а значит, питается самостоятельно. У заростка есть корнеподобные образования (ризоиды), которыми он прикрепляется к почве и всасывает воду с минеральными веществами.

На нижней стороне заростков образуются половые клетки: сперматозоиды и яйцеклетки. Они гаплоидны, так же как заросток. Когда под заростками скапливается вода, сперматозоид может подплыть к яйцеклетке и оплодотворить ее.

В результате оплодотворения образуется зигота. Поскольку в ней объединяются хромосомные наборы сперматозоида и яйцеклетки, то она имеет двойной набор хромосом, т. е. представляет собой спорофит.

Зигота постепенно развивается в зародыш. При этом зародыш на начальных стадиях своего развития остается связанным с заростком и питается за его счет. Когда у зародыша появляется собственный корень и зеленые части, он начинает питаться самостоятельно.

Зародыш вырастает во взрослое растение папоротника (спорофит).

Папоротники способны также к вегетативному размножению. Оно может осуществляться с помощью корневищ, выводковых почек и др.

Источник: scienceland.info

2. Существенные признаки:

• 1. один родитель;
• 2. дочерние особи — точная генетическая копия
родителя.
• Роль бесполого размножения – сохранять в
потомстве уникальные свойства материнского
организма.

3.

Виды бесполого
размножения
Вегетативное
Деление надвое
Митоз у эукариот
Спорообразование
Простое деление у
прокариот

5. Спорообразование

• При спорообразовании в особых органах –
спорангиях – образуются одноклеточные
споры или зооспоры. Спорами размножаются
грибы, большинство водорослей, а из высших
растений – мхи, папоротники, плауны, хвощи,
которые так и называются – высшие споровые
растения.
• Зооспоры, в отличие от обычных спор,
подвижны, имеют жгутики и характерны для
водорослей.

6. Спорообразование

Споры (всегда 1n)
Мейоспоры образуются в
результате мейоза
Митоспоры образуются в
результате митоза
Высшие растения с
преобладанием
спорофита в
жизненном цикле
Грибы и водоросли
с преобладанием
гаметофита в
жизненном цикле
Материнская
клетка спор была
диплоидная
Материнская
клетка спор была
гаплоидной

8. Чередование поколений

• У всех растений бесполое размножение чередуется с половым. При
этом половое и бесполое поколение морфологически могут
отличаются друг от друга: например, у папоротников половое
поколение – гаметофит – представлено маленькой зеленой
пластинкой – заростком, на которой образуются гаметы.
сполое
поколение – спорофит представляет собой обычный в нашем
представлении папоротник, размножающийся спорами.
• Среди растений различают две группы: с преобладанием
гаметофита в жизненном цикле (большинство водорослей и мхи) и
с преобладанием спорофита в жизненном цикле
(папоротникообразные и семенные).
• Эволюция шла в направлении постепенной редукции гаметофита и
совершенствовании спорофита. У водорослей и мхов гаметофит –
самостоятельное растение, у папоротникообразных – маленькое, но
свободноживущее растение (обычно фотосинтезирующее), у
семенных растений гаметофит крайне редуцирован и развивается
внутри споры; у покрытосеменных на гаметофитах нет ни
антеридиев, ни архегониев.

9. Растения с преобладанием гаметофита в жизненном цикле: водоросли

Половое размножение
Гаметангий
1n
1n
Гаметы
1n
Гаметангий
Бесполое размножение
Спорангий
Зооспоры
1n
2n
1n
1n
Мейоз
1n
1n
Зигота
2n
1n

10. Растения с преобладанием гаметофита в жизненном цикле: мхи

• Размножение у мхов половое и бесполое (вегетативное и
споровое).
• Половое размножение происходит при участии гамет.
Мхи – двудомные растения. На женских растениях
образуются женские половые органы — архегонии, в
которых созревают неподвижные яйцеклетки. На мужских
растениях в антеридиях образуются подвижные
сперматозоиды, которые передвигаются по воде в поисках
женских растений. Растения, образующие гаметы,
называются гаметофитами.
• Яйцеклетки выделяют яблочную кислоту, привлекающую
сперматозоиды. Оплодотворение происходит на женском
растении, здесь образуется зигота, из которой развивается
растение-паразит в виде коробочки со спорами, без
хлоропластов и с присоской.

11. Размножение мхов

• В коробочке образуются споры.
Растение, размножающееся
спорами, называется спорофитом.
• Спора разносится ветром, в благоприятных
условиях прорастает. Но взрослое растение
образуется не сразу. Из споры вырастает
тонкая зеленая нить, сильно ветвящаяся.
Это юношеская стадия развития мхов,
заросток, протонема.
• На протонеме образуются многочисленные
почки, из которых развиваются новые
растения – гаметофиты.
• У мхов гаметофит преобладает в
жизненном цикле.
Заросток,
протонема

12.

Жизненный цикл мха (кукушкин лён)

13. Особенности размножения

• Взрослое растение – это спорофит. Он
преобладает в жизненном цикле.
• Гаметофит упрощен, имеет
микроскопические размеры (до 1 см).
Заросток имеет ризоиды и зеленую
окраску, способен к фотосинтезу.
Спорофит, взрослое растение
• Оплодотворение у
папоротникообразных, как и у
моховидных, возможно лишь при
наличии капельно-жидкой влаги.
Заросток, гаметофит

14. Размножение папоротников

Половое размножение
Архегонии
• У папоротников заростки
однодомные, т.е. мужские и
женские половые клетки
созревают на одном растении,
хотя и не одновременно, чтобы
избежать самооплодотворения.
• Гаметы созревают в
специальных органах полового
размножения – антеридиях и
архегониях.
Антеридии

15. Размножение папоротников

Архегоний с яйцеклеткой
• Архегоний содержит
одну неподвижную
крупную яйцеклетку с
запасом питательных
веществ.
• В антеридиях
созревают мелкие
подвижные
многожгутиковые
сперматозоиды.
Антеридий
со сперматозоидами
Сперматозоид

16. Размножение папоротников

• Сперматозоиды распространяются
по воде, поэтому половое
размножение, как и у мхов,
находится в прямой зависимости от
наличия воды и приурочено к
половодью.
• При слиянии гамет на каждом
заростке образуется зигота, из
которой образуется взрослое
растение.
• На первых порах маленький
папоротник питается за счет
заростка, но, как только его
собственные листья будут способны
в достаточной мере к фотосинтезу,
начинает питаться сам, а заросток
со временем отмирает.

17. Чередование поколений у папоротника

2n
2n
Мейоз
2n
1n
1n
1n
1n

18. Сравнительная характеристика жизненного цикла мхов и папоротниковидных

Признак
Преобладающее
поколение в
жизненном цикле
Спорофит
Гаметофит
Мхи
Папоротники
Гаметофит
Спорофит
Недолговечная
коробочка-паразит
Многолетнее растение
Многолетнее растение
Недолговечное
микроскопическое
растение

20. Вегетативное размножение

• Отделение от материнского тела многоклеточных
частей обычно обозначается как вегетативное
размножение.
• Вегетативное размножение основано на способности организмов
к регенерации.
Виды вегетативного
размножения
Почкование
Специализированными
органами у растений
Фрагментация

21. Почкование

Почкующаяся
гидра
Дрожжи
Образование колонии у
кораллового полипа
вследствие нерасхождения
материнской и дочерней
особей при почковании

22. Выводковые почки

…у печеночного мха
маршанции
… у каланхоэ
… у папоротника рода
Asplenium

24. Фрагментация

… у плоских червей
… у иглокожих
… у губок
… у мха маршанции

25. Полиэмбриония как разновидность вегетативного размножения

• Полиэмбриония – развитие нескольких
зародышей (близнецов) из одной зиготы.
Это т.н. однояйцевые близнецы — всегда
одного пола.
• У некоторых наездников
(перепончатокрылые) из одной зиготы
развивается до 3 тысяч личинок!
• Разделение зародышей происходит до или
в начале гаструляции.

27. Простое деление надвое у прокариот (без веретена деления)

• Бактерии размножаются простым делением
клетки (без образования веретена деления).
Этому предшествует удвоение кольцевой ДНК,
прикрепленной к внутренней стороне мембраны.
• При благоприятных условиях деление может
происходить каждые 20-30 мин.

29. Отличие митоза эукариот от простого деления прокариот

• У эукариот хромосомы многочисленные, и для равномерного их
распределения необходимо формирование веретена деления,
построенного из тубулиновых микротрубочек.

30. Шизогония

• Шизогония — множественное
бесполое размножение у
простейших (фораминифер,
споровиков) и некоторых
водорослей.
• При шизогонии ядро
материнской особи (шизонт)
делится путем быстро
следующих друг за другом
митотических делений на
несколько ядер, после чего
шизонт распадается на
соответствующее число
одноядерных клеток
(мерозоиты).
Тканевая и эритроцитарная шизогония у
малярийного плазмодия

Источник: en.ppt-online.org

У мхов четко выражено чередование бесполого и полового поколений.

Бесполое размножение происходит с помощью спор (1). Из проросшей споры образуется тонкая зелёная нить — предросток (2-3), который выглядит как тонкая зелёная ветвящаяся нить. На этой нити образуются почки (4), из которых затем вырастают мужские (7) или женские (8) экземпляры мха.

Половое размножение рассмотрим на примере мха кукушкин лён.

У кукушкина льна есть женские и мужские растения. На мужских растениях развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, на женских растениях формируются женские гаметы — яйцеклетки. Во время дождя или во время половодья сперматозоиды по воде подплывают к яйцеклеткам (9).

Обрати внимание!
Оплодотворение невозможно без воды!

При слиянии гамет образуется зигота, которая, не выходя из женского органа, начинает делиться. Из зиготы на женском растении развивается покрытая колпачком коробочка на ножке — спорангий (10). В спорангии образуются споры. В сухую погоду колпачок сбрасывается, споры рассеиваются (1) и прорастают в предростки (2-3), вновь дающие начало новым мужским (7) и женским (8) растениям кукушкина льна.
Таким образом, у мха кукушкин лён в течение жизни происходит смена поколений — бесполого и полового (спорофита и гаметофита).

Гаметофит (половое поколение) представлен облиственным побегом.

Спорофит (бесполое поколение) — коробочка на длинной ножке. Растения бесполого поколения живут за счёт растений полового поколения.

При вегетативном размножении у многих мхов формируются подушковидные дернины и сплошным ковром покрывают влажную почву.

Источник: bio-learn.com

В бесполом размножении принимает участие одна родительская особь. В результате бесполого размножения можно получить большое количество особей, подобных материнской.

Бесполое размножение широко распространено среди растений, простейших и некоторых многоклеточных.

Основные формы бесполого размножения — деление на два, множественное деление — шизогония, почкование, фрагментация, спорообразование, вегетативное размножение у растений.

Деление на две сопровождается митозом (например, амеба, эвглена), в результате образуются две идентичные особи

При множественном делении — шизогонии — ядро исходной клетки несколько раз делится митозом, а затем имеет место деление цитоплазмы. Шизогония встречается у малярийного плазмодия.

При почковании новая особь образуется в виде выроста (почки) на родительской особи, а затем отделяется от нее, превращаясь в самостоятельный организм, идентичный родительскому. Почкование характерно для дрожжей, кишечнополостных.

Почкование дрожжевых грибов

Размножение фрагментами (фрагментация) происходит при разделении особи на две или большее число частей, каждая из которых растет и образует новую

особь.

С фрагментацией связана регенерация, т.е. способность восстанавливать целостный организм. Фрагментация описана для плоских червей, немертин и морских звезд

Спорообразование характерно для водорослей, грибов, папоротников, мхов. Спора — одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения, — состоит из клетки с ядром и цитоплазмой, покрытой оболочкой. Споры гаплоидны, образуются в результате мейоза в больших количествах. Они способны разноситься на далекие расстояния, имеют приспособления для полета и для защиты от неблагоприятных условий. У одноклеточных и нитчатых водорослей клетки, образующие споры, делятся на 2 и образуют зооспоры — споры, имеющие жгутики. Они способны плавать в воде.

У мхов и папоротников спорообразование чередуется с половым размножением. Споры образуются в спорангиях.

При вегетативном размножении от растения отделяется дифференцированная часть, способная развиться в самостоятельное растение. Вегетативное размножение может быть естественным и искусственным

Вегетативное размножение растений: 1 — вегетативное размножение земляники надземными ползучими побегами, 2 — подземные клубни картофеля (темный клубень — старый, из которого выросло все растение), 3 — молодило размножается откидышами, 4 — луковички в соцветии дикого лука, 5 — луковицы-» детки» в луковице, 6 — клубнелуковица шафрана, 7 — то же в продольном разрезе, 8 — корневище осоки, 9 — корневище ириса, 10 — корневище купены, 11 -элодея, размножающаяся частями побегов.

Для естественного вегетативного размножения могут служить специальные образования, имеющие запас питательных веществ: клубни (картофель), луковицы (лук, тюльпан), клубнелуковицы (шафран), корневища (осот, ландыш), усы (земляника).

Для искусственного вегетативного размножения используют части самого растения: черенки (часть стебля), листья (бегония), отводки (ветви пригибают к земле и на них образуются придаточные корни (например, у малины), корневые

отпрыски, производят деление кустов, прививки. Прививка состоит в пересадке одного растения (побега или почки) на нижнюю часть другого побега. Пересаженную часть растения — донора называют привоем, а реципиента — подвоем. Получившееся растение имеет корневую систему подвоя, а побег — привоя.

Вегетативное размножение применяют для получения большого числа однородных особей, для закрепления признаков хорошего сорта.

Бесполое размножение может происходить у млекопитающих и человека. Это полиэмбриония — бесполое размножение зародыша на ранних стадиях эмбриогенеза животных, размножающихся половым путем.

Это характерно для броненосцев, у которых на стадии бластулы происходит разделение на 4-8 зародышей.

В результате полиэмбрионии у человека рождаются идентичные близнецы.

Источник: ibrain.kz