Сравните функции гаметофита и спорофита у папоротника 6 класс биология кратко
Обновлено: 04.07.2024
Гаметофит — это гаплоидная фаза жизненного цикла высших растений и водорослей, которая берет свое начало из спор и производит, в результате, половые клетки или гаметы.
Что такое спорофит?
Спорофит — это диплоидная фаза жизненного цикла растений и водорослей, результатом которой является производство спор.
В жизненном цикле растений наблюдается последовательное чередование спорофита и гаметофита. Гаметофиту отводится роль реализации полового размножения, а спорофиту — обеспечение бесполого типа воспроизведения организма.
У водорослей спорофит возникает из зиготы — внутри него формируются споры. Зигота образуется на половой гаплоидной фазе из женской гаметы — яйцеклетки. Важно, чтобы яйцеклетку оплодотворила мужская половая клетка.
Гаметофит — это гаплоидная фаза в жизненном цикле растительного организма. Он получает развитие из спор и формирует женские и мужские половые клетки. В результате слияния гамет формируется зигота — она дает гаплоидное поколение.
Формирование мужских гамет осуществляется из гаметангий или антеридий. У споровых и семенных растений гаметы имеют разные названия: в первом случае — сперматозоиды, во втором — спермиями.
Сперматозоиды подвижны — эта подвижность достигается за счет жгутиков. Женские гаметы, для сравнения — это неподвижная яйцеклетка: их образование происходит внутри женских гаметангиев.
Архегонии являются женскими гаметангиями растений.
Оплодотворение яйцеклетки наземной растительности осуществляется внутри архегония. Затем происходит спорообразование, и жизненный цикл проходит собственное чередование.
Наиболее заметно чередование поколений у споровых растений. Наблюдается раздельное нахождение гаметофита и спорофита у таких групп растений как:
У этих групп растений преимущество получило гаплоидное поколение. Жизненный цикл папоротников — хороший пример чередования поколений. Гаметофит у них представлен в виде маленького и недолговечного ростка, на котором вырастает спорофит.
У мхов фазы не разделяются — в этом случае коробочка со спорами формируется на гаметофите. Что касается цветковых растений, то мужские гаметы здесь формируются внутри тычинок, которые осуществляют перенос мужских половых клеток на пестики.
Гаметофит голосеменных имеет особенность. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде в шишках, при этом процесс оплодотворения практически не отличается от процесса, происходящего у покрытосеменных. Развитие семени голосеменных происходит из семязачатка (он открыт на семенной чешуе), а у покрытосеменных семя находится внутри плода (мужской гаметофит покрытосеменных).
Выделяют несколько этапов в жизненном цикле растительных организмов:
- формирование спорофита и спор;
- преобразование спорофита и спор в молодой гаметофит;
- образование гамет.
Особенности гаметофита и спорофита
Остановимся подробнее на том, что такое спорофит и гаметофит.
Гаметофит и спорофит растений отличаются как минимум по двум критериям: размеру и этапу оформления.
Также, к примеру, гаметофит относится к гаплоидам и характеризуется наличием одинарного набора хромосом. Спорофит же относится к диплоидам и обладает двойным набором хромосом.
Гаметофит обеспечивает половое размножение, а спорофит — бесполое.
С началом в гаметофите мейоза происходит запуск процесса образования гамет — эти гаметы отличаются высокой активностью.
У большинства растений в жизненном цикле преобладает спорофит. Это связано с определенными преимуществами, которые он обеспечивает. Если среда водная, то у гамет есть возможность передвигаться. А вот в наземно-воздушной среде у растений нет возможностей для перемещения собственных спор. Диплоидные растения легче сохраняют рецессивные признаки в сложных условиях на поверхности земли. Эти признаки в дальнейшем могут обеспечить выживание.
У разных групп растений соотношение спорофита и гаметофита разное. К примеру, для высших растений (за исключением мхов) характерно преобладание гаплоидности. Этому есть объяснение: в природе наличие семени важно для дальнейшей жизни. Гаметофит отвечает за реализацию непосредственного оплодотворения. Споры же нужны для распространения и произрастания вида на планете.
Только диплоидные организмы способны справляться с резкой сменой условий обитания. По этой причине диплоидное поколение преобладает у наземных растений, а у подводных растений чаще встречается гаметофит или гаплоидная часть.
К примеру, для одноклеточных водорослей (хламидомонад) характерно преобладание гаплоидности на протяжении всего периода жизни.
Отличия гаметофита от спорофита заключаются в:
- мейоз — способ образования спор из спорофита;
- гаметофит образуется из споры;
- как результат мейоза — образование половых клеток из гаметофита.
Для зиготы и спорофита характерны диплоидные свойства, а вот споры и гаметофит связаны с гаплоидностью.
В изучении особенностей спорофита и гаметофита важны следующие моменты:
- гаметофит папоротников, гаметофит плаунов и хвощей — это их заросток;
- образование половых клеток происходит только в органах гаметофита;
- женский гаметофит цветковых растений — это зародышевый мешок. В нем находится 7 клеток, в том числе яйцеклетка и центральная клетка с диплоидным набором хромосом;
- в состав мужского гаметофита входят вегетативная клетка, превращающаяся в пыльцевую трубку, и генеративная клетка, продуцирующая образование двух спермиев. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй участвует в оплодотворении центральной клетки. Как результат — появляется диплоидная зигота и триплоидный эндосперм.
Разделение спорофита и гаметофита — важный этап эволюционного процесса растений, который обусловил их высокий уровень приспособленности к окружающей среде.
Спорофит и гаметофит - жизненные формы споровых растений, постоянно чередующиеся в их жизненном цикле. Спорофит папоротников - листостебельное растение, то есть сам папоротник. На нижней стороне его листьев весной образуются спорангии в которых созревают споры. С помощью спор папоротники распространяются.
Спора прорастает и формирует маленькую зеленую пластинку - гаметофит, на внутренней стороне которого образуются гаметы. Оплодотворение происходит с помощью воды. Из зиготы образуется спорофит.
Гаметофит папоротника-половое поколение. Образует гаметы-половые клетки. Он представлен заростком с формой сердца. Спорофит-взрослое растение, образующее споры.
Гаметофит образует гаметы, спорофит-споры.
Спорофит - это зелёная стадия жизненного цикла папоротников, хвощей и плаунов, а гаметофит -это лишь стадия заростка.
Гаметофит папоротника образует гаметы, это небольшой заросток, который имеет вид плоской серцевидной пластинки площадью до 1 см2
спорофит - это сложно организованное многолетнее растение
Гаметофит папоротника представлен заростком - небольшим растением, на котором находятся женские (архегонии) и мужские (антеридии) половые органы. Основная функция заростка - образование гамет (поэтому он и называется гаметофитом) и обеспечение полового размножения в целом. Но преобладает в жизненном цикле папоротника спорофит. Его основная функция - образование гаплоидных спор, из которых вырастает гаметофит (заросток). Само взрослое растение папоротника является спорофитом.
Плауны – это многолетние травянистые растения, вечнозеленые, имеют простые некрупные узкие клиновидные листья. Споры у них развиваются в спорангиях, которые собраны в колоски. Папоротники также многолетние растения. Однако у них крупные и сильно рассеченные листья. Еще молодые и нераспустившиеся листочки у них закручены, словно улитки, в завитки, что позволяет легко отличить данное растение от других.
№ 2. Что характерно для внутреннего строения папоротника?
Это древесное споровое растение. Многолетнее с крупными и сильно рассечёнными красивыми листьями. Размножается вегетативно – с помощью корневищ, длинных столонов и усов. Вегетативное тело папоротника состоит из корней и побегов. Также есть осевая проводящая система – стела, покровные, фотосинтезирующие и механические ткани.
№ 3. Почему хвощи заселяют сильно увлажненные места?
Растут хвощи на сырых лугах, болотах, в лесу и даже в неглубоких водоемах из-за того, что там повышена кислотность.
№ 4. Сравните функции гаметофита и спорофита у папоротника.
В жизненном цикле всех споровых растений постоянно чередуются такие формы, как гаметофит и спорофит. Гаметофит – это половая жизненная форма у папоротника, при которой заросток – новое растение – образуется в результате слияния мужской и женской клетки. Клетки обладают гаплоидным набором хромосом. Спорофит – это бесполая жизненная форма у папоротника. Клетки при этой форме имеют диплоидный набор хромосом. И размножение происходит с помощью спор, расположенных в спорангиях на внутренней стороне листа.
№ 5. Рассмотрите внимательно рисунки 112 и 116 и сравните продолжительность жизни спорофита и гаметофита у мохообразных и у папоротников, хвощей, плаунов. Сделайте выводы.
Гаметофит у папоротников, хвощей и плаунов имеет форму маленького заростка, из-за чего он живет всего лишь несколько суток. Спорофит же, наоборот, бывает многолетним. А вот у мохообразных гаметофит долговечен, на нем растут спорофит. Исходя из этого, можно сделать вывод, что у папоротников, хвощей и плаунов доминирует половое поколение. Тогда как у мхов – бесполое поколение.
Стр. 123
Лабораторная работа № 6
Тема: Изучение внешнего строения споровых растений на примере моховидных и папоротниковидных растений
Цель: знакомство с внешним строением и спорами зеленого мха (кукушкин лен) и папоротника щитовника.
Оборудование и материалы:
1. Лупа ручная, склянка с водой, предметное стекло, небольшой лист белой бумаги, препаровальная игла, линейка с миллиметровыми делениями.
2. Гербарий и раздаточный материал: мхи – кукушкин лен и сфагнум, папоротники – щитовник и комнатное растение нефролепис (или другое).
Задание № 1
Изучение моховидных растений
Ход работы:
Изучили особенности строения зеленого мха на примере кукушкиного льна – его стебель, листья, коробочку на ножке, ризоиды. Определили, что это мужское растение.
Изучили форму и строение коробочки. Сняли колпачок.
На лист белой бумаги высыпали несколько спор. Рассмотрели их под лупой. У нас получилось отделить одну спору. Они мелкие, размером 20-25 мкм, легкие. Споры легко разносятся ветром, течением воды, что способствует быстрому расселению кукушкина льна.
Сравнили побег кукушкина льна и сфагнума. У кукушкиного льна побег прямой, покрыт большим количеством листочков с центральным ребром, не ветвящийся. У сфагнума стебель ветвистый, густо покрыт листочками без центрального ребра, которые расположены спирально. Веточки располагаются мутовками.
На предметное стекло налили большую каплю воды. Положили на нее сфагнум. Сфагнум впитал влагу, так как в нем есть водоносные клетки.
Вывод:
Кукушкин лен и сфагнум довольно крупные мхи. Они могут достигать до 15-20 см в высоту. У них нет корней, как у высших растений, но вместо них у кукушкина льна есть ризоиды, которые удерживают его на субстрате и выполняют функцию впитывания влаги. У сфагнума нет ни корней, ни ризоидов. Он впитывает влагу всем своим телом. Размножаются мхи спорами, образуя коробочки – спорангии, в которых находятся споры.
Задание № 2
Изучение папоротниковидных растений
Ход работы:
Изучили особенности строения папоротника на примере нефролеписа и щитовника – их стебли и листья. Определили размеры листьев и их количество у растений. В стебле растений есть сосудистые пучки.
Рассмотрели внимательно строение листа у обоих растений. Нашли на листьях их части – пластины, с мелкими ответвлениями – дольками. Измерили длину и ширину пластин и долек. Диаметр пластинки около 1 см. Она зеленого цвета, способна к фотосинтезу и крепится к почве одноклеточными ризоидами.
Рассмотрели с помощью лупы верхнюю и нижнюю стороны пластинок листа щитовника.
Бугорки, которые мы нашли на пластинках листа щитовника, называются сорусы. Их 5-8 штук. Сверху они покрыты почковыми покрывальцами. Под щитом соруса расположены спорангии со спорами.
Над листом белой бумаги пошевелили сорус препаровальной иглой. У нас зрелый спорангий, из которого высыпались споры. Споры видны только под микроскопом и имеют почковидную форму, очень легкие. Расселению спор помогает ветер, течение водоемов, насекомые.
Вывод:
Изучив особенности строения папоротника на примере нефролеписа и щитовника – их стебли и листья, можно сделать вывод, что папоротники – это красивые растения со своими особенностями. Щитовник относится к лесным папертникам, имеет короткое и толстое корневище, которое покрыто чешуйками. На вершине этого корневища расположена розетка крупных листьев с дважды перистой пластинкой. Листья мягкие, ажурные. Черешки листьев покрыты бурыми чешуйками. Если лист повернуть, то можно увидеть пластины по 5-8 сорусов.
Нефролепис – эпифитное или наземное травянистое растение с коротким вертикальным корневищем. На верхушке расположена розетка крупных перистосложных листьев, которые в очертании ланцетные, светло-зленого цвета. Сегменты длиной от 5 см. На нижней стороне сегментов расположены округлые сорусы по обе стороны средней жилки в два ряда.
Спорофит и гаметофит – поколения в жизненном цикле растений, которые постоянно чередуются друг с другом. Это означает, что у них происходит чередование полового с бесполым размножением.
Гаметофит отвечает за половое размножение, а спорофит – за бесполое. Тема, возможно, кажется нелегкой для школьников, однако вопросы по ней часто встречаются в заданиях в ЕГЭ и ОГЭ по биологии, потому следует разобраться.
Что такое гаметофит и спорофит в биологии
Спорофит – одно из чередующихся поколений, относится к бесполому. Многоклеточная диплоидная фаза, происходящая в период жизни водорослей и растений.
Бесполое развитие происходит из зиготы, в которой появляются споры. Образование зиготы происходит на половой гаплоидной фазе из женской яйцеклетки, оплодотворенной мужской гаметой.
Гаметофит — гаплоидная или половая фаза в жизненном цикле растений, которая, в свою очередь, развивается из спор и производит половые мужские и женские клетки, или гаметы. Когда гаметы сливаются вместе или оплодотворяются, снова наступает гаплоидное поколение.
Гаметы бывают двух видов:
Мужские гаметы. Появляются из мужских гаметангий – антеридий. У споровых и водорослей они называются сперматозоидами, у семенных – спермиями. Отличаются между собой подвижностью, сперматозоиды имеют жгутики, поэтому могут двигаться.
Женские гаметы, представляющие собой неподвижные яйцеклетки. Образуются в женских гаметангиях, которые носят название – архегонии.
У наземной растительности оплодотворение яйцеклетки происходит в архегонии, после которого появляются споры. Жизненный цикл продолжает свое чередование.
Чередование поколений особо выражено у споровых растений. У папоротников, плаунов, хвощей гаметофит находится раздельно от спорофита, но преобладает гаплоидность.
Гаметофит выражен недолговечным маленьким ростком, на котором затем вырастает спорофит. У мхов нет разделения между фазами, коробочка со спорами развивается на гаметофите.
Цветковые или покрытосеменные растения для размножения используют опыление, когда мужские гаметы в тычинках переносятся к женским в пестиках. У голосеменных растений семена находятся в открытом виде – шишках, и оплодотворение происходит, как и у покрытосеменных.
Однако семя голосеменных развивается из семязачатка, который открыт на семенной чешуе, у покрытосеменных оно находится внутри плода.
Схема жизненного цикла высших растений проста: постоянное чередование полового (гаплоидного) с бесполым (диплоидным) поколением.
Гаметофит и спорофит могут отличаться по размеру и этапам формирования.
Относятся к гаплоидам, имеют только один набор хромосом.
Относятся к диплоидам из-за наличия двух наборов хромосом.
Размножение происходит половым путем.
Размножение происходит бесполым способом.
Для процесса характерно образование гамет – мужских и женских половых клеток: спермий, яйцеклеток и сперматозоидов.
Для стадии характерно образование специальной клетки – споры, предназначенной бесполому размножению.
Образование гамет происходит, когда в гаметофите начинается деление (митоз) из гаплоидных клеток.
Образование спор происходит, когда в спорофите начинается деление (мейоз) из диплоидных клеток.
При оплодотворении женской гаметы мужскими образуется зигота. Затем из зиготы образуются споры.
Когда спора делится способом, который называется митоз, наступает диплоидная фаза жизненного цикла.
Почему в жизненном цикле растений преобладает спорофит?
в водной среде происходит передвижение гамет, а на поверхности земли растения не способны перемещать свои споры;
из-за изменчивых условий на поверхности земли диплоидным организмам легче сохранить рецессивные признаки, которые могут стать необходимыми для выживания в изменившейся среде обитания.
В жизни покрытосеменных, голосеменных, большей части споровых, кроме мхов, преобладает гаплоидность. Обусловлено это тем, что в природе важно наличие семени для дальнейшей жизни.
Гаметофит – это, непосредственно, оплодотворение, а спорофит – появление спор. Споры необходимы для дальнейшего распространения, произрастания вида растения на земле.
Именно диплоидный вид организма способен вынести меняющиеся условия наземной жизни.
Споры папоротника
Поэтому диплоидное поколение преобладает у наземных растений, у подводной растительности – водорослей преобладает гаплоидная часть. Даже одноклеточные водоросли - хламидомонады, имеют преобладающую гаплоидность на протяжении своей жизни.
Примеры решения задач
Задача 1
Какой хромосомный набор у клеток гамет и заростка папоротника? Каким способом происходит деление этих клеток?
Заросток с гаметой папоротника обладают гаплоидным набором хромосом. Гаметы папоротника образуются с помощью митоза из клеток гаметофита в архегониях.
Задача 2
У соматических кукурузных клеток 20 хромосом. Какой набор хромосом содержат клетки пыльцы?
В генеративной клетке пыльцы содержится 10 хромосом, так как она образуется в процессе митоза.
Задача 3
Каким хромосомным набором обладают листья и заросток папоротника? Каким видом деления и из чего образуются эти клетки?
Взрослые клетки листьев характеризуются диплоидном хромосомным набором, заростка – гаплоидным, так как образуется из споры.
Читайте также: