Понятие размножения

Введение

Вероятнее всего, что на Земле не существует ни одной известной страны, где не существовало бы мифов, сказок и легенд о растениях. На Востоке древние люди поклонялись растениям и цветам, как живым существам. К деревьям и цветам обращались с заклинаниями и мольбой о помощи. Растения на Востоке воспринимались как существа, стоящие в одном ряду с человеком, и считали, что им свойственны те же чувства.

Многим растениям приписывались чудесные свойства. Например, говорят, что папоротник цветет только лишь раз в году в ночь на Ивана Купалу, а его цветок обладает удивительным свойством указывать на места, где был зарыт клад, нашедший его, станет мудрым и счастливым в жизни человеком.

Человечество развивается и вот уже вскоре научно было доказано то во что столько столетий верили люди древности, а именно то, что растения - живые организмы. Были научно доказано, что растения, как и другие живые существа, состоят из клеток, которые в свою очередь образуют ткани растений, а ткани объединяются в органы, органы образуют системы органов, выполняющие свои функции. Ученые выделили у растений признаки свойственные всему живому: дыхание, питание, реакции на внешнее воздействие, рост, развитие и размножение.

В данном реферате мы рассмотрим несколько признаков растений как живых организмов: рост, развитие и размножение.

ГЛАВА 1.Рост растений и его закономерности

Понятие роста растений

Под понятием роста понимается необратимое увеличение размеров и массы тела, связанное с новообразованием элементов структуры организма.

Понятие размножения

Размножение - это присущее всем организмам свойство воспроизведения себе подобных, обеспечивающее непрерывность и преемственность жизни. Размножение поддерживает длительное существование вида за счет смены поколений. При неблагоприятных условиях вид значительно увеличивает свою численность, расселяется на новые территории. В процессе размножения могут возникать организмы с иными, чем в предыдущих поколениях, свойствами, что создает условия для действия отбора. Продолжительность жизни отдельных индивидов ограничена, лишь благодаря размножению сохраняется жизнь на Земле. Существует два типа размножения: бесполое и половое.

В бесполом размножении участвует лишь один организм. Образуются идентичные потомки, единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. Бесполое размножение происходит в двух формах: вегетативного и собственно бесполого размножения.

У одноклеточных организмов выделяют следующие формы бесполого размножения:

1. Деление.

2. Эндогония или шизогония.

3. Почкование.

4. Спорообразование.

Размножение делением клетки происходит с помощьюпрямого деления или амитоза. Амитоз - это способ деления ядра соматических клеток пополам путем перетяжки без образования хромосом. Распределение ядерного материала оказывается случайным и неравномерным. Пример такого размножения рассмотрим на примере деления эвглены зеленой, представленном на рисунке 1 «Продольное деление эвглены зеленой».

Рис 1. Продольное деление эвглены зеленой.

Сначала происходит митотическое деление ядра, затем цитоплазма делится пополам все более углубляющейся перетяжкой. При этом дочерние клетки получают примерно одинаковое количество цитоплазмы и органоидов. Так же деление характерно для амебы и инфузории.

Эндогония или шизогония представляет собойвнутреннее почкование Такое размножение характерно для возбудителя токсоплазмоза – токсоплазмы, а так же для малярийного плазмодия. Происходит деление ядра без цитокинеза, затем вся цитоплазма разделяется на части, которые обособляются вокруг новых ядер таким образом, из одной материнской клетки образуется много дочерних. Пример шизогонии показан на рисунке 2 «Варианты бесполого размножения трипаносом»

Рис 2. Варианты бесполого размножения трипаносом.

Почкование характерно для дрожжевых грибов, бактерий и др. На материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий дочернее ядро – нуклеоид. Почка растет, достигает размеров материнской особи, а затем отделяется от нее, более ярко выражен данный процесс при почковании гидры, представленном на рисунке 3 «Размножение гидры. Почкование»

Рис 3. Размножение гидры. Почкование.

Спорообразование наблюдается у высших споровых растений: мхов, папоротников, плаунов, хвощей, водорослей. Дочерний организм развивается из специализированных клеток – спор, содержащих гаплоидный набор хромосом. Спора - это мелкая гаплоидная клетка, покрытая защитным покровом (споровой оболочкой), позволяющим переносить действие различных неблагоприятных факторов среды. Разнообразие спор велико. По происхождению и назначению их подразделяют на две группы: зооспоры и споры.

Споры большинства организмов неподвижны и распространяются пассивно. Но у некоторых водорослей и грибов споры имеют жгутики (зооспоры) и способны активно передвигаться, как например зооспоры одноклеточной зеленой водоросли хламидомонады, представленные на рисунке 4 «Цикл развития хламидомонады».

Рис.4 Цикл развития хламидомонады.

Зооспоры образуются путем митотического деления и способны непосредственно воспроизводить новую особь, сходную с материнской. При созревании они покидают материнский организм и обычно служат для размножения и распространения. Размножение такими спорами свойственно низшим растениям.

Во вторую группу входят споры, которые не могут воспроизвести материнскую особь. Они гаплоидны (n), так как образуются в результате мейоза. Такие споры бывают у высших растений, а также у некоторых водорослей.

Для мхов характерно вегетативное, бесполое и половое размножение (при вегетативном размножении у многих мхов формируются подушковидные дернины и сплошным ковром покрывают влажную почву). Чередование бесполого и полового размножения четко выражено, что наглядно можно увидеть на рисунке 5 «Размножение мха кукушкин лен».

Бесполое размножение осуществляется с помощью спор. Попадая в благоприятные условия спора прорастает и из проросшей споры образуется тонкая зеленая нить —предросток. Нить ветвится, на ней появляются почки, из которых затем вырастают мужские или женские экземпляры мха.

Рис 5. Размножение мха кукушкин лен.

После формирования мужских и женских экземпляров на мужских растениях развиваются мужские гаметы — сперматозоиды, на других женских— яйцеклетки. Во время дождя сперматозоиды плывут к яйцеклетке. Оплодотворение невозможно без воды.

При слиянии гамет образуется зигота. Из зиготы на женском растении развивается коробочка на ножке. В коробочке созревают споры. Споры рассеиваются и прорастают в предростки.

Прохожий цикл развития можно наблюдать и у папоротников. Процесс образования спор (спорогенез) осуществляется в особых мешковидных структурах — спорангиях. Спорангии развиваются на нижней поверхности листа, в которых образуются споры. Созревшие споры выпадают из спорангиев и разносятся ветром. В благоприятных условиях спора прорастает и из нее формируется небольшая зеленая пластинка – заросток, на котором и происходит половое размножение. Схему чередования бесполого и полового размножения папоротника рассмотрим на рисунке 4 «Цикл развития папоротника».

1-спорофит (побег); 2 – спорофит; 3- группы спорангиев; 4 - споры; 5- заросток; 6 - астеридий; 7 -архегоний с яйцеклеткой; 8;

Рис 4.Цикл развития папоротника. Спорообразование.

При рассмотрении размножения мхов мы упомянули о том, что для них характерно так же и вегетативное размножение. У некоторых папоротников и цветковых растений есть специализированные органы вегетативного размножения – выводковые почки. Они возникают на растении в большом числе, а потом опадают с него, подобно семенам.

При рассмотрении размножения мхов мы упомянули о том, что для них характерно так же и вегетативное размножение. Согласно определению вегетативным размножением называется образование новой особи из многоклеточной части тела родительской особи, один из способов бесполого размножения, свойственный многоклеточным организмам. Вегетативное размножение может происходить естественным путем или может быть вызвано искусственно. Новая особь наследует все признаки и свойства материнского организма.

Естественное вегетативное размножение распространено очень широко. Оно играет огромную роль в захвате территории некоторыми видами, особенно в условиях, когда семенное размножение затруднено.

Вегетативное размножение имеет большое значение:

1. способствует воспроизведению, когда условия препятствуют семенному размножению;

2. обеспечивает значительное увеличение числа особей и их расселение;

3. дочерние особи сохраняют все свойства и признаки материнского растения без изменений.

Чаще вегетативное размножение происходит с помощью корневищ, луковиц, клубнелуковиц, клубней, корней и усов.

Естественное вегетативное размножение распространено очень широко. Оно играет огромную роль в захвате территории некоторыми видами, особенно в условиях, когда семенное размножение затруднено.

Чаще оно происходит с помощью корневищ, луковиц, клубнелуковиц, клубней, корней и усов.

Различают следующие способы естественного вегетативного размножения:

1. Размножение подземными побегами

2. Размножение корневыми и стеблевыми отростками

3. Размножение усами.

4. Размножение выводковыми почками.

Размножение подземными побегами

1. Клубень - этовидоизмененный побег, стебель которого сильно утолщен.

Из сельскохозяйственных растений, размножающихся клубнями наиболее известен картофель. Его можно размножать, высаживая целые клубни. Пример такого вегетативного размножения представлен на рисунке 1 «Вегетативное размножение картофеля».

Рис 1. Вегетативное размножение картофеля.

Анатомическое строение клубня и стебля сходно. Это можно доказать на примере рисунка 2 «Клубень – подземный видоизмененный побег».

1- верхушечные почки; 2 - междоузлия; 3 – боковые почки; 4- столон.

Рис 2. Клубень - подземный видоизмененный побег.

Как и у наземного побега, имеются верхушечная и пазушные почки из которых весной развиваются молодые надземные побеги. Если сравнить поперечный срез клубня с поперечным срезом стебля, то при рассмотрении можно выделить пробку, луб, древесину и сердцевину.

Наружный слой состоит из нескольких слоев опробковевших клеток - перидермы, которая сменяет эпидермис молодого клубня. Под перидермой расположена кора из паренхимных клеток, наполненных крахмалом. Далее располагается камбий и кольцо сосудистых пучков, которые подходят вплотную к глазкам, что хорошо заметно на продольном разрезе клубня. Вся центральная часть клубня занята сердцевиной из паренхимных клеток с различным содержанием крахмала.

Внешнее строение клубня можно увидеть на примере рисунка 3 «Внешнее строение клубня картофеля».

1-основание клубня; 2- верхушка; 3- глазки; 4 – росток.

Рис 3. Внешнее строение клубня картофеля.

В клубне различают основание клубня — место прикрепления клубня к столону и противоположный вершинный конец, или вершину клубня, являющуюся растущим концом клубня, с верхушечной точкой роста. На клубне, который является видоизмененным стеблем, сохраняются следы видоизмененных листьев в виде небольших чешуек или рубцов, в пазухах которых находятся почки-глазки.

На гладкой и плотной поверхности клубня всегда присутствуют, так называемые «глазки», маленькие черные точки и рубцы.

Глазки – это почки, из которых прорастают стебли растения. Строение глазков довольно интересно: возле главной почки в каждом из глазков всегда присутствует еще несколько дополнительных почек, активизирующихся в случае повреждения основной. На каждом клубне может быть от 4 до 15 глазков. Располагаются они на верхней половине клубня.

Строение клубня картофеля включает также чечевички – маленькие точки, через которые в клубнях происходит газообмен. Формирование чечевичек происходит параллельно с образованием кожуры. Если в почве слишком много влаги или грунт забит, то на чечевичках появляются рыхлые новообразования белого цвета, помогающие впитывать воздух. Увеличение размера чечевичек – это плохой сигнал, указывающий на то, что в клубне нарушен газообмен либо он поражен болезнью.

2. Луковица представляет собой укороченный, главным образом подземный побег (лук, чеснок, лилии).

Рассмотрим строение луковицы на примере рисунка 4 «Общая схема строения луковицы».

1 – сухие чешуи; 2 – слизистые чешуи; 3 – замкнутые чешуи; 4 –“пятка”; 5 - донце.

Рис 4. Общая схема строения луковицы

В разрезе у основания луковицы просматривается донце - короткий уплощенный стебель. От него отходят сочные чешуи, плотно прилегающие друг к другу, представляющие собой преобразованные листья с запасом органических веществ. С внешней стороны расположены сухие кожистые чешуи, выполняющие защитную функцию - они не дают внутренним чешуям высохнуть. Между чешуями на донце расположены почки, которые в весеннее время дают начало молодым побегам, использующим запасы питательных веществ в луковице растения.

Кроме почек возобновления в пазухаха чешуи материнских луковиц многих луковичных растений (тюльпан, некоторые виды лука и др.) закладываются почки, дающие начало мелким дочерним луковичкам - деткам. Детки – это специализированные органы, служащие для естественного вегетативного размножения. Детки по мере отмирания чешуи материнской луковицы оказываются снаружи ее. Сформированные в соцветии и в пазухах срединных листьев репродуктивной части побега детки опадают на землю и укореняются.

По внешнему виду и внутреннему строению луковицы разнообразны. Размеры их колеблются в больших пределах.

По строению и расположению чешуи относительно друг друга различают следующие типы луковиц:

1. Имбрикатная (черепитчатая, или чешуйчатая)

2. Туникатная (пленчатая)

Пленчатая луковица характерна для таких растений как нарцисс и тюльпан. Для данного типа луковицы характерно замкнутое, сросшееся основание листа, в результате чего каждая предыдущая чешуя полностью охватывает последующую, так что они вложены одна в другую (лук, подснежник, гиацинт и др.)

Пример такой луковицы представлен на рисунке 5 «Луковица нарцисса»

Рис 5. Луковица нарцисса

Черепитчатая луковица, как у лилии, имеет сочные, часто узкие чешуи, не охватывающие друг друга и не образующие общего покрова, как на рисунке 6 «Черепитчатая луковица лилии».

Рис 6. Черепитчатая луковица лилии

Луковица может быть однолетней (тюльпан, лук) и многолетней (нарцисс, гиацинт, подснежник). У однолетних луковиц к концу периода вегетации луковица сменяется целиком, в истощенных чешуях остается новая замещающая луковица, залощившаяся ранее. У многолетних луковиц отмирает лишь часть более старых чешуй, поэтому в луковице накапливаются чешуи нескольких лет.

Многие луковичные растения приспособлены к климатическим условиям областей с очень жарким и засушливым летом и приурочены главным образом к степным, полупустынным, пустынным и высокогорным районам. Однако встречаются и в лесной зоне умеренного пояса (пролески, гусиный лук, лилия). Луковичные растения часто переживают неблагоприятные условия окружающей среды под землей в виде луковиц.

Размножение корневыми и стеблевыми отростками

При размножении корневыми отпрысками новые побеги развиваются из придаточных почек корней. Так размножается малина, вишня, акация, сирень, клен и др. Новые растения образуют так называемую корневую поросль. Некоторые цветы, например розы, так же размножаются корневыми отпрысками. После укоренения отпрыска его отделяют от материнского растения и пересаживают.

Размножение усами.

Такие растения, как земляника, размножаются видоизмененными побегами — столонами, (или усами). При этом в узлах образуются новые растения:

Размножение выводковыми почками.

Иногда происходит запрограммированное природой образование дочерних организмов — заростков — на родительском, например, у каланхоэ потомство может появляться прямо на листьях.

При половом размножении особи нового поколения появляются при участии двух физиологически различных организмов. Повышение изменчивости достигается в результате генетической рекомбинации