Половой процесс. Основные типы полового процесса. Половые органы растений.
Половой процесс, или оплодотворение, или амфимиксис (греч. amphi — оба, двойственный, mixis — смешение) — процесс слияния гаплоидных половых клеток, или гамет, приводящий к образованию диплоидной клетки зиготы.
Половой процесс закономерно встречается в жизненном цикле всех организмов, у которых отмечен мейоз. Мейоз приводит к уменьшению числа хромосом в два раза (переход от диплоидного состояния к гаплоидному), половой процесс — к восстановлению числа хромосом (переход от гаплоидного состояния к диплоидному).
Различают несколько форм полового процесса:
изогамия — гаметы не отличаются друг от друга по размерам, подвижны, жгутиковые или амебоидные;
анизогамия (Гетерогамия) — гаметы отличаются друг от друга по размерам, но оба типа гамет (макрогаметы и микрогаметы) подвижны и имеют жгутики;
оогамия — одна из гамет (яйцеклетка) значительно крупнее другой, неподвижна, деления мейоза, приводящие к её образованию, резко асимметричны (вместо четырёх клеток формируется одна яйцеклетка и два абортивных «полярных тельца»); другая (спермий, или сперматозоид) подвижна, обычно жгутиковая или амебоидная.
При половом размножении новая диплоидная особь образуется из диплоидной клетки — зиготы, возникающей при слиянии (копуляции) двух гаплоидных клеток, называемых гаметами. В простейшем случае у некоторых одноклеточных водорослей, лишенных твердой оболочки, при половом процессе сливаются целые организмы, выступающие в роли гамет. Такой половой процесс, при котором сливающиеся клетки неотличимы друг от друга и являются самостоятельными организмами, называется хологамией. Диплоидная зигота в этом случае обычно сразу же делится мейотически с образованием 4 дочерних гаплоидных одноклеточных организмов. В зависимости от размера и подвижности гамет, наряду с хологамией, существуют еще несколько типов полового процесса.
У некоторых грибов (оомицетов), водорослей и у всех высших растений половой процесс — оогамный. При оогамной форме полового процесса женская гамета, называемая яйцеклеткой, неподвижна, лишена жгутиков, имеет крупные размеры и большой запас питательных веществ. Мужская гамета, называемая в этом случае сперматозоидом — маленькая, подвижная, со жгутиком или без него (тогда она называется спермием). Для сперматозоидов и спермиев характерно крупное ядро и очень небольшое количество цитоплазмы. Если у водорослей и грибов встречаются все типы полового процесса, то у высших растений встречается только оогамия.
Половые органы растений.
У большинства низших растений они одноклеточны, у высших — многоклеточны и имеют стенку из наружных стерилизовавшихся клеток. Половые органы большинства изогамных растений не отличаются от др. клеток, но у некоторых представителей они крупнее или многоклеточны (например, у некоторых бурых водорослей). Мужские половые органы оогамных растений называются антеридий, женские — оогоний (большинство водорослей, некоторые грибы), карпогон (красные водоросли), архегоний (мохо- и папоротникообразные, голосеменные). В антеридиях образуются сперматозоиды или безжгутиковые спермации (например, у красных водорослей), в женских половые органы — яйцеклетки. Оогоний одноклеточный (исключение — харовые водоросли). Колбообразный двуклеточный карпогон состоит из содержащего яйцеклетку брюшка и узкой длинной трихогины, улавливающей спермации. В брюшке архегония находятся яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, в узкой шейке — шейковые канальцевые клетки. Нет специальных половых органов у водорослей-конъюгат (например, у спирогиры), у которых сливаются протопласты двух клеток, а также у базидиальных грибов (сливаются клетки первичных мицелиев). В процессе эволюции семенные растения утратили мужские половые органы, а все покрытосеменные и некоторые голосеменные (гнетум, вельвичия) — и женские. Сперматозоиды или безжгутиковые спермин образуются у них в мужских гаметофитах — пыльцевых зёрнах, а яйцеклетки — в женских гаметофитах — зародышевых мешках (покрытосеменные) или в первичном эндосперме (голосеменные).
Источник
Способы размножения растений
У растений существует множество способов размножения. При этом у разных систематических групп растений есть свои особенности размножения, так или иначе сочетающие несколько способов. Способы размножения можно классифицировать по-разному. Наиболее простой и понятный вариант, это когда выделяют половое и бесполое размножение. В свою очередь бесполое размножение делят на вегетативное и спорообразование.
- Половое размножение
- Бесполое размножение
- Вегетативное
- Спорообразование
Половое размножение растений
Отличительной особенностью полового размножения является то, что происходит слияние половых клеток двух растений. В результате в дочернем растении комбинируются признаки родительских.
Половая клетка женского типа называется яйцеклеткой. Половые клетки мужского типа называются сперматозоидами (если они подвижны) или спермиями (если они не подвижны).
В половых клетках содержится одинарный набор хромосом. (В хромосомах хранится наследственная информация о строении и работе клеток организма.) Клетки, составляющие тело большинства групп растений, содержат удвоенный набор хромосом. Поэтому, когда половые клетки сливаются, то восстанавливается двойной набор хромосом.
Половое размножение у разных систематических групп растений имеет свои особенности. Так, например, у покрытосеменных и голосеменных растений при половом размножении образуются семена. Пыльца, в которой созревают спермии, переносится к органам (пестикам цветков или женским шишкам), где созревают яйцеклетки. После оплодотворения (слияния яйцеклетки со спермием и образования зиготы) в женском органе развивается семя. Оно содержит зародыш нового растения и питательные вещества. Запас питательных веществ увеличивает шансы зародыша на удачное прорастание.
Главными преимуществами семенных растений (покрытосеменных и голосеменных) является то, что 1) для доставки мужских половых клеток им не нужна вода, 2) семя содержит запас питательных веществ. Эти преимущества позволили им расселиться по суше более широко, чем остальные группы растений.
Особенностью полового размножения мхов является то, что у них зеленое растение содержит одинарный набор хромосом, а не двойной, как у большинства организмов. На взрослых растениях мхов с одинарным набором хромосом образуются яйцеклетки и сперматозоиды также с одинарным набором хромосом (что является обычным для половых клеток). Далее сперматозоиды подплывают к яйцеклеткам, которые остаются на взрослом растении, и оплодотворяют их. Из зиготы развивается дочернее растение, содержащее двойной набор хромосом, но это «растение» не покидает материнское и растет прямо на нем, а также питается за его счет. Это дочернее образование является спорофитом, в то время как родительские растения называются гаметофитом. Спорофит у мхов выглядит как коробочка на ножке. В коробочке созревают споры, при созревании которых двойной набор хромосом снова становится одинарным. Когда споры высыпаются из коробочки из них вырастает зеленое растение мха.
Тело папоротников, в отличие от мхов, имеет двойной набор хромосом. На этих растениях образуются споры с одинарным набором хромосом. Они покидают родительские растения и прорастают в так называемые заростки, имеющие в своих клетках одинарный набор хромосом. На заростках образуются яйцеклетки и сперматозоиды. Сперматозоиды подплывают к заросткам, содержащим яйцеклетки, происходит оплодотворение. Из зиготы развивается обычное растение папоротника с двойным набором хромосом. Это молодое растение сначала питается за счет заростка и растет как бы из него. Потом заросток отмирает.
Для мхов, папоротников и других групп споровых растений характерна зависимость от воды. Сперматозоиды могут оплодотворить яйцеклетку, только подплыв к ней по воде.
Бесполое размножение растений
При бесполом размножении в образовании нового организма участвует только один родительский организм.
Вегетативное размножение
Вегетативное размножение представляет собой размножение с помощью частей тела взрослого растения. Так отделившийся побег, лист, корневище цветкового растения или таллом водоросли могут дать начало новому растению. Это новое растение по набору генов будет идентично родительскому.
Спорообразование
Как уже выше было описано высшие споровые растения (к ним относятся мхи, папоротники и некоторые другие) образуют споры. У таких растений гаметофит чередуется со спорофитом. Споры образует спорофит (у папоротников это взрослое зеленое растение, у мхов коробочка на ножке). Спор образуется много, и они разносятся ветром и водой на большие расстояния. Поэтому спорообразование является одним из видов размножения.
У водорослей (они относятся к низшим растениям) также образуются споры. Они могут являться как средством размножения, так и способом переживания неблагоприятных условий. Водоросли способны и к половому размножению.
Источник
1. Типы размножения
Размножение — важнейшее свойство всех живых организмов. Размножение обеспечивает воспроизведение вида и увеличение числа особей.
В процессе бесполого размножения участвует один родительский организм, который производит двух или более потомков. Потомки идентичны между собой и родительскому организму.
С помощью спор размножаются одноклеточные и многоклеточные водоросли, мхи, папоротники, хвощи и плауны.
Спора — особая клетка с плотной оболочкой, служащая для размножения и расселения. У большинства растений споры образуются в специальных органах — спорангиях. На одном растении может образоваться огромное количество спор. При попадании в благоприятные условия спора прорастает и образует новое растение.
2. Вегетативное размножение — размножение при помощи вегетативных частей растения: стеблей, корней, листьев, луковиц, клубней и т. д. Новая особь наследует все признаки и свойства материнского организма.
При половом размножении развитие нового организма начинается с оплодотворения, т. е. слияния гамет (половых клеток).
У растений половые клетки — это яйцеклетки (женские) и сперматозоиды или спермии (мужские). Сперматозоиды имеют жгутики и могут самостоятельно передвигаться, а спермии неподвижны.
Процесс слияния яйцеклетки с мужской гаметой — оплодотворение . В результате оплодотворения образуется зигота , из которой развивается зародыш . Растение, образовавшееся в результате полового размножения, имеет сходство с обоими родительскими организмами, но некоторые его признаки могут отличаться от признаков родительских особей.
Цветок — репродуктивный орган цветкового растения. В цветках формируются мужские и женские половые клетки. После опыления и оплодотворения из цветка образуются плоды с семенами.
В цикле развития высших растений и некоторых водорослей наблюдается чередование полового и бесполого способов размножения.
Источник
