загрузка...

БИОЛОГИЯ СПРАВОЧНИК
для старшеклассников и поступающих в вузы

Часть вторая. РАЗНООБРАЗИЕ ЖИВОЙ ПРИРОДЫ

 

Раздел IV. НАД ЦАРСТВО ЯДЕРНЫЕ ОРГАНИЗМЫ

 

СИСТЕМАТИКА ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ

 

II. Семенные растения

 

ТЕМА. Голосеменные

 

Строение и размножение голосеменных (на примере сосны и ели). Распространение хвойных, их значение в природе и народном хозяйстве.

 

Общие указания. Голосеменные относятся к особой группе высших растений — семенным растениям. Их появление на Земле связано с поднятием суши, начавшимися колебаниями температуры и влажности. Наибольшего расцвета голосеменные достигли в мезозойскую эру, придя на смену вымирающим древовидным папоротникообразным и семенным папоротникам. Победить в борьбе за существование им помогло семя. У высших споровых растений споры образуются в спорангиях и после этого обязательно высыпаются на землю, прорастая в заростки — гаметофиты. Мужские гаметы — сперматозоиды — в воде при помощи жгутиков движутся к архегониям, после чего оплодотворяют яйцеклетку. Из зиготы образуется зародыш, который развивается в спорофит — само растение. На диплоидном спорофите в спорангиях путем мейоза вновь образуются гаплоидные споры, и цикл повторяется. Какое же поколение в цикле их развития оказалось в неблагоприятных условиях в мезозое? Неравномерное увлажнение и колеблющаяся температура были неблагоприятны как для заростков, так и для процесса оплодотворения, что привело к очень малой вероятности появления зародыша и его дальнейшего развития, зависящего в большой мере от заростка. Таким образом, цикл развития прерывался на половом поколении — гаметофите.

Благодаря индивидуальной изменчивости появились особи, у которых споры не выпадали из спорангиев, а прорастали в заростки внутри них на спорофите. Споры у этих растений разные — крупные и мелкие. Мелкие споры (микроспоры) дают начало мужскому заростку (гаметофиту), состоящему из трех клеток — вегетативной, генеративной и базальной, а антеридии у него отсутствуют. Гаметы — два спермия — образуются при делении генеративной клетки. Мужской заросток с двумя спермиями называется пыльцевым зерном (пыльцой). Пыльца формируется в пыльцевых мешках мужских шишек.

Крупные споры (мегаспоры) образуются внутри семязачатка (семяпочки) — он выполняет функцию спорангия. Споры из спорангия не выпадают наружу, а прорастают внутри него. Обычно из четырех спор прорастает одна, остальные разрушаются. Из споры образуется женский заросток с двумя архегоними. В каждом архегонии по одной яйцеклетке. Семязачатки с женскими заростками находятся на чешуях женских шишек. Опыление (перенос пыльцы) осуществляется при помощи ветра. Попав на семязачаток, пыльцевое зерно прорастает, т. е. внутрь через пыльцевход прорастает пыльцевая трубка, по которой к архегониям проникают два спермия. В оплодотворении принимают участие один спермий и одна яйцеклетка — остальные разрушаются. Из зиготы образуется зародыш семени, а из всего семязачатка в целом — семя.

Первыми семенными растениями были ныне вымершие семенные папоротники, они дали начало голосеменным растениям. Голосеменные — это древние семенные растения, находящиеся на пути биологического прогресса. Свое название они получили потому, что их семена лежат открыто на поверхности чешуи шишек, например сосны или ели.

 

Задание 20

• Повторить весь имеющийся в распоряжении учебный материал, проанализировать схему 37.

• Ответить на вопросы для самоконтроля.

• Ответить на вопросы контрольной работы № 28.

• Проанализировать таблицу 65 и рисунки 18, 19, 20.

• Проанализировать сводную таблицу 66.

• По словарю проверить свои знания.

 

Вопросы для самоконтроля

• Чем отличаются голосеменные от других высших растений?

• Какие вегетативные органы имеются у хвойных деревьев?

• Сколько лет живет хвоя у ели, сосны, лиственницы?

• В каких природных зонах распространены хвойные?

• В каких экологических условиях обитает ель, в каких — сосна?

• Каковы взаимоотношения хвойных растений в биоценозе?

• Когда и почему голосеменные растения победили в борьбе за существование?

• Где развиваются и когда высыпаются пыльцевые зерна у голосеменных умеренной зоны?

• Как распространяется пыльца сосны?

• Где и через какой период времени прорастает пыльца сосны?

• Гомологична ли шишка сосны спороносному колоску плауна или хвоща?

• Где располагаются семязачатки (семяпочки) на шишке хвойного растения и почему эти растения называют голосеменными?

• Что развивается внутри семязачатка у сосны?

• Выпадают ли споры сосны из спорангия?

• Что развивается из спор в семязачатке у хвойных?

• Как происходит оплодотворение у сосны?

• В чем отличие спермиев от сперматозоидов?

• Что развивается из семязачатка после оплодотворения у ели, сосны?

• Сколько времени развивается семя у сосны, у ели?

• Какую роль играет женский гаметофит (первичный эндосперм) в развитии нового спорофита?

• Каково хозяйственное значение различных видов хвойных?

 

 

Рис. 18. Мегаспорогенез и мегагаметогенез у голосеменных и покрытосеменных растений

 

Контрольная работа № 28

1. Из чего в процессе эволюции образовался семязачаток (зигота, гамета, гаметангий, спорангий)?

2. Где лежат семязачатки у сосны (хвоинки, чешуи, шишки, стебли)?

3. Что образуется внутри семязачатка (споры, заросток с архегониями, пыльца)?

4. Что образуется в мужских шишках (пыльца, зиготы, архегонии, антеридии)?

5. Как переносится пыльца на семязачатки (насекомые, вода, ветер)?

6. Сколько времени проходит от опыления до оплодотворения у сосны (день, месяц, год)?

7. Как доставляются спермин к яйцеклеткам у сосны (вода, ветер, пыльцевая трубка)?

8. Сколько спермиев участвует в оплодотворении у ели (один, два, много)?

9. Что возникает в результате оплодотворения из семязачатка (зигота, споры, семя, заросток)?

10. Из чего образуется зародыш семени (зигота, эндосперм, спора)?

11. Какой набор хромосом у зародыша семени (гаплоидный, диплоидный); у эндосперма семени голосеменного растения (гаплоидный, диплоидный, триплоидный)?

12. Как используют хвою (витаминные добавки, парфюмерия, лечебное средство, получение смолы)?

 

Схема 37. Цикл развития сосны

 

 

В результате оплодотворения образуются: из семязачатка — семя, из покрова семязачатка — кожура семени (2n), из зиготы — зародыш семени (2n), в эндосперме (n) откладывается запас питательных веществ для зародыша

 

 

Рис. 19. Сравнение микроспорогенеза и микрогаметогенеза у голосеменных и покрытосеменных растений

 

 

Рис. 20. Микрогаметогенез — формирование мужского гаметофита у сосны:

1 — экзина, 2 — интина, 3 — ядро микроспоры, 4 — воздухоносные мешки, 5 — две проталлиальные клетки,

6 — отмирающие проталлиальные клетки, 7 — антеридиальная клетка, 8 — генеративная клетка,

9 — базальная клетка (клетка-ножка), 10 — ядро вегетативной клетки, 11 — пыльцевая трубка, 12 — два спермия

 

Экология голосеменных

Древние семенные растения. Господствовали в палеозое и мезозое и представлены как в прошлом, так и в настоящем вечнозелеными древовидными формами. Тропические виды имеют листья крупные, перистые, как у пальм, у более удаленных от тропиков видов листья мелкие, игольчатые или чешуевидные, что определяется обитанием в условиях пониженного увлажнения. Обычно это лесообразующие породы. Их размножение не связано с водой, поэтому среда обитания более разнообразна по сравнению со споровыми растениями. В умеренной зоне господствуют хвойные деревья, образующие таежные леса Северного полушария. Хвойные леса — среда обитания многих животных разных систематических групп: это и пища, и защита, и место выведения и выращивания потомства для птиц, млекопитающих как растительноядных, так и всеядных и хищных. Древние гигантские голосеменные дали залежи каменного угля, особенно в Сибири. В настоящее время хвойные леса в значительной степени истреблены в результате лесозаготовок, лесных пожаров, а также вследствие строительства железных и шоссейных дорог, промышленных предприятий, городов. Немаловажную роль в сокращении площади лесов играют осушение болот, затопление, добыча нефти, угля и других полезных ископаемых. Хвойные деревья плохо переносят загазованность воздуха, копоть, так как их хвоинки многолетние и в них накапливаются ядовитые вещества, а устьица забиваются копотью, что вызывает пожелтение и отмирание хвои на 1-2 года раньше. Потеря лесных богатств — одно из экологических бедствий нашей страны. В Красную книгу занесено 11 видов голосеменных растений.

 

Таблица 65. Сравнение групп высших растений

 

Признаки

Высшие споровые растения

Семенные растения

Чем размножаются

Спорами

Семенами

Выпадают ли споры из спорангия

Выпадают на почву

Не выпадают

Где формируется заросток

В почве

Внутри спорангия (семязачатка)

Способ питания заростка

Автотрофный

Гетеротрофный

Степень развития антеридиев

Хорошо развиты

Редуцированы

Опыление

Отсутствует

Опыление (перенос мужских гаметофитов) осуществляется ветром и насекомыми

Способ доставки мужских гамет

Сперматозоиды доставляются в каплях воды

Безжгутиковые спермин доставляются пыльцевой трубкой

Местонахождение яйцеклетки

В брюшке архегония

У голосеменных — в архегонии. У покрытосеменных архегонии отсутствуют, яйцеклетка находится в окружении двух клеток-спутников

 

Таблица 66. Сравнительная характеристика отделов высших растений

 

Группы отделов

Отдел

Жизненная форма

Преобладающее

поколение

Размножение

Представители

Значение

Высшие споровые

Мохообразные

Травы

Гаметофит

Споры

Кукушкин лен, сфагнум

Компонент биоценоза; вызывают заболачивание почвы, образование торфа

 

Папоротникообразные

Травы, в тропиках — деревья

Спорофит

 

Щитовник,

орляк

Современные — образуют подлесок в лесах; древние древовидные — сформировали залежи каменного угля

 

Плаунообразные

Травы

»

 

Плаун

Вечнозеленые растения в подлеске светлых лесов. Споры собирают и применяют в металлургии, медицине, пиротехнике

 

Хвощеобразные

»

 

»

Хвощ

Сорняки полей. Компонент биоценоза лесов, болот

Семенные

Голосеменные

Деревья, кустарники

»

Семена

Сосна, ель, пихта, лиственница

Лесообразующие породы, корм для животных, пища для человека (семена сосны сибирской), строительный и поделочный материал, топливо, химическое и витаминное сырье

 

Покрытосеменные

Деревья, кустарники, травы (однолетние, многолетние)

»

Семена, заключенные в плоды

Яблоня, роза, картофель, пшеница

Растения, господствующие в современных ландшафтах: лугах, болотах, лесах. Культурные растения: пищевые, кормовые, технические, лекарственные, декоративные. Сорные растения. Основные продуценты в цепи питания. Источник атмосферного кислорода

 

Словарь основных терминов и понятий

Антеридий (греч. «антерос» — цветущий) — мужской орган полового размножения растений, в котором образуются сперматозоиды. У низших растений (водоросли) он одноклеточный, у высших растений (мхи, хвощи, плауны, папоротники) — многоклеточный.

Архегоний (греч. «архе» — начало, «гоне» — рождение) — женский орган полового размножения высших растений (мхи, хвощи, плауны, папоротники, голосеменные), в котором образуются яйцеклетки. Он состоит из расширенного брюшка и узкой шейки. В шейке проходит канал, по которому сперматозоиды достигают яйцеклетки, находящейся в брюшке. Там же происходит оплодотворение.

Бактерии (греч. «бактерия» — палочка) — одноклеточные или колониальные предъядерные организмы (прокариоты). Форма клеток шаровидная (кокки), палочковидная (бациллы), спиралевидная (спириллы), изогнутая (вибрионы). Питание гетеротрофное (паразиты и сапрофиты) или автотрофное (хемотрофы и фототрофы). В клетке носителем генетической информации является нуклеоид — кольцевая двухцепочечная молекула ДНК, имеются рибосомы. Другие органеллы не выражены, их функции выполняют мезосомы — выросты наружной мембраны. Клетка окружена слизистой капсулой или плотной клеточной стенкой. Деление клетки происходит каждые 20-30 мин. Споры служат только для перенесения неблагоприятных условий.

Роль бактерий разнообразна, они являются редуцентами в цепях питания, участвуют в процессах гниения белков, брожения сахаров, круговороте азота, вызывают болезни человека, животных, растений, но в то же время вступают в симбиоз с организмом, формируя «кишечную флору», клубеньки на корнях и т. д. Используются в пищевой промышленности (бактерии молочнокислого и уксуснокислого брожения).

Бактериофаги (греч. «бактерия» — палочка, «фагос» — пожирать) — вирусы, поражающие бактериальные клетки. Впервые описаны Ф. Туортом (1915), термин введен Ф. Д’ Эреллем (1917). До появления антибиотиков использовались для лечения многих заболеваний, вызываемых бактериями: холеры, дизентерии и др. Классический объект молекулярной биологии: их изучение позволило понять структуру гена, расшифровать генетический код.

Вирион — вирусная частица.

Водоросли — низшие растения. Их тело представлено одной клеткой (хлорелла, хламидомонада), колонией клеток (вольвокс), слоевищем — неклеточным (каулерпа, вошерия), нитчатым (спирогира, улотрикс), сложнорасчлененным (ламинария, лучица). Слоевище, или таллом, — это тело, не разделенное на органы и ткани. В клетках имеются все органеллы, типичные для растительной клетки, но носителями пигментов являются не типичные пластиды, а специальные хроматофоры. Кроме хлорофилла в хроматофорах имеются пигменты синего, красного, бурого, желтого цвета, которые дополняют оранжево-красные участки солнечных лучей, не проходящих через толщу воды, что позволяет растениям обитать на больших глубинах. Размножение вегетативное (частями таллома), бесполое (спорами и зооспорами), половое (слияние яйцеклеток и сперматозоидов, конъюгация). Водоросли обитают в воде, почве, на корке деревьев, входят в симбиоз с грибами у лишайников. Они обогащают воду кислородом, являются первым звеном цепи питания, основными продуцентами растительной массы водоемов, химическим и лекарственным сырьем.

Высшие растения — растения, тело которых разделено на органы и ткани. Архегонии и антеридии многоклеточные (или редуцированные), спорангии также многоклеточные. Появились на Земле в результате выхода на сушу водорослей в силурийском периоде палеозойской эры. К ним относятся ринии, псилоты, мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и покрытосеменные растения.

Высшие споровые растения — группа отделов высших растений, размножающихся с помощью спор. В цикле развития чередуются спорофит (бесполое поколение) и гаметофит (половое поколение — заросток). К ним относятся ринии (ныне вымершие), пси- лоты, мхи, хвощи, плауны, папоротники (см. рис. 15).

Гаметофит (греч. «гаметес» — супруг, «фитон» — растение) — заросток, гаплоидное половое поколение в цикле развития растения, дающее гаметы. У споровых растений заростки формируются из спор, выпадающих из спорангия на почву, и живут самостоятельно; на них имеются архегонии и антеридии. Обычно эти заростки обоеполые. У семенных растений споры не выпадают из спорангиев и раздельнополые заростки развиваются внутри них. У голосеменных женский заросток — первичный эндосперм с двумя архегониями, у покрытосеменных — восьмиядерный зародышевый мешок (без архегониев). Мужской заросток у семенных растений — пыльца (не имеет антеридиев) (см. рис. 18).

Голосеменные — отдел высших растений, размножающихся с помощью семян. Семена лежат открыто (голо) на семенных чешуях шишек. Они образуются из семязачатков в результате опыления и оплодотворения. Шишки бывают двух видов: семенные, дающие семена, и пыльниковые, дающие пыльцу. В умеренной зоне преобладают вечнозеленые хвойные древесные растения (ель, пихта, сосна), листопадное дерево лиственница, кустарник можжевельник. Наибольшего расцвета голосеменные достигали в мезозойскую эру.

Грибы — царство гетеротрофных ядерных организмов, занимающих особое положение в системе живой природы. Им присущи признаки как растений, так и животных. Тело грибов бывает как одноклеточным (дрожжи), так и состоящим из многочисленных неклеточных нитей грибницы (мукор) или разделенных на членики (опенок). Размножаются вегетативно (почкованием, частями грибницы), спорами, половым путем. Питание сапрофитное у плесеней (пеницилл, мукор), шляпочных грибов (сыроежка, мухомор), симбиотическое у подберезовика, подосиновика. На живых растениях паразитируют головневые и ржавчинные грибы. У животных и человека паразитические грибы вызывают болезни кожи, волос, ногтей, органов дыхания, пищеварения, размножения (дерматозы, микозы). Грибы по строению грибницы (мицелия) подразделяются на низшие, имеющие тело в виде плазмодия или нечленистого мицелия, и высшие, тело которых представлено членистым (многоклеточным) мицелием. Низшие грибы подразделяются на следующие классы: хитридиевые, оомицеты и зигомицеты. Высшие включают также три класса: аскомицеты (сумчатые), базидиомицеты (базидиальные) и дейтеромицеты (несовершенные).

Капсид — белковая оболочка вируса.

Капсомеры — белковые субъединицы, составляющие капсид вируса.

Лишайники — низшие симбиотические растения, тело которых— слоевище — состоит из грибницы сумчатых или базидиальных грибов и одноклеточных или колониальных водорослей отделов зеленых или синезеленых. Симбиотические отношения заключаются в том, что гриб поглощает органические вещества, синтезированные водорослями, и в то же время является средой обитания для водорослей. Лишайники первыми поселяются на голых скалах, создавая почву для других растений. Они являются зимним кормом для северных оленей (ягель), химическим и лекарственным сырьем (лакмусовая бумага, эфирные масла).

Мегаспорангий — спорангий разноспоровых растений, в котором образуются мегаспоры. У высших споровых он имеет шаровидную форму с однослойной стенкой. Мегаспорангий семенных растений называется «нуцеллус». Он многоклеточный, снаружи покрыт многоклеточным же интегументом. Нуцеллус вместе с интегументом образуют семязачаток (семяпочку), поэтому иногда допускается термин «видоизмененный мегаспорангий» по отношению к семязачатку.

Мегаспорофилл — лист, в пазухе которого расположен мегаспорангий.

Мегаспоры (крупные споры) — споры разноспоровых растений, которые образуются в результате мейотического деления материнской клетки (археспориальной клетки). Мегаспор образуется четыре (тетрада).

Микроспорангий — спорангий разноспоровых растений, в котором образуются микроспоры. У высших споровых растений он шаровидный с однослойной стенкой. У голосеменных растений он остается с однослойной стенкой, но подвешен на микроспорофилле. У покрытосеменных микроспорангий преобразован в гнездо пыльника. Его стенка имеет следующие слои: эпидермальный, субэпидермальный (фиброзный), дегенерирующий и выстилающий.

Микроспорофилл — лист, в пазухе которого расположен микроспорангий.

Микроспоры (мелкие споры) — споры разноспоровых растений, которые образуются в результате мейотического деления материнских клеток (спорогенной ткани). Из каждой материнской клетки образуется по четыре микроспоры, а всего их образуется очень много.

Мхи — отдел высших споровых растений, тело которых представлено слоевищем или расчленено на стебель и листья. Растения двудомные (кукушкин лен) или однодомные (сфагнум). На них образуются архегонии с яйцеклетками и антеридии со сперматозоидами, расположенные на верхушках стеблей. При наличии капельно-жидкой влаги сперматозоиды с токами воды переносятся к архегониям и оплодотворяют яйцеклетки. Образуется зигота, из которой развивается диплоидная коробочка на ножке — спорофит, живущий за счет гаметофита. В коробочке специальная спорогенная ткань делится путем мейоза, в результате чего образуются гаплоидные споры. Споры выпадают на почву, где из них вырастают сначала похожие на водоросли предростки (протонемы), а затем на них — новые гаплоидные растения мха. В цикле развития мхов преобладает гаметофит, поэтому они являются тупиковой ветвью эволюции. Мхи сохраняют воду в почве, создают благоприятные условия для прорастания семян и обитания животных. Основными торфообразова- телями являются сфагнум и кукушкин лен (см. рис. 15).

Низшие растения (талломные, или слоевищные) — растения, тело которых не подразделено на органы и ткани; оно может быть одноклеточным, колониальным или многоклеточным (слоевище водорослей, лишайников). Органы полового размножения (оогоний и антеридий) и спорангии — одноклеточные.

Оогоний (греч. «оон» — яйцо, «гоне» — рождение) — женский орган полового размножения низших растений (водорослей) и некоторых грибов (оомицетов). Обычно он одноклеточный, внутри несет одну или несколько яйцеклеток.

Оплодотворение — слияние сперматозоида (спермия) с яйцеклеткой. У споровых растений для оплодотворения необходима вода, которая переносит сперматозоиды, у семенных растений спермин (обычно их два) доставляются по пыльцевой трубке. У голосеменных в оплодотворении участвует один из спермиев. Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение (участвуют два спермия).

Папоротники — отдел высших споровых растений. В лесах умеренной зоны это многолетние травы, в тропиках — древовидные формы и лианы (см. рис. 17). Имеют стебли (у трав — корневища), придаточные корни и листовидные органы вайи, на которых обычно расположены спорангии, в которых путем мейоза образуются гаплоидные споры. Из спор на почве развиваются заростки (обоеполые гаплоидные гаметофиты) в виде зеленой пластинки с ризоидами. На них формируются гаметангии — архегонии и антеридии. С водой сперматозоиды из антеридиев переносятся в архегонии, проникают через шейку в брюшко и оплодотворяют яйцеклетку, в результате образуется зигота, из которой вырастает новый папоротник — диплоидный спорофит. В цикле развития преобладает бесполое диплоидное поколение — спорофит. Древовидные папоротники палеозоя дали залежи каменного угля.

Пастеризация — метод обеззараживания пищевых продуктов, не переносящих высокой температуры или меняющих при ее воздействии свои питательные и вкусовые качества (молоко, сливки, соки, вино, пиво и др.). Метод предложен французским ученым Луи Пастером и назван в его честь. Суть метода заключается в нагревании продуктов до температуры ниже 100 °С. (от 60 до 98 °С), время обработки составляет от нескольких секунд до 30 мин. При этом погибают все бактерии, содержащиеся в продуктах, но бактериальные споры, покрытые толстой оболочкой, сохраняются.

Плауны — высшие споровые растения. В настоящее время представлены многолетними вечнозелеными травами, живущими до 100 лет. Стебель, стелющийся по поверхности почвы, по всей длине укореняется с помощью придаточных корней, листья мелкие, шиловидные. На прямостоячих стеблях образуются спороносные колоски со спорангиями, в которых путем мейоза из спорогенной ткани (2n) образуются гаплоидные споры. Споры высыпаются на почву, где по прошествии 12-15 лет из них развивается гаплоидный заросток с архегониями и антеридиями (обоеполый гаметофит), питающийся гетеротрофно за счет симбиоза с грибами. После оплодотворения в архегонии образуется зигота, из которой вырастает новый плаун (диплоидный спорофит). В цикле развития преобладает спорофит. Многие плауны занесены в Красную книгу и находятся под охраной. Древние древовидные плауны вымерли в палеозое, дав залежи каменного угля.

Разноспоровость — свойство высокоорганизованных высших растений. Их споры четко различаются по количеству и размерам. Микроспоры мелкие, образуются в большом количестве, при прорастании развиваются в мужской гаметофит. Мегаспоры крупные, образуются в мегаспорангии по четыре штуки, при прорастании развиваются в женский гаметофит. У споровых растений они выпадают на почву, у семенных — остаются в мегаспорангии, при этом из четырех мегаспор одна развивается, а три отмирают (рис. 18, 19, 20, табл. 64).

Ринии — первые наземные, ныне вымершие, высшие споровые растения, обитавшие на Земле в силурийском и девонском периодах палеозойской эры; предки высших споровых растений. Их тело было представлено безлистными фотосинтезирующими ветвящимися стеблями, на концах веточек которых находились спорангии. Их называют голоросли. В цикле развития преобладал спорофит.

Семенные папоротники — первые семенные растения, которые произрастали на Земле в конце палеозоя и вымерли в начале мезозоя. Своими крупными листьями они напоминали папоротники, но в то же время размножались семенами. Предки голо- и покрытосеменных растений.

Семенные растения — голосеменные и покрытосеменные растения, победившие в борьбе за существование в мезозойскую эру. Размножаются семенами. Пыльца переносится с помощью ветра. На смену сперматозоидам, передвигавшимся в воде, пришли спермин, которые поступают в семязачатки по пыльцевой трубке при прорастании пыльцы. Женские заростки развиваются внутри семязачатка и защищены от высыхания, повреждения и вытаптывания. Все это дало преимущества семенным растениям перед споровыми в условиях сухости, наступившей в мезозое.

Семя — орган размножения и расселения голосеменных и покрытосеменных растений. Образуется из семязачатка в результате оплодотворения. Оно состоит из кожуры, зародыша и запасающей ткани — эндосперма. У голосеменных семя лежит открыто (голо) на семенной чешуе шишки, у покрытосеменных — внутри плода.

Семязачаток (семяпочка) — видоизмененный мегаспорангий семенных растений, в котором происходит образование мегаспор, развитие женского гаметофита и оплодотворение, в результате чего образуется семя. Семязачатки голосеменных лежат открыто на семенной чешуе шишек, у покрытосеменных — внутри завязи.

Синдром приобретенного иммунодефицита (СПИД). Первые случаи СПИДа были зарегистрированы летом 1981 г. в США. Вирус — возбудитель СПИДа был открыт в 1983 г. В настоящее время его принято называть вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ); он относится к группе ретровирусов. В состав этого вируса входят две нити РНК и фермент ревертаза, способный осуществлять обратную транскрипцию, т. е. передачу генетической информации от РНК к ДНК. ВИЧ обладает уникальной изменчивостью, которая в 5 раз превышает изменчивость вируса гриппа и в 100 раз выше, чем у вируса гепатита В. Инфекция начинается на клеточном уровне, когда вирус поражает Т-лимфоциты. Для СПИДа характерен очень длительный инкубационный (латентный, скрытый) период, т. е. период, в течение которого не проявляются внешние признаки болезни. У взрослых он составляет в среднем около 5 лет, но возможно, что ВИЧ может сохраняться в организме человека пожизненно. Проявления СПИДа разнообразны: поражение центральной нервной системы (вплоть до хронического менингита и слабоумия), а также лейкозы и образование опухолей. ВИЧ распространяется при половых контактах (как гомо-, так и гетеросексуальных), при переливании зараженной донорской крови, при использовании плохо простерилизованных медицинских инструментов. Считается, что через воздух, воду, пищу, укусы насекомых ВИЧ не передается.

Слоевище (греч. «таллом») — тело низших растений, не разделенное на ткани и органы (корень, стебель, лист). Оно состоит из одинаковых многочисленных клеток, лежащих в один или несколько слоев. Слоевище имеет различную форму: у водорослей оно шаровидное, нитевидное, лентовидное, пластинчатое или напоминающее высшие растения, величиной от нескольких миллиметров до десятков метров; у лишайников — кустистое, листовидное, бородовидное или похожее на разноцветную накипь. Слоевище характерно и для высших растений, но это наиболее древние мхи (печеночники) и заростки папоротников, хвощей и плаунов.

Спора — у высших растений это специализированная гаплоидная клетка, образующаяся в спорангии в результате мейотического деления; служит для бесполого размножения растений. У высших споровых споры прорастают вне спорангиев и образуют заросток с архегониями и антеридиями (или раздельнополый). У семенных растений споры бывают двух типов — микроспоры (мелкие споры) и мегаспоры (крупные споры). Микроспоры образуются внутри микроспорангиев и преобразуются в пыльцу — мужской гаметофит. Мегаспоры образуются в мегаспорангиях, и там же одна из них прорастает в женский гаметофит (первичный эндосперм с двумя архегониями) у голосеменных или в зародышевый мешок (без архегониев) у покрытосеменных. Три оставшиеся мегаспоры редуцируются. У семенных растений видоизмененный мегаспорангий — семязачаток, из него образуется семя.

Спорофит — бесполое диплоидное поколение в цикле развития растения, которое чередуется с половым гаплоидным поколением гаметофитом (см. рис. 16). Спорофит развивается из зиготы, на нем образуются спорангии со спорами. У бурых водорослей (ламинария), папоротников, хвощей, плаунов спорофит и гаметофит представляют собой разные особи, при этом гаметофит микроскопически мал. У мхов оба поколения находятся на одной особи и гаметофит является листостебельным растением, а спорофит — коробочка на ножке. У голосеменных и покрытосеменных растений оба поколения также находятся на одной особи, но преобладает спорофит, а гаметофиты — мужские (пыльца) и женские (первичный эндосперм и зародышевый мешок) — редуцированы и микроскопически малы.

Стерилизация (от лат. «стерилис» — бесплодный) — уничтожение микроорганизмов в пищевых продуктах, лекарственных растворах, на медицинских инструментах. Производится путем кипячения в течение 15-20 мин либо обработкой в сухожарочном шкафу или в автоклаве при повышенном давлении. Перед обработкой инструменты должны быть тщательно вымыты. Предметы и материалы, не переносящие нагревания, стерилизуют химическими средствами (спиртом, формалином, специальными растворами) или ионизирующим излучением. При стерилизации погибают все бактерии, а также их споры.

Хвощи — высшие споровые растения отдела хвощевидных. В настоящее время представлены многолетними травами, имеющими членистое (метамерное) строение стебля, мелкие чешуевидные листья, расположенные мутовками на узлах, и ветвящееся корневище. Фотосинтез осуществляется зелеными стеблями. На верхушках стеблей в спороносных колосках образуются спорангии, в которых путем мейотического деления формируются споры. Гаплоидные споры выпадают на почву и прорастают в заростки (раздельнополые или обоеполые гаметофиты) с архегониями и антеридиями. При наличии воды сперматозоиды переносятся в архегоний, где происходит оплодотворение яйцеклетки и образование зиготы, из которой развивается новый хвощ. В цикле развития преобладает спорофит, для которого характерны как надземные зеленые и бурые (спороносные) побеги, так и подземные — корневища с клубеньками, запасающими крахмал. Хвощи являются сорняками полей, особенно на кислых почвах, встречаются в лесах, на болотах. Стволы древовидных хвощей каламитов обнаруживают в пластах каменного угля палеозоя.

Цианобактерии (сине-зеленые) — отдел царства прокариот (дробянок). Представлен автотрофными фототрофами. Жизненные формы — одноклеточные, колониальные, многоклеточные организмы. Их клетка покрыта слоем пектина, расположенного поверх клеточной мембраны. Ядро не выражено, хромосомы расположены в центральной части цитоплазмы, образуя центроплазму. Из органелл имеются рибосомы и парахроматофоры (фотосинтезирующие мембраны), содержащие хлорофилл, каротиноиды, фикоциан и фикоэритрин. Вакуоли только газовые, клеточный сок не накапливается. Запасные вещества представлены зернышками гликогена. Цианобактерии размножаются только вегетативно — частями таллома или специальными участками нити — гормогониями. Представители: осциллятория, лингбия, анабена, носток. Обитают в воде, на почве, на снегу, в горячих источниках, на корке деревьев, на скалах, входят в состав тела некоторых лишайников.

Цикл развития растения (А) и животного (Б) в сравнительном плане. У растения выражено чередование поколений — полового (гаметофита) и бесполого (спорофита). У животных чередование поколений встречается крайне редко (кишечнополостные), остальные животные представлены половым поколением, но с диплоидным набором хромосом, гаплоидные у них только половые клетки (гаметы).

Шишка — орган семенного размножения голосеменных, обычно хвойных растений. В пыльниковых (мужских) шишках формируется пыльца: на семенных (женских) шишках после оплодотворения яйцеклеток из семязачатков образуются семена.

Яйцеклетка — женская гамета (половая клетка) растений. Она гаплоидная. Образуется у низших растений в оогониях, у высших растений — в архегониях. У покрытосеменных — в зародышевом мешке, поскольку у них архегонии редуцированы и яйцеклетку сопровождают две клетки-спутницы (синергиды), играющие вспомогательную роль в процессе оплодотворения.

 





загрузка...
загрузка...