Контрольная работа по "Ботанике"

В системе А. А. Гроссгейма все растения по древности происхождения  делятся на две большие группы: низшие и высшие.

К низшим растениям относятся  наиболее древние и просто устроенные растения, в большинстве случаев  не достигающие больших размеров. Тело у низших растений не расчленино на корень, стебель, лист, а представлено слоевищем. Среди них много одноклеточных и колониальных форм. Низшие растения развиваются в водной или влажной среде (за некоторым исключением).

Для высших растений характерны появление тканей, дифференциация тела на вегетативные и генеративные органы и в основном наземные условия  существования. По способу размножения  они делятся на высшие споровые и  семенные. К высшим споровым относятся  отделы мохообразные и папоротникообразные, к семенным – отделы голосеменные и покрытосеменные.

Вопрос №67

Сравните  способы размножения водорослей, грибов и лишайников.

Очень разнообразны способы размножения водорослей и циклы их развития. Основные способы размножения у водорослей — вегетативное, бесполое и половое. Вегетативное размножение — это размножение отдельными частями слоевища или делением клетки на две новысотой. Если при таком делении клетки остаются связанными с помощью слизи, то образуются колонии.

При бесполом размножении  в слоевище формируются особые споры, которые прорастают в новые особи. Такие споры могут быть подвижными (зооспоры) или неподвижными (апланоспоры).

При половом воспроизведении  образуются половые клетки (гаметы), после попарного слияния которых  формируется зигота, дающая начало новым особям. Основные типы полового процесса у водорослей: изогамия (слияние  неразличимых по строению и подвижности  гамет), гетерогамия (слияние подвижных  гамет, отличающихся по размерам), оогамия (слияние крупной неподвижной  яйцеклетки с мелким подвижным сперматозоидом) и конъюгация (слияние протопластов двух вегетативных клеток). У одних  водорослей одна и та же особь дает гаметы или споры в зависимости  от возраста и условий окружающей среды. У других функции бесполого  и полового размножения выполняют  разные особи. В таком случае растения, на которых развиваются органы бесполого  размножения, называются спорофитами, а те, на которых развиваются половые  органы, — гаметофитами. Эти два  поколения в цикле развития организма  могут сильно отличаться по структуре  или, наоборот, быть очень похожими друг на друга морфологически.

Большинство грибов способно к вегетативному, собственно бесполому  и половому размножению. В отличие  от довольно однообразного вегетативного  строения грибов, формы их размножения  очень разнообразны (на них основана классификация царства). Характерен плеоморфизм — наличие одновременно нескольких видов спороношений, например, бесполого и полового.

Вегетативное размножение. Частями мицелия.

Специализированными образованиями: артроспорами (оидиями) с тонкими  стенками или хламидиоспорами с  толстыми, образуются они, с некоторыми отличиями, при распаде мицелия  на части, а затем дают начало новому. Почкование гиф или отдельных клеток (например, у дрожжей). Также почкуются аскоспоры у сумчатых и базидиоспоры у головнёвых. Образующиеся почки постепенно отделяются, растут и со временем сами начинают почковаться.

Бесполое размножение.

Собственно бесполое размножение  идёт посредством спор. В зависимости  от способа образования различают эндогенные и экзогенные споры. Эндогенные споры (спорангиоспоры) характерны для низших грибов. Образуются внутри особых клеток, называемых спорангиями. Экзогенные споры обычно называют конидиями (др.-греч. κονία — пыль, εἶδος — вид), они имеются у высших и у некоторых низших грибов. Образуются на вершинах или сбоку специальных гиф — конидиеносцев, ориентированных вертикально, которые могут быть простыми или разветвлёнными. Покрыты плотной оболочкой, поэтому довольно устойчивы, но неподвижны. Могут подхватываться воздушными потоками или животными и переноситься на значительные расстояния. При прорастании дают ростовую трубку, а затем гифы. У хитридиомицетов бесполое размножение идёт посредством зооспор, подвижных за счёт жгутиков. Развиваются они в зооспорангиях.

Половое размножение

Для низших грибов свойственно  слияние гаплоидных гамет путём  изогамии, анизогамии (гетерогамии) или  оогамии. В случае оогамии развиваются  половые органы — оогонии (женские) и антеридии (мужские). При оплодотворении происходит образование ооспоры  — это зигота, которая покрывается  толстой оболочкой, некоторое время  проводит в состоянии покоя, после чего прорастает. У зигомицетов (зигогамия) сливаются только клетки, расположенные на различных типах мицелия, обозначаемых как «+» или «-», причём внешнее строение у них одинаковое, но в пределах своих групп половой процесс невозможен. Такие грибы называются гетероталличными, а те, которые имеют только один тип мицелия — гомоталличными. Разные типы мицелия у гетероталличных грибов не следует связывать с каким-либо полом, то есть называть их мужскими или женскими. У аскомицетов сливаются не отдельные клетки, а половые органы (гаметангиогамия): отросток мужского антеридия оплодотворяет женский архикарп, состоящий из трихогины и аскогона. Содержимое антеридия по трихогине переливается в аскогон. Оплодотворение также может осуществляться с помощью мелких клеток спермаций, такой процесс называется сперматизацией. Ядра при этом соединяются, но не сливаются — образуется дикарион. Аскогон даёт выросты — аскогенные гифы, на концах которых, после слияния ядер (кариогамии) образуются сумки (аски), а в них аскоспоры после мейоза. Сумки заключаются в плодовые тела (клейстотеции, перитеции, апотеции или псевдотеции). Процесс может идти по-другому, но его итогом всегда бывает образование сумок. У базидиальных грибов половой процесс представляет собой слияние участков вегетативных гиф — соматогамию, в результате образуются базидии с базидиоспорами (две «+» и две «-»). Эти гаплоидные споры дают начало гаплоидному короткоживущему мицелию. Два гаплоидных мицелия, сливаясь, дают начало дикариотическому мицелию, на котором вновь образуются базидии.

Лишайники размножаются вегетативным, бесполым и половым путём.

Особи фотобионта размножаются всеми способами и в то время, когда микобионт не размножается или размножается вегетативно. Микобионт  может, как и другие грибы, также  размножаться половым и собственно бесполым путем. Половые споры, в  зависимости от того относится микобионт  к сумчатым или базидиальным грибам, называются аско- или базидиоспорами, и образуются соответственно в асках (сумках) или базидиях. При размножении аскомицетные лишайники образуют плодовые тела, которые можно разделить на две большие группы: апотеции и перитеции: Апотеций представляет собой обычно округлое ложе. На ложе находятся сумки между неспороносными окончаниями гиф, образуя открыто расположенный слой, называемый гимениумом. Перитеций имеет более или менее сферическую, почти закрытую структуру, внутри которой находятся аски, аскоспоры освобождаются через поры в плодовом теле. Микобионт может также производить бесполые пикноспоры (пикноконидии), созревающие в пикнидиях — это сферические или грушевидные мешочки, встроенные в ложе плодового тела и представляющие собой специализированные гифы. Пикнидии часто узнаются как черноватые точечки на ложе. Пикноконидии высыпаются и дают начало новому таллому. Пикнидии образуют гифы, которые гаусториями проникают в клетки водорослей. Важную роль в узнавании и селекции фотобионта могут играть лишайниковые вещества и лектины. Все споры в размере не более нескольких тысячных долей миллиметра. Они распространяются по воздуху и могут, в случае достижения ими более высоких слоёв атмосферы, перемещаться на большие расстояния, а иногда и по всему миру, колонизируя таким образом даже изолированные субстраты. Вопрос о том, каким образом заново возникает новое сообщество мико- и фотобионта, раскрыт ещё не до конца. Микобионт, прежде чем объединиться со свободным фотобионтом, должен отыскать его и поставить под свой контроль. И то, и другое происходит по-видимому тогда, когда оба партнёра находятся в изголодавшемся состоянии и остро нуждаются в питательных веществах. Даже в лаборатории только в таких условиях можно из двух отдельных организмов создать единый. Многие кустистые и листоватые лишайники в благоприятных условиях дают специализированные структуры вегетативного размножения, состоящие из клеток водорослей, оплетенных гифами гриба: Изидии — это выросты таллома в виде булавки, пуговицы, листочка или мелкой веточки. При воздействии ветра, воды, даже лёгкого прикосновения они отрываются. Соредии образуются внутри лишайника, затем выходят наружу и разрываются, распыляя содержимое, представляющее собой т. н. диаспоры, как правило, объединённые в небольшие пачки, при увеличении проявляются зернистость или мучнистость их поверхности. Изидии и соредии распространяются с ветром, дождём и животными. При попадании на подходящий субстрат прорастают, давая начало новому лишайнику. Вегетативное размножение также может осуществляться неприспособленными специально для этого фрагментами таллома.

Вопрос №77

Опишите чередование поколений и цикл развития щитовника мужского. Роль папоротников в образовании травяного  покрова в лесу.

Жизненный цикл щитовника мужского включает смену бесполого поколения (спорофита) и полового поколения (гаметофита). Спорофит - это привычный всем папоротник, т.е. растение с корнем, стеблем и листьями, а гаметофит - тонкая сердцевидная пластинка диаметром часто менее 15 мм, называемая заростком (проталлием). Полоска специализированных клеток в стенке спорангия - кольцо - при высыхании разрывает его стенку, и споры высыпаются наружу. Каждая из них, попав во влажную почву, может образовать зеленый заросток, питающийся путем фотосинтеза и поглощающий из почвы воду и соли волосовидными ризоидами, имеющимися на его нижней поверхности. По своему строению заросток напоминает не породивший его спорофит, а скорее слоевищный печеночник из отдела моховидных. На нижней стороне заростка образуются половые органы (гаметангии), а в них - гаметы. Мужские гаметангии - антеридии - содержат сперматогенную ткань, окруженную тремя-четырьмя эпидермальными клетками, а женские - архегонии - представляют собой колбовидные структуры, в расширенном брюшке которых развивается единственная яйцеклетка, а узкое "горлышко" (шейка) заполнено т.н. канальцевыми клетками. Последние при созревании архегония разрушаются. Сперматозоиды представляют собой спирально закрученные клетки, способные плавать благодаря многочисленным жгутикам. Высвобождаясь из антеридия, они проникают в шейку архегония, а через нее - к яйцеклетке. Один из них ее оплодотворяет, и образовавшаяся зигота прорастает прямо внутри архегония. Развивающийся из нее молодой спорофит некоторое время паразитирует на проталлии, но вскоре образует собственные корни и зеленые листья: жизненный цикл завершается. Спорофит может размножаться не только спорами, но и другим путем. Когда листья кривокучника корнелистного ложатся на землю, на их вершинах образуются новые растения-детки. В результате могут быстро возникнуть большие колонии (клоны). На вайях пузырника клубненосного развиваются похожие на луковички тельца с запасом воды и питательных веществ в двух мясистых листьях. Опадая на землю, они укореняются и дают новые спорофиты. Многие папоротники образуют длинные столоны ("усы") с чешуйчатыми листьями. В определенных точках они укореняются: здесь возникают дочерние растения.

Жизненный цикл папоротника  включает смену бесполого и полового поколений - спорофита и гаметофита. Спорофит - всем известное зеленое  растение - образует спорангии, часто  выглядящие как красновато-бурые  бугорки на нижней стороне обычных  листьев или на специализированных листьях (спорофиллах). Спорангии рассеивают тысячи спор, каждая из которых в  благоприятных условиях прорастает в тонкую зеленую пластинку диаметром  обычно ок. 6 мм. Это гаметофит, называемый заростком и обычно нами не замечаемый. На нем развиваются мужские и  женские половые органы - антеридии  и архегонии. Когда они созревают, сперматозоиды из антеридиев плывут по покрывающей заросток пленке воды в архегонии и оплодотворяют  здесь яйцеклетки. Из зиготы образуется новый спорофит, и жизненный цикл завершается.

Во флоре лесов зарегистрировано 900 видов сосудистых растений, относящихся  к 94 семействам и 406 родам. Из них папоротникообразных - 39, голосеменных - 6, покрытосеменных - 855 (95%) видов. Наиболее богато семейство сложноцветных (116 видов), а также розоцветных (68), злаковых (67), бобовых (50), зонтичных (44) и т. д. Папоротник мужской — типичный представитель тенистых лесов. Часто встречается во влажных широколиственных лесах западных предгорий Южного Урала, где он обнаружен в тех участках леса, где преобладает липа, осина, береза. В массе папоротник произрастает в ельниках и пихтарниках в центрально-возвышенном районе Южного Урала. Большие заросли его находятся и в елово-пихтовых лесах Уфимского плато на северо-востоке Башкирии. В сосновых лесах встречается редко так как в них меньше сохраняется влага. Он обнаружен нами только в сосняках Южного Урала, произрастающих на склонах северной экспозиции.

Вопрос 90

Сравнение поколений у покрытосеменных  и голосемянных, папоротникообразных  и мохообразных. Роль покрытосемянных  в природе и практике человека.

В связи с выходом из воды на сушу у мхов, папоротников, хвощей, плаунов и у семенных растений сильно усложнилось не только строение, но и процесс размножения. У них, как и у многих водорослей, наблюдается  правильное чередование бесполого  и полового поколений. Зигота прорастает без редукционного деления, и  развивающаяся из нее особь имеет  двойной набор хромосом.

Это бесполое поколение, так  как на таком растении образуются споры. При формировании их происходит редукционное деление, в результате которого спора получает один набор  хромосом. Прорастающая спора дает начало половому поколению — организму, который образует половые клетки — гаметы. Все клетки этой особи  несут один набор хромосом. Образующаяся в результате оплодотворения гамет  зигота снова прорастает и дает бесполое поколение (с двойным набором  хромосом). В цикле развития растения может преобладать половое (мхи) или бесполое (остальные высшие растения) поколение.

Рассмотрим цикл развития мха кукушкин лен . Стебли этого мха небольшие, крепкие, с многочисленными мелкими, узкими, жесткими листьями. На верхушке некоторых из этих стеблей развиваются коробочки, сидящие на удлиненной ножке и покрытые колпачком, как капюшоном. Коробочка на ножке называется спорогоном. В самой коробочке, покрытой крышечкой, образуется масса спор. Они мелкие, как пыль. При их образовании происходит редукционное деление, и споры получают по одному набору хромосом (гаплоидные споры). После их созревания колпачок сбрасывается, крышечка коробочки отскакивает, и споры высыпаются наружу. Споры попадают на почву и при влажной погоде прорастают. Образуется зеленая ветвистая многоклеточная нить, стелющаяся по влажной поверхности почвы, а погруженные в почву бесцветные нити всасывают почвенные растворы. Зеленая нить называется предростком. На предростке образуются почки. Из почек развиваются новые стебли кукушкина льна. На верхушках одних стеблей появляются многоклеточные небольшие кувшинообразные выросты, сидящие на небольшой ножке. Это женские половые органы, или архегоний. В их нижней расширенной части помещается одна неподвижная яйцеклетка. На верхушках других стеблей мха вырастают многоклеточные, но одностенные удлиненные мешочки — антеридии. Внутри них образуются многочисленные мелкие мужские гаметы — сперматозоиды. Во время дождя или обильной росы мешочки лопаются вверху, и из них в слизистой массе выступает множество сперматозоидов, снабженных двумя жгутиками, с помощью которых они двигаются к верхушке тех стеблей кукушкина льна, где находятся архегоний. Проникнув через шейку архегония внутрь, сперматозоид сливается с яйцеклеткой. В результате образуется зигота, которая прорастает без редукции хромосом здесь же, на верхушке стебля кукушкина льна, образуя бесполое поколение — спорогон, состоящий из коробочки и ножки. Ножка спорогона внедряется в ткани стебля и высасывает из него питательные вещества, В коробочке спорогона образуются споры. Таков цикл развития мхов. У них преобладает половое поколение (само растение мха).