Alternance des générations chez les plantes à fleurs. Alternance des générations chez les plantes : phases diploïde (sporophyte) et haploïde (gamétophyte)

Alternance des générations- un changement naturel dans les organismes de générations qui diffèrent par le mode de reproduction. Les organismes de nombreuses espèces peuvent se reproduire de manière asexuée ou sexuelle. À cet égard, ils parlent de générations asexuées et sexuées de cette espèce.

L'alternance de ces générations chez les plantes et les animaux présente de nombreux traits communs. La frontière séparant les générations sexuées et asexuées dans le cycle de développement est le processus de fécondation. Dans ce cas, à la suite de la fusion de gamètes haploïdes (c'est-à-dire contenant un seul ensemble de chromosomes), un zygote diploïde (c'est-à-dire contenant un double ensemble de chromosomes) apparaît et la génération sexuée se transforme en asexuée.

Les générations asexuées et sexuées peuvent avoir un ou deux jeux de chromosomes, selon le stade de la méiose du cycle de vie. Au cours de la méiose, le nombre de chromosomes est réduit de moitié et l'ensemble diploïde devient haploïde. La méiose et la fécondation sont les deux étapes qui séparent les phases haploïde et diploïde dans le cycle de développement.

Au cours du processus d'évolution dans le cycle de développement, le rôle (durée d'existence et taille) de la phase haploïde diminue naturellement et le rôle de la phase diploïde augmente.

Phases de la méiose

Chez les sporozoaires et les flagellés, de nombreuses algues et certains champignons, la phase diploïde n'est représentée que par le zygote, qui subit immédiatement la méiose, formant des cellules haploïdes. Dans toutes les formes supérieures et certaines formes inférieures (algues et champignons individuels, ciliés), le zygote est divisé par mitose, de sorte que leur génération asexuée, comme le zygote, est diploïde.

La méiose ne se produit que lors de la formation des gamètes, qui constituent la seule phase haploïde chez ces organismes. Par exemple, les polypes hydroïdes sont une génération asexuée. En bourgeonnant, elles forment des colonies sur lesquelles se développent des méduses dotées de testicules et d'ovaires (génération sexuée diploïde). Les méduses nagent librement dans l'eau et se reproduisent sexuellement. En conséquence, des polypes réapparaissent.

Chez les animaux, il existe une distinction entre l'alternance primaire et secondaire des générations. Lors de la reproduction primaire, la reproduction asexuée et sexuée alterne. Cela se produit avec de nombreux protozoaires. L'alternance secondaire des générations comprend la métagenèse et l'hétérogonie. Au cours de la métagenèse, caractéristique des tuniciers et des coelentérés, la reproduction sexuée et végétative alterne. Avec l'hétérogonie, caractéristique des trématodes, certains vers ronds et les rotifères, un certain nombre d'arthropodes, alternent reproduction sexuée normale et parthénogenèse.

L'alternance des générations dépend des conditions environnementales. Dans des conditions favorables, la reproduction se produit généralement par des méthodes asexuées - division, bourgeonnement, végétativement ou parthénogénétiquement. Dans des conditions défavorables, la génération asexuée est remplacée par la génération sexuée.

L'évolution de la reproduction est passée d'asexuée, caractéristique des organismes unicellulaires, à sexuelle. Les formes primitives se reproduisent uniquement de manière asexuée ; dans les formes plus complexes, la reproduction asexuée alterne avec la reproduction sexuée. Les espèces les plus avancées se reproduisent uniquement sexuellement.

Alternance des générations chez les plantes. Une alternance typique de générations est caractéristique des plantes dans lesquelles la phase diploïde (diplont) et la phase haploïde (haplont) sont multicellulaires. Le diplonte forme des sporanges, dans lesquels les spores apparaissent à la suite de la méiose (c'est pourquoi le diplonte est également appelé sporophyte ou génération asexuée). L'haplon forme des gamétanges dans lesquelles, sans division de réduction - méiose - cellules sexuelles - gamètes - se forment (l'haplon est également appelé gamétophyte ou génération sexuée). Le sporophyte se développe à partir d'un zygote, qui résulte de la fécondation, c'est-à-dire de la fusion de deux gamètes, et le gamétophyte se développe à partir d'une spore. Dans quelques plantes (par exemple, certaines algues vertes et brunes), le sporophyte et le gamétophyte sont également développés, et dans la plupart des plantes, les cycles de développement sont dominés soit par le gamétophyte (par exemple, chez les bryophytes), soit par le sporophyte - le brun. algues varech, ptéridophytes et plantes à graines.

Chez de nombreuses algues vertes (Chlamydomonas, Ulotrix, Spirogyra, etc.), seuls les zygotes sont diploïdes et une méiose se produit lors de la germination. Et chez les siphons, les diatomées et certaines algues brunes, comme chez la grande majorité des animaux, seuls les gamètes issus de la méiose sont haploïdes. Par conséquent, dans ces centrales, il n’y a en réalité aucune alternance de générations, bien qu’un changement de phases nucléaires se produise.

Phases des cycles de développement plantes supérieures ont des noms spéciaux : les sporophytes des bryophytes sont appelés sporogonies (ils se développent sur les gamétophytes), et les gamétophytes d'autres plantes supérieures sont appelés prothalles. Chez les ptéridophytes, ils existent indépendamment et chez les plantes à graines, ils se développent sur les sporophytes. Les pousses des plantes homospores sont herpaniques, tandis que celles des plantes hétérosporées sont dioïques et plus réduites (surtout mâles) que les pousses des plantes homospores. Ainsi, par exemple, à angiospermes Le prothalle mâle est un grain de pollen se développant à partir d'une microspore, et le prothalle femelle est un sac embryonnaire se développant à partir d'une mégaspore.

Alternance de générations asexuées et sexuelles

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La grande majorité des plantes supérieures et inférieures ont 2 modes de reproduction : asexuée et sexuée.

De plus, chaque plante possède un cycle de vie son développement n'est possible que s'il existe les deux méthodes de reproduction, qui sont réalisées dans un certain ordre : une méthode de reproduction alterne avec une autre et, par conséquent, une certaine alternance, ou changement, de générations se produit - asexuée et sexuée.

L'essence de l'alternance des générations dans le cycle de développement d'une plante est qu'une génération forme les organes de reproduction sexuée et l'autre génération forme les organes de reproduction asexuée.

La génération qui forme les organes de reproduction sexuée, dans laquelle se forment les cellules sexuelles - les gamètes, est appelée la génération sexuée, ou gamétophyte. La génération dans laquelle se forment les organes de reproduction asexuée, dans lesquels se développent des spores, est appelée asexuée ou sporophyte.

Au cours du processus d'évolution, dans différents groupes de plantes, le gamétophyte et le sporophyte se sont formés différemment, et donc dans flore il existe de grandes différences dans la structure morphologique de ces générations.

Le développement de deux générations chez les fougères s'exprime très clairement.

Les deux générations vivent indépendamment et, chez certaines fougères, la taille du sporophyte diffère fortement de celle du gamétophyte (fougère mâle). La génération asexuée de cette fougère est une grande plante, bien différenciée en organes individuels, atteignant 80... 100 cm et plus, et la génération sexuée (gamétophyte) est une très petite plante en forme de plaque verte de la taille d'un Pièce de 10 kopecks.

Le processus d'alternance des générations de fougères mâles est le suivant.

Sur la face inférieure de la feuille du sporophyte, des organes spéciaux (sporanges) se forment dans lesquels se forment les spores. Les spores mûres se répandent et, une fois dedans Conditions favorables, germer.

De la spore pousse une petite plaque verte qui représente la génération sexuée, ou gamétophyte, de la fougère.

DANS dans ce cas cette génération sexuelle porte un nom spécial - prothalla. Les organes génitaux masculins (anthéridies) et féminins (archégones) sont formés sur la face inférieure du prothalle.

Dans les anthéridies, des gamètes mâles - des spermatozoïdes - se forment, dans les archégones, des gamètes femelles - des spermatozoïdes - se forment.

Après la fécondation, une génération asexuée de fougère, le sporophyte, se développe à partir du zygote résultant, c'est-à-dire qu'une fougère ordinaire pousse, sur les feuilles de laquelle se forment à nouveau des spores. Le cycle de vie de la fougère recommence.

Ainsi, chez la fougère mâle, les générations asexuées et sexuées grandissent séparément et se nourrissent indépendamment.

Chez les plantes à fleurs, qui sont évolutivement supérieures aux plantes considérées, l'alternance des générations existe également, mais elle est moins clairement exprimée, puisque chez ces plantes les gamétophytes sont fortement réduits.

Les plantes à fleurs ont 2 gamétophytes : mâle (grain de pollen à deux cellules) et femelle (sac embryonnaire contenant 7 cellules). Dans ces plantes, le gamétophyte vit d'une génération asexuée, qui est une plante entière, atteignant des tailles énormes chez certains représentants (bouleau, chêne, etc.), tandis que les gamétophytes femelles et mâles des plantes à fleurs sont microscopiquement petits.

Simultanément à l'alternance des générations, un changement de phases nucléaires se produit. Cela se fait comme suit.

Dans la génération asexuée, les spores se forment dans les sporanges à partir de tissus sporogènes.

Présentation de biologie sur le thème : « Alternance des générations dans le cycle de vie des plantes » (10e-11e années)

Au cours de la formation des spores, une division par réduction se produit et les spores possèdent donc un ensemble haploïde de chromosomes. Le gamétophyte formé à partir d'une spore est la génération sexuée et les gamètes formés sur celle-ci sont également haploïdes. Lorsque les gamètes haploïdes fusionnent au cours de la génération sexuée, un zygote se forme, qui porte déjà un ensemble diploïde de chromosomes. La phase haploïde du noyau a été remplacée par une phase diploïde. A partir du zygote se développe une génération asexuée - le sporophyte - avec un ensemble diploïde de chromosomes. Ensuite, lorsque les spores se forment, le nombre de chromosomes est à nouveau réduit de moitié. .

Ainsi, le gamétophyte et le sporophyte diffèrent non seulement extérieurement, mais aussi cytologiquement : ils ont un nombre de chromosomes différent.

Chez les plantes primitives plus anciennes, le cycle de développement est dominé par la génération sexuée - le gamétophyte (phase haploïde). Plus

Alternance des générations chez la fougère bouclier mâle :

/ - sporophyte; 2 - partie de feuille avec sori ; 3. - sore en coupe ; 4 - cellule, tissu sporogène ; 5 - division de réduction ; 6 - 2ème division ; 7 - tétrade ; 8- des disputes; 9 - sporange ouvert ; 10 - spore en germination ; // - prothalle (gamétophyte) ; 12 - l'archégone ; /L - anthéridie ; 14 - sperme; 15 - pénétration des spermatozoïdes dans l'archégone; 16 - division du zygote ; 17 - un prothalle avec une pousse de jeune fougère

les plantes très organisées, au contraire, se caractérisent par l'alternance de générations avec une prédominance de la génération asexuée - le sporophyte (phase diploïde), qui s'exprime particulièrement clairement chez les plantes à fleurs dans lesquelles la génération sexuée a subi une forte réduction.

L'alternance des générations est d'une grande importance biologique, puisqu'elle combine 2 modes de reproduction : asexuée, donnant grand nombre individus, et sexuels, contribuant à l'enrichissement de l'hérédité de la progéniture.

Le concept « d'alternance de générations » doit être considéré comme conditionnel, car les générations asexuées (sporophytes) et sexuées (gamétophytes), bien que dans de nombreuses plantes ce soient des organismes indépendants, ne peuvent pas assurer individuellement le cycle complet de développement des plantes.

Un seul cycle de développement végétal est réalisé uniquement dans la totalité de ces 2 générations. Sporophyte et gamétophyte ne représentent pas 2 individus indépendants d'une même plante, mais sont des étapes différentes de son développement.

CONFÉRENCE 14. Organes végétatifs des plantes

Régularités de la structure des organes végétatifs.

La doctrine des métamorphoses. Les organes sont similaires et homologues. Polarité et symétrie. Ontogenèse de la plante à graines. Embryon et plantule.

Un organe est une partie du corps qui possède une certaine structure et remplit certaines fonctions. Les organes des plantes supérieures sont divisés en deux groupes : végétatifs et reproducteurs, ou génératifs.

Les organes végétatifs constituent le corps de la plante et remplissent les principales fonctions de sa vie, c'est-à-dire

e. servir à maintenir la vie individuelle de cet individu particulier, et parfois sa multiplication végétative. Ceux-ci incluent la racine, la tige et la feuille. Les organes reproducteurs servent à reproduire un individu dans une série de générations ultérieures.

Chez les angiospermes, il s'agit de la fleur et de ses dérivés (graine et fruit).

Les procaryotes, les plantes inférieures et les champignons n'ont pas d'organes végétatifs. Leur corps, non différencié en organes, est appelé thalle ou thalle.

Au cours du processus d'évolution, la division du corps des plantes supérieures en organes s'est produite en relation avec leur transition de l'eau à la terre et leur adaptation aux conditions d'existence terrestre.

Théophraste (IVe siècle.

avant JC e.) distingué dans le corps végétatif

Riz. Polarité des pousses de saule

(UN- la manette est en position normale ; b- en position inversée)

les plantes supérieures ont trois organes : la tige, la feuille et la racine. Cette division demeure à notre époque, bien que les morphologues considèrent qu'il est plus correct de parler de deux organes : la pousse et la racine, puisque la pousse (tige et feuille) est un dérivé d'un méristème apical.

Les organes végétaux sont caractérisés par certains modèles généraux.

La polarité correspond aux différences entre les pôles opposés d'un organisme, d'un organe ou d'une cellule individuelle. La polarité apparaît comme structure externe, et dans les fonctions physiologiques.

Morphologiquement, la partie supérieure de la plante est appelée apicale, la partie inférieure basale. Les différences physiologiques entre les parties apicales et basales d'une plante sont bien connues en horticulture.

Lors de la multiplication des plantes par bouturage, elles sont plantées dans le sol avec leur extrémité morphologiquement inférieure, sinon des racines adventives se développeront à partir de la partie de la bouture située au-dessus du sol et des pousses se développeront dans le sol.

Les différences physiologiques entre les pôles d'une plante s'expriment également dans le phénomène de tropisme.

Les tropismes sont associés aux effets de la lumière, de la gravité, des facteurs chimiques et autres, selon lesquels ils sont appelés phototropisme, géotropisme, chimiotropisme, etc. Si la courbure se produit dans la direction du facteur irritant, le tropisme est positif, à l'inverse. direction - négative. Le géotropisme est la capacité des organes végétaux à s'orienter dans l'espace d'une certaine manière.

Quelle que soit la position de la graine dans le sol, la racine pousse toujours vers le bas sous l'influence de la gravité (géotropisme positif) et la tige pousse toujours vers le haut (géotropisme négatif). Les organes axiaux - tige et racine - sont situés verticalement par rapport à la surface de la terre (organes orthotropes) et les feuilles - horizontalement ou inclinées (organes plagiotropes).

La symétrie (proportionnalité) est un agencement de parties d'un objet dans l'espace dans lequel le plan de symétrie le coupe en moitiés semblables à un miroir.

Différents organes végétaux se caractérisent par une certaine symétrie.

Les organes radiaux (polysymétriques) sont des organes à travers lesquels trois plans de symétrie ou plus (tige, racine) peuvent être dessinés ; organes bilatéraux (asymétriques) - seuls deux plans de symétrie peuvent être dessinés (tiges de cactus figue de Barbarie, feuilles d'iris) ; monosymétrique - un seul plan de symétrie peut être dessiné (feuilles de nombreuses plantes, fleur de pois) ; asymétrique (asymétrique) - aucun plan de symétrie ne peut être dessiné (feuilles d'orme, fleurs de valériane, cannas).

Les organes métamorphisés (modifiés) sont ceux dans lesquels, sous l'influence de l'environnement ou en fonction d'une certaine fonction, un renforcement héréditaire d'une fonction s'est produit, accompagné d'un changement brusque de forme et de la perte des autres.

Les organes métamorphosés sont une véritable expression de l’évolution adaptative. Ils sont divisés en semblables et homologues.

Des organes similaires remplissent des fonctions similaires et sont morphologiquement (au sens large) similaires, mais ont des origines différentes (les épines qui protègent les plantes de la destruction par les animaux et réduisent la transpiration dans les zones arides peuvent être des pousses, des feuilles et des racines modifiées).

La similitude d'organes similaires est associée au phénomène de convergence - le développement de caractéristiques similaires dans différents organes en raison de l'adaptation à des conditions environnementales similaires. Les organes homologues diffèrent morphologiquement et remplissent souvent des fonctions différentes, mais ont la même origine, c'est-à-dire qu'ils constituent une modification d'un organe - une tige, une feuille ou une racine.

L'embryon des plantes à graines se trouve dans la graine.

Il contient déjà les principaux organes végétatifs. Il se compose d'une racine embryonnaire et d'une pousse embryonnaire. La racine embryonnaire est généralement représentée uniquement par un cône de croissance, recouvert d'une coiffe racinaire. La pousse embryonnaire est représentée par une tige embryonnaire (axis) et des feuilles embryonnaires (cotylédons), dont deux (chez les dicotylédones), une (chez les monocotylédones) ou plusieurs (chez les conifères). A l'extrémité supérieure de l'axe se trouve un cône de croissance ou bourgeon de l'embryon, qui contient les rudiments des feuilles suivant les cotylédons.

La jonction de l’axe et des cotylédons est appelée nœud cotylédon. Section de l'axe sous les cotylédons jusqu'à

Riz. Schéma de la structure d'une plante dicotylédone :

UN - jeune embryon; b- embryon mature ; V- germer; g- jeune plant ; Cm - cotylédons; généraliste- hypocotyle ; GK- racine principale ; avant JC- les racines latérales ; PC - racines adventives ; ZK- racine germinale ; VPH- bourgeon apical ; BPch - bourgeons latéraux ; KN- cône de croissance des pousses ; Pkm- le procambium ; Les foyers des méristèmes sont représentés en noir, les parties en croissance sont ombrées

La partie basale de la racine embryonnaire est appelée sous-cotylédon (hypocotyle).

À quantité suffisante l'humidité, la chaleur, l'air et la lumière, les graines mûres germent.

La racine embryonnaire apparaît généralement en premier, renforçant ainsi la plantule dans le sol. Dans le même temps, l’hypocotyle se développe également, poussant la racine dans le sol. Les cotylédons se comportent différemment selon le type de germination. Au cours du développement de la plantule, une racine de premier ordre, ou racine principale, se forme à partir de la racine embryonnaire. Dans la plupart des plantes, il commence à se ramifier assez rapidement : des racines latérales des deuxième, troisième ordres, puis supérieurs, apparaissent.

La racine principale avec toutes les branches latérales constitue le système racinaire principal.

Parallèlement, une pousse de premier ordre, ou pousse principale, se développe à partir du bourgeon embryonnaire ou du cône de croissance. Dans la plupart des cas, de nouvelles ébauches de feuilles (primordia) se forment au sommet, celles précédemment établies se déplient et les zones entre elles se développent, formant des entre-nœuds.

La section de la tige située entre les cotylédons et la première feuille est appelée épicotylédon (épicotel). Dans la plupart des cas, la pousse principale se ramifie également plus tard, formant des pousses latérales des deuxième, troisième ordres et supérieurs. Un système de tournage principal est formé.

Des racines adventives peuvent se former assez tôt sur l'hypocotyle et dans les nœuds inférieurs de la tige. Ainsi, l'usine est déjà dans un état relativement jeune âge est un ensemble de systèmes de pousses et de racines reliés par un hypocotyle.

Dans les cycles de vie des organismes à reproduction sexuelle, on distingue deux phases - haploïde et diploïde (haploïde - haplophase et diploïde - diplophase)

Phase haploïde (haplophase)

Phase diploïde (diplophase)

Les cellules possèdent un ensemble haploïde de chromosomes (n) 2. Génération (phase) qui se reproduit sexuellement 3. Il existe des organes de gamétogenèse - les gamétanges (gonades et gonades, anthéridies et archégones chez les plantes) 4. À la suite de la méiose, des gamètes haploïdes se forment 5. Chez les plantes, il se forme comme résultat de la germination (division) d'une spore haploïde 6. Moins résistant aux conditions environnementales défavorables 7. Évolutivement moins avancé 8.

Dans les plantes, il se forme gamétophyte, chez les animaux - haplophase 9. Prévaut dans le cycle de vie des protozoaires, des champignons, des algues vertes et des bryophytes

1. Les cellules possèdent un ensemble diploïde de chromosomes (2n) 2. Génération (phase) qui se reproduit de manière asexuée 3. Il existe des organes de sporogénèse (sporanges) dans les plantes 4. À la suite de la méiose, des spores haploïdes se forment dans les plantes 5. Formées à la suite de la division d'un zygote diploïde, formé lors de la fusion des gamètes (fécondation) 6.

Plus résistant à l'action facteurs défavorables 7. Évolutionnellement plus avancé 8.

Alternance des générations chez les plantes : phases diploïde (sporophyte) et haploïde (gamétophyte)

Dans les plantes, il se forme sporophyte, chez les animaux – diplophase 9. Prévaut dans le cycle de vie des animaux et au-delà... ..plantes

De nombreux organismes, y compris les mammifères, sont caractérisés par une alternance de phases haploïdes et diploïdes, et cette alternance a souvent un caractère régulier (cyclique).

q Dans ce cas, un certain nombre de générations d'individus à reproduction asexuée sont remplacées par une génération d'individus se reproduisant à l'aide de gamètes ou réalisant le processus sexuel, après quoi la reproduction asexuée est à nouveau observée.

Changement primaire de générations - le phénomène de changement de génération d'individus se reproduisant de manière asexuée par une génération d'individus se reproduisant sexuellement avec formation de gamètes (a un caractère régulier) ; caractéristique des protozoaires et de la plupart des plantes

Changement secondaire de générations (hétérogonie) – alternance de reproduction sexuée avec parthénogenèse (par exemple chez les trématodes)

v Prédominance (extension) de la diplophase dans développement historique(dans la plupart des organismes modernes) s’explique par le fait que :

- grâce à l'hétérozygotie et à la récessivité à l'état diploïde, ils sont protégés de sélection naturelle, diverses modifications héréditaires (mutations, nouveaux allèles) sont préservées et accumulées dans le pool génétique des populations.

- l'accumulation de mutations conduit à la formation réserve variabilité héréditaire et perspectives d'évolution de l'espèce

v La génération haploïde (haplophase) chez les vertébrés et les plantes à fleurs en cours de développement évolutif est réduite à plusieurs cellules et n'existe pas sous forme d'individus individuels (chez les animaux à fleurs, le gamétophyte haploïde est un groupe de cellules donnant naissance au sac embryonnaire et grains de pollen ; chez les vertébrés, haplophase représentée par des gamètes haploïdes)

v La signification biologique de l'alternance des générations avec reproduction sexuée et asexuée est d'augmenter la variabilité héréditaire combinatoire et mutationnelle nécessaire pour surmonter l'uniformité génétique des individus se reproduisant de manière asexuée, en élargissant les perspectives évolutives et écologiques du groupe, ainsi qu'en augmentant les capacités d'adaptation dans différentes saisons(hivernage, grande vitesse reproduction et propagation pendant une période favorable)

Endogonie

Dans les organismes unicellulaires, la schizgonie

Bourgeonnant

Sporulation asexuée

Multiplication végétative

Fragmentation

Reproduction Dans les organismes multicellulaires

Polyembryonie

Sporulation

Dans les organismes unicellulaires Conjugaison

Rapports sexuels

Dans les organismes multicellulaires Pas de fécondation

Avec fertilisation

Reproduction asexuée

On distingue les principaux types de reproduction asexuée suivants :

- division

-sporulation

- fragmentation

- bourgeonnant

- multiplication végétative

- clonage

Division

Le plus forme simple reproduction asexuée, caractéristique des organismes unicellulaires (en Organismes multicellulaires la croissance et le renouvellement des tissus se produisent)
La cellule d'origine est divisée par mitose en deux ou plusieurs cellules filles, dont chacune, ayant atteint la taille du corps de la mère, subit également une division.

q La monotomie est la division de la cellule mère, au cours de laquelle se forment deux cellules filles, dont le volume de chacune sera la moitié du volume de l'originale.(à mesure que les cellules filles grandissent, le volume augmente jusqu'à celui d'origine)

q Cependant, il est possible que la première division ne soit pas suivie d'une croissance et d'une augmentation du volume des cellules filles, mais qu'une division répétée se produise ; dans ce cas, ils parlent de palintomie

q Anisotomie (hétérotomie) – division de la cellule mère d'origine en deux cellules de taille inégale

q Schizogonie, ou fission multiple - une forme de division dans laquelle le noyau se divise plusieurs fois (caryocinèse) sans division du cytoplasme (cytokinèse), puis l'ensemble du cytoplasme est divisé en zones autour des noyaux(de nombreuses cellules filles sont formées à partir d'une seule cellule) ; trouvé, par exemple, chez Plasmodium falciparum

q Endogonie– bourgeonnement interne (deux ou plusieurs cellules filles se forment, par exemple chez Taxoplasma)

Sporulation (formation de spores)

Méthode de reproduction asexuée très répandue, présente dans presque toutes les plantes, les champignons, certains protozoaires (par exemple les sporozoaires), ainsi que les procaryotes (de nombreuses bactéries, algues bleu-vert) ; dans les holo- et angiospermes, des spores se forment, mais ne sont pas directement impliquées dans le processus de reproduction
Les spores sont des formations unicellulaires constituées d'une petite quantité de cytoplasme, de noyau et de réserves minimales de nutriments (le principal avantage est la possibilité de reproduction et de dispersion rapides des espèces
Spore– une des étapes du cycle de vie, servant à la reproduction, « subissant » des facteurs environnementaux défavorables et la réinstallation ; il est constitué d'une cellule haploïde recouverte d'une membrane protectrice de spores, résistante aux conditions environnementales défavorables (la plupart des spores sont immobiles et s'installent dans environnement externe passivement, bien que certaines algues et champignons forment des zoospores, se déplaçant activement à l'aide de l'appareil flagellaire)
Dans des conditions favorables, les spores germent, donnant naissance à un nouvel organisme.
Chez de nombreuses plantes, le processus de formation des spores ( sporogénèse) est réalisé dans des structures spéciales en forme de sac - sporanges

q Les spores bactériennes (formées après le processus sexuel) ne servent pas à la reproduction, mais à la survie dans des conditions défavorables et diffèrent par leur signification biologique des spores des protozoaires et des animaux multicellulaires.

v La division et la sporulation sont caractérisées par le fait que nouvel organisme formé par la division d'une cellule de l'individu parent

Alternance des générations

Les organismes qui se reproduisent uniquement sexuellement se caractérisent par une alternance de phases haploïdes et diploïdes dans leur développement. Chez de nombreux organismes, dont les mammifères, cette alternance est régulière et la conservation repose sur elle. caractéristiques des espèces organismes. La diploïdie favorise l'accumulation de différents allèles. Au contraire, pour les organismes capables de se reproduire de manière sexuée et asexuée, il est caractéristique
génération (changement) de générations, lorsqu'une ou plusieurs générations asexuées d'organismes sont remplacées par une génération d'organismes qui se reproduisent sexuellement.

Il existe une alternance de générations primaires et secondaires.

L'alternance primaire des générations est observée chez les organismes qui ont développé un progrès sexuel au cours de l'évolution, mais ont conservé la capacité de reproduction asexuée, et consiste en une alternance régulière de générations sexuées et asexuées (Fig. 87). On le trouve chez les animaux (protozoaires), les algues et toutes les plantes supérieures. Chez les protozoaires, un exemple classique d'alternance primaire de générations est la reproduction asexuée du plasmodium paludéen dans le corps humain (schizogonie) et la reproduction sexuée dans le corps du moustique paludéen.

Chez les plantes, la génération sexuée est représentée par le gamétophyte, et la génération asexuée par le sporophyte. Le mécanisme de l'alternance primaire est que des spores se développent sur les plantes de la génération sporophytique, qui, sur la base de la méiose, produisent des gamétophytes haploïdes mâles et femelles. Ces derniers développent des spermatozoïdes et des ovules. La fécondation de l'œuf donne naissance à un sporophyte diploïde.

Ainsi, les cellules gamétophytes contiennent un ensemble haploïde de chromosomes et les cellules sporophytes contiennent un ensemble diploïde, c'est-à-dire chez les plantes, l'alternance des générations est associée à un changement des états haploïde et diploïde.

Si vous tracez la relation entre le sporophyte et le gamétophyte dans des plantes de différents niveaux d'organisation, vous pouvez voir qu'au cours de l'évolution, le sporophyte a subi un développement, tandis que le gamétophyte était caractérisé par une réduction.

Par exemple, dans les mousses, le gamétophyte (génération haploïde) est prédominant, sur lequel vit le sporophyte.

Alternance des générations

Mais déjà chez les fougères, le sporophyte (génération diploïde) prédominant est sous la forme d'une plante bien développée avec des tiges et des racines, et le gamétophyte est représenté par une couche de cellules qui forment une plaque attachée au sol à l'aide de rhizoïdes. De plus, chez les gymnospermes, le gamétophyte est réduit à un petit nombre de cellules, et chez les angiospermes, l'hématophyte mâle est représenté par seulement deux cellules, la femelle - sept, tandis que le sporophyte chez les gymnospermes est constitué d'arbres (pin, épicéa et autres), et chez les angiospermes - arbres, arbustes, graminées.

Entre un gamétophyte et un sporophyte, il peut y avoir à la fois des similitudes en termes de morphologie et d'espérance de vie, ainsi que des différences dans ces caractéristiques.

Dans le premier cas, on parle d'alternance isomorphe des générations, dans le second, d'alternance hétéromorphe.

L'alternance secondaire des générations est largement répandue chez les animaux. On l'observe sous des formes d'hétérogonie et de métagenèse. L'hétérogonie consiste en l'alternance primaire du processus sexuel et de la parthénogenèse. Par exemple, chez les trématodes, la reproduction sexuée est régulièrement remplacée par la parthénogenèse. Dans de nombreux autres organismes, l'hétérogonie dépend de la saison. Ainsi, les rotifères, daphnies et pucerons se reproduisent à l'automne par zygogenèse (par fécondation des œufs et formation de zygotes), et en été par parthénogenèse.

La métagenèse consiste en une alternance de reproduction sexuée et de reproduction végétative (asexuée). Par exemple, les hydres se reproduisent généralement par bourgeonnement, mais lorsque la température baisse, elles forment des cellules sexuelles. Chez les coelentérés, à certains stades de développement, une transition se produit de la reproduction sexuée à la reproduction végétative. Chez certains coelentérés marins, la génération polypoïde alterne régulièrement avec la génération médusoïde. La génération polypoïde est caractérisée par la reproduction par strobilation (constrictions transversales), tandis que la génération médusoïde est caractérisée par la reproduction sexuée (fécondation des œufs, formation de larves et développement de polypes).

GÉNÉRATIONS ALTERNÉES GÉNÉRATIONS ALTERNÉES

un changement naturel dans le cycle de vie des organismes de générations (générations, biontes), différant par le mode de reproduction. Chez les animaux, on distingue la paralysie primaire et secondaire. Ch. Primaire p., caractéristique du pluriel le plus simple, ils considèrent le changement de génération sexuée comme une génération se reproduisant par des cellules non reproductrices (agamétes). Ainsi, dans les foraminifères, les générations alternées sont représentées par des individus sexués et asexués - gamonts et agamonts. La division de réduction (méiose) se produit avant la formation des agamètes, de sorte que la génération sexuée est haploïde, tout comme les gamètes, tandis que le zygote et les agamonts sont diploïdes. Chez le tournesol et certains flagellés, la méiose est associée à la formation de gamètes, qui constituent le seul stade haploïde du cycle de vie. Les mêmes relations sont caractéristiques de tous les animaux multicellulaires. Secondaire Ch. p. trouvé chez les animaux sous deux formes. L'alternance du processus sexuel normal avec la parthénogenèse est appelée. l'hétérogonie, et l'alternance de reproduction sexuée avec reproduction asexuée est la métagenèse. L'hétérogonie est caractéristique des trématodes, de certains vers ronds et rotifères, de nombreux arthropodes, etc. La métagenèse est caractéristique des tuniciers et des coelentérés, chez lesquels la génération sexuée est représentée par une seule méduse nageant librement et la génération asexuée par des polypes sessiles. Chez les plantes, il existe une génération haploïde - sexuée ou gamétophyte, et diploïde - asexuée ou sporophyte. Les organes reproducteurs qui forment les gamètes se développent sur le gamétophyte, et celui-ci peut être bisexuel (sphaignes, fougères homosporeuses, clubmoses) ou dioïque (certaines algues brunes, fougères hétérosporeuses, clubmosses et toutes plantes supérieures). Sur le sporophyte, des organes de reproduction asexuée (sporanges, zoosporanges) se développent, formant des spores haploïdes à la suite de la méiose, qui germent ensuite en de nouvelles générations sexuées. Le gamétophyte et le sporophyte sont identiques morphologiquement et en termes d'espérance de vie (ph. isomorphe) ou nettement différents (ph. hétéromorphe). Les plantes supérieures ne sont caractérisées que par le type hétéromorphe, les deux formes se trouvant chez les algues. Avec isomorphe Avec le changement de générations, chacune d'elles est représentée par un individu vivant indépendamment (certaines algues vertes, brunes et de nombreuses algues rouges), de sorte que dans le cycle de vie il y en a deux (avec un gamétophyte bisexuel) ou trois (avec un gamétophyte dioïque). plantes indépendantes et identiques. Avec hétéromorphe Au fur et à mesure que les générations changent, les deux se développent soit indépendamment l'une de l'autre (varech, fougères homosporeuses, mousses, prêles), soit l'une des générations, privée de développement indépendant, existe aux dépens de l'autre (mousses et toutes plantes à graines), mais l'une des générations prévaut toujours - soit gamétophyte, soit sporophyte. Chez les plantes supérieures, seules les bryophytes appartiennent à la lignée gamétophytique (avec prédominance dans le cycle de développement des gamétophytes), dans laquelle le sporophyte est appelé. sporogone, se développe sous la forme d'une boîte de spores sur la plante la plus verte, qui est un gamétophyte. Toutes les autres plantes supérieures appartiennent à la lignée évolutive des sporophytes (avec prédominance dans le cycle de développement des sporophytes). Dans le même temps, un sporophyte est une plante à tige foliaire sur laquelle se développent des sporanges, et le gamétophyte (thalle) est moins développé, de courte durée et est représenté par un thalle bisexuel qui vit de manière indépendante (toutes les fougères homospores, mousses, prêles) , ou microscopique. formations qui se développent partiellement ou totalement sur le sporophyte et aux dépens de celui-ci (fougères et mousses hétérogènes, gymnospermes, plantes à fleurs). (voir SPOROPHYTE, GAMÉTOPHYTE).

.(Source : « Dictionnaire encyclopédique biologique ». Rédacteur en chef M. S. Gilyarov ; Comité de rédaction : A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin et autres - 2e éd., corrigé - M. : Sov. Encyclopedia, 1986.)

alternance des générations

Changement de générations dans le cycle de vie des organismes. Dans le même temps, les générations (générations) diffèrent par leurs méthodes de reproduction. Chez certains protozoaires (par exemple les foraminifères), la génération qui se reproduit à l'aide de gamètes est remplacée par une génération qui se reproduit avec des cellules non reproductrices. Chez les tuniciers et les coelentérés, les méduses nageant librement représentent la génération sexuée et les polypes (formes sessiles ou coloniales) représentent la génération asexuée.
Chez les plantes, l'alternance des générations se traduit par une modification du cycle de développement de la génération haploïde - sexuée, ou gamétophyte, et diploïde - asexué, ou sporophyte. Le gamétophyte développe des organes reproducteurs qui forment des gamètes ; sur le sporophyte - organes de reproduction asexuée ( sporanges ou zoosporanges), qui en conséquence méiose forment des spores haploïdes, donnant naissance à une nouvelle génération sexuelle. Chez différentes plantes, la génération sexuée ou asexuée prédomine dans le cycle de développement. Lorsque la génération sexuée prédomine (chez les mousses), le sporophyte, ou sporogon, se développe sur une plante verte (gamétophyte) sous la forme d'une boîte à spores. Lorsque la génération asexuée prédomine (chez les fougères, les mousses, les prêles, les gymnospermes), le sporophyte est représenté par une plante verte sur laquelle se développent des sporanges, et le gamétophyte est peu développé excroissance, poussant séparément ou se développant sur un sporophyte.

.(Source : « Biologie. Encyclopédie illustrée moderne. » Rédacteur en chef A. P. Gorkin ; M. : Rosman, 2006.)

Voyez ce qu'est « ALTERNATION DES GÉNÉRATIONS » dans d'autres dictionnaires :

Chez les plantes, le cycle de développement alterne entre deux générations, sexuée (gamétophyte) et asexuée (sporophyte). Chez les animaux invertébrés, il y a un changement dans le cycle de vie de deux ou plusieurs générations d'individus qui diffèrent par leur forme, leur fonction, leur mode de vie et parfois... Grand dictionnaire encyclopédique

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Un changement naturel dans des générations d'organismes qui diffèrent par le type de reproduction. Les animaux ont un état primaire et un état secondaire. L'état primaire, caractéristique de nombreux protozoaires, est considéré comme le changement de sexualité de génération en génération... ... Grande Encyclopédie Soviétique

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alternance des générations- kartų kaita statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Raidos cikle dviejų kartų – haploidinės (gametofito) ir nelytinės diploïdinės (sporofito) – pasikeitimas. atitikmenys : engl. allobiogenèse; hétérogenèse; métagenèse rus. alternance... ... Nous vous recommandons d'augmenter les sélections dans les kystes sékliniques des extrémités žodynas

Alternance des générations- un changement naturel dans les générations d'organismes qui diffèrent par le mode de reproduction. Les organismes de nombreuses espèces peuvent se reproduire de manière asexuée ou sexuelle. À cet égard, ils parlent de générations asexuées et sexuées de cette espèce.

Les générations asexuées et sexuées peuvent avoir un ou deux jeux de chromosomes, selon le stade de la méiose du cycle de vie. Au cours de la méiose, le nombre de chromosomes est réduit de moitié et l'ensemble diploïde devient haploïde. La méiose et la fécondation sont les deux étapes séparant les phases haploïde et diploïde du cycle de développement.

Au cours du processus d'évolution dans le cycle de développement, le rôle (durée d'existence et taille) de la phase haploïde diminue naturellement et le rôle de la phase diploïde augmente.

Phases de la méiose

Chez les animaux, il existe une distinction entre l'alternance primaire et secondaire des générations. Lors de la reproduction primaire, la reproduction asexuée et sexuée alterne. Cela se produit avec de nombreux protozoaires. L'alternance secondaire des générations comprend la métagenèse et l'hétérogonie. Au cours de la métagenèse, caractéristique des tuniciers et des coelentérés, la reproduction sexuée et végétative alterne. Avec l'hétérogonie, caractéristique des trématodes, de certains vers ronds et rotifères et d'un certain nombre d'arthropodes, la reproduction sexuée normale alterne avec la parthénogenèse.

Alternance des générations chez les plantes. Une alternance typique de générations est caractéristique des plantes dans lesquelles la phase diploïde (diplont) et la phase haploïde (haplont) sont multicellulaires. Le diplonte forme des sporanges, dans lesquels les spores apparaissent à la suite de la méiose (c'est pourquoi le diplonte est également appelé sporophyte ou génération asexuée). L'haplon forme des gamétanges, dans lesquelles, sans division de réduction - méiose, cellules sexuelles - se forment des gamètes (l'haplon est également appelé gamétophyte ou génération sexuée). Le sporophyte se développe à partir d'un zygote, qui résulte de la fécondation, c'est-à-dire de la fusion de deux gamètes, et le gamétophyte se développe à partir d'une spore. Dans quelques plantes (par exemple, certaines algues vertes et brunes), le sporophyte et le gamétophyte sont également développés, et dans la plupart des plantes, les cycles de développement sont dominés soit par le gamétophyte (par exemple, chez les bryophytes), soit par le sporophyte - le brun. algues varech, ptéridophytes et plantes à graines.

Les phases des cycles de développement des plantes supérieures ont des noms spéciaux : les sporophytes des bryophytes sont appelés sporogonies (ils se développent sur les gamétophytes) et les gamétophytes d'autres plantes supérieures sont appelés prothalles. Chez les ptéridophytes, ils existent indépendamment et chez les plantes à graines, ils se développent sur les sporophytes. Les pousses des plantes homospores sont herpaniques, tandis que celles des plantes hétérosporées sont dioïques et plus réduites (surtout mâles) que les pousses des plantes homospores. Par exemple, chez les angiospermes, le prothalle mâle est un grain de pollen se développant à partir d'une microspore, et le prothalle femelle est un sac embryonnaire se développant à partir d'une mégaspore.

Bonjour, chers lecteurs du blog Tuteur à l'examen d'État unifié en biologie via Skype

D’après le titre de cet article, tout le monde ne comprend même pas de quoi nous allons parler, n’est-ce pas ?

Mais je vous assure que cette question concerne alternance des générations dans le monde vivant est important pour comprendre comment il s’est « installé ».

De plus, à en juger par les réponses des étudiants à l’examen d’État unifié, cette question particulière reste totalement sans réponse.

Qu'il y ait un alternance des générations dans les plantes

Oui, pour les algues et toutes les plantes terrestres qui se reproduisent à la fois par des spores (mousses et fougères) et par des graines (gymnospermes et angiospermes), il existe une alternance de deux étapes dans leur cycle de développement, qui, peut-être pas tout à fait correctement, est appelée « alternance de générations. »

Rappelons comment s'appellent ces étapes. Sporophyte et gamétophyte. Pourquoi s'appellent-ils ainsi ?

Sporophyte (« sporo » et « fit » - ou "une plante qui produit des spores") sont appelés : 1) la partie du cycle de vie de la plante qui se termine par la formation de structures asexuées - les spores ; 2) toutes les cellules sporophytes contiennent un ensemble normal (diploïde) de chromosomes.

Mais quel « mais » tu dois retenir : les spores, avant de sortir de la capsule (dans les mousses) ou du sporange (dans les fougères) ou les spores des plantes à graines (à partir desquelles se forment ensuite les gamétophytes) - subissent soit une division de réduction, deviennent haploïde (n). Par conséquent, toutes les cellules de la structure végétale qui seront formées à partir de ces spores haploïdes seront naturellement également haploïdes.

Parlons maintenant de ce qu’il faut savoir sur cette autre partie du cycle de vie de la plante, appelée le gamétophyte.

Gamétophyte (« gameto » et « fit » - ou "plante qui produit des gamètes") sont appelés : 1) la partie du cycle de vie des plantes qui se termine par la formation des structures sexuelles - les gamètes ; 2) toutes les cellules gamétophytes contiennent un demi-ensemble (haploïde) de chromosomes.

Et ici, nous devrions encore une fois prêter attention à un grand « MAIS » : comment se forment-ils structures reproductrices sur le gamétophyte - les gamètes ? Étant donné que toutes les cellules gamétophytes sont formées de spores haploïdes, ce qui signifie qu'elles sont formées par mitose, des cellules sexuelles spéciales - des gamètes s'y forment également. mitoses - elles sont immédiatement haploïdes(chez les animaux, rappelons-le, les gamètes se forment par division méiotique ou réduction).

Ainsi, chez les plantes, non seulement les gamètes (cellules sexuelles) sont haploïdes (n), mais aussi les cellules asexuées - les spores - sont également haploïdes.

Pourquoi alors les spores sont-elles des cellules asexuées et les gamètes sont-ils des cellules sexuelles ?

Chaque haploïde spore(une) sans fusionner avec aucune autre cellule, c'est-à-dire germer par elle-même, forme un nouvel organisme(ou plutôt une autre étape de la vie de l'organisme), génétiquement identique à l'appareil héréditaire de cette spore.

Ainsi, la spore, étant un produit du sporophyte, forme elle-même le futur gamétophyte. Ce type de reproduction est appelé asexué.

Les tissus des gamétophytes sont haploïdes (ils se sont également développés à partir de spores haploïdes), à partir desquelles se forment les gamètes. Chaque gamète haploïde ne forme pas un nouvel organisme. Ce n'est qu'après l'étape de fécondation par un autre gamète, après avoir combiné le matériel génétique de (n) gamètes femelles et (n) mâles, qu'un zygote diploïde (2n) se forme. C’est ce zygote diploïde qui donnera naissance à un nouvel organisme diploïde futur (sporophyte).

Ainsi, les gamètes, étant le produit d'un gamétophyte haploïde, ce n'est qu'en fusionnant par paires (mâle avec femelle) qu'ils fourniront la poursuite du développement corps. Par conséquent, une telle reproduction, à laquelle participent deux partenaires, est appelée sexuelle.

Qu'est-ce qu'un sporophyte et un gamétophyte dans les spores (algues, mousses et fougères) et les plantes à graines (gymnospermes et angiospermes)

Nous sommes arrivés à la réponse à la question qui suscite le plus de confusion. Ainsi, chez les algues et les mousses, la génération principale (dominante) dans le cycle de développement est le gamétophyte. Et chez les fougères (bien qu'elles appartiennent également aux plantes à spores) et dans toutes les plantes à graines, la génération principale est le sporophyte.

Examinons le cycle d'alternance des générations chez les algues en prenant l'exemple de l'algue verte filamenteuse Ulotrix. Sur l'image du manuel scolaire, nous voyons qu'ulotrix peut se reproduire de manière asexuée et sexuelle. Cela signifie qu'une plante ulothrix adulte peut être considérée comme une spore. gamétophyte. Dans des conditions favorables, ulothrix (n) se reproduit de manière asexuée par des zoospores à quatre flagellés (n). Dans des conditions défavorables, ulotrix (n) se reproduit sexuellement, formant des gamètes biflagellés (n) . Après copulation (fusion) des gamètes, un zygote à quatre flagellés (2n) se forme.

Le zygote nage d'abord, puis s'installe au fond, perd ses flagelles, produit une coquille dense et une tige muqueuse avec laquelle il se fixe au substrat. C'est un sporophyte au repos.

Après une période de repos, une division réductrice du noyau du zygote se produit (méiose) et des spores flagellées s'y forment (n), ou zoospores (n), qui dépend du type d'ulothrix (et il existe 25 espèces). À partir de ces spores (ou zoospores), des plantes d'ulothrix adultes se forment à nouveau - sporo gamétophytes.

La mousse a du lin coucou,

une plante végétative adulte est un gamétophyte (n), formé d'un fil vert - protonema (précroissance) - (n).

Le lin Kukushkin est une plante dioïque. La figure montre qu'après la fécondation (n + n), des capsules de spores (2n) se forment sur le gamétophyte femelle.

La capsule pédiculée est le stade sporophyte du cycle de développement du lin coucou. Les spores dans les capsules se forment à la suite de la méiose. Puis des spores haploïdes (n) verser hors de la boîte et former un fil vert - protonema(P) .

Ainsi, on voit que chez les mousses, comme les algues, dans le cycle d'alternance des générations, le stade gamétophyte est prédominant sur le sporophyte.

Et dans les fougères et toutes les plantes à graines, leur principal forme de vie, la plante végétative elle-même est un sporophyte

La figure ci-dessous montre un diagramme de l'évolution du rapport gamétophyte (n) et sporophyte (2n) au cours de l'évolution des plantes. La ligne rouge sépare les images de sporophytes (au-dessus de la ligne) et de gamétophytes (en dessous de la ligne) en différents groupes. de plantes.

Sur la figure, nous voyons que ce n'est que dans les algues et les mousses que le stade gamétophyte (n) est prédominant. Chez les fougères, le gamétophyte est représenté par un petit prothalle, et chez les gymnospermes et angiospermes du tout réduit à une taille microscopique.

Il semblerait que puisque les fougères, comme les mousses, sont des plantes sporulées, leur alternance de générations devrait se produire de la même manière que les mousses. Mais il s'avère que c'est l'inverse : Chez les fougères à spores, le cycle d'alternance des générations (c'est-à-dire quelle forme est la plante végétative adulte elle-même) est similaire au cycle d'alternance des générations chez les plantes à graines.

Pour faciliter la mémorisation de ce fait, il convient de souligner que les mousses constituent une voie sans issue dans l’évolution du règne végétal. Et que c'est à partir de ptéridophytes que proviennent toutes les plantes à graines modernes (seules les plantes à graines ne proviennent pas de fougères à spores vivantes, mais de fougères éteintes qui avaient déjà une reproduction par graines).

Qu'il y ait un alternance des générations chez les animaux

Oui j'ai. Mais si l'alternance des générations est caractéristique de presque tous les représentants, alors dans le règne animal, c'est plutôt l'exception que la règle.

La signification du terme « alternance de générations » chez les animaux est la même que chez les organismes végétaux. Seulement ici, les termes « gamétophyte » et « sporophyte » sont inacceptables. Bien que alternance des générations chez les animaux, il s'agit également d'un changement dans les phases de vie de l'organisme, sexuées et asexuées.

REPRODUCTION DE PLANTES

Conférence 22

TYPES DE PROPAGATION DES PLANTES

La reproduction - propriété caractéristique tous les êtres vivants.

Multiplication végétative. Reproduction asexuée. Sexuel

La reproduction. Le sens du processus sexuel.

Alternance des générations

La reproduction est une propriété caractéristique de tous les êtres vivants. La reproduction est aussi nécessaire que la croissance, l'irritabilité, l'hérédité, etc. L'essence de la reproduction est que chaque organisme reproduit des individus auxiliaires. Grâce à cela, l'existence de l'espèce est maintenue. Le processus de reproduction repose sur la capacité des cellules à se diviser et à se différencier.

Tout comme les êtres vivants sont diversifiés, leurs méthodes de reproduction le sont aussi. Mais les différences portent principalement sur les détails du processus. Selon les principales caractéristiques fondamentales, il existe trois méthodes de reproduction végétale : la multiplication végétative, asexuée et sexuée.

Multiplication végétative. Ce type de reproduction est caractéristique des plantes supérieures et inférieures. La formation de nouveaux individus au cours de la reproduction végétative se produit en raison des organes végétatifs et de parties du corps végétatif.

Un exemple de reproduction végétative est la reproduction de certaines plantes unicellulaires en divisant la cellule en deux cellules filles. C'est ainsi que se reproduisent la chlorelle, le chlorocoque, les pinnularia et bien d'autres algues unicellulaires. La multiplication végétative se produit lors du bourgeonnement de la levure. La levure est un champignon unicellulaire qui se reproduit très rapidement par voie végétative, séparant sa plus petite partie de la cellule. Cette méthode de reproduction s'appelle le bourgeonnement.

Chez les algues multicellulaires, la reproduction végétative se fait par fragments de fils ou fragments de thalles (par exemple, chez Spirogyra, Cladophora).

Les méthodes de multiplication végétative des plantes à fleurs sont très diverses. Les nouveaux individus de l'espèce se développent aux dépens des organes végétatifs.

Les racines de nombreuses plantes produisent des bourgeons adventifs à partir desquels se développent de nouvelles pousses. Au fil du temps, elles prennent racine et continuent d’exister en tant que plantes indépendantes. Les framboises, les groseilles à maquereau, les laiterons, les liserons, les pissenlits et bien d'autres plantes se multiplient par boutures de racines et sous forme de pousses de racines.

Les feuilles forment rarement des bourgeons adventifs. Parfois, les bourgeons se développent à partir de feuilles tombées, moins souvent sur la plante. Dans ce dernier cas, les plantes sont dites vivipares. Le bois de cœur, le gloxinia, certaines fougères, le bégonia, le bryophyllum, les lys, les jacinthes et certaines autres espèces peuvent se reproduire à l'aide de feuilles.

Dans la nature, les cactus, l'élodée, la cornée, les lentilles d'eau, etc. se multiplient par des bouts et des fragments de tiges - boutures de tiges. Un grand nombre de plantes se multiplient artificiellement par boutures de tiges : pommiers, poiriers, saules, groseilles, raisins, roses, chrysanthèmes, etc.

Les pousses modifiées - tubercules, bulbes, rhizomes - ainsi que les vrilles et les cils sont également utilisés pour la multiplication végétative. En lien avec cette fonction, leur structure morphologique et anatomique change.

Caractéristique La multiplication végétative signifie que les propriétés et les caractéristiques de la plante mère sont reproduites de manière très complète et précise dans la progéniture. La descendance des graines des plantes à fleurs ne répète pas toujours les caractéristiques des formes parentales ; elles sont très changeantes et diversifiées. De nombreuses qualités variétales précieuses sont perdues lors de la reproduction des graines. Pour cette raison, la multiplication végétative est largement utilisée dans la pratique agricole, notamment dans la culture fruitière et la floriculture. La reproduction de pommiers, de poiriers et de rosiers par greffage est l'une des options de multiplication végétative artificielle.

Reproduction asexuée. Elle se caractérise par le fait que des cellules haploïdes spécialisées, appelées spores, se forment pour reproduire la progéniture. Chaque spore, se trouvant dans des conditions favorables, donne naissance à un nouvel individu.

Une spore est une cellule dotée d'une coquille plus ou moins dense. Son contenu (cytoplasme, noyau, mitochondries, plastes ou proplastes) est un composant commun d'une cellule vivante. De plus, les spores contiennent des réserves nutriments- gouttes d'huile, cristaux de protéines, amidon, sucre.

Controverse plantes aquatiques Ils ont des flagelles avec lesquels ils se déplacent activement dans l'eau. De tels différends sont appelés zoospores. Spores de plantes terrestres et de certaines plantes aquatiques sans flagelles. Ils sont transportés par le vent ou les courants d'eau. On les appelle des conflits réels ou aplanospores.(du grec a - non, pianos - voyage).

Les spores se forment dans les cellules végétatives ordinaires du corps de la mère ou dans des formations multicellulaires spéciales - les sporanges. Les sporanges multicellulaires sont caractéristiques des plantes terrestres. Les parois solides du sporange protègent les spores et les tissus sporogènes du dessèchement. Chez les algues, les sporanges sont plus simples, puisque la sécheresse ne menace pas ces plantes.

Dans les plantes unicellulaires, telles que Chlamydomonas, les spores se forment en divisant le contenu cellulaire en plusieurs parties. Chaque partie du protoplaste, toujours à l'intérieur de la cellule mère, est recouverte de sa propre membrane et constitue une cellule indépendante. Ensuite, la coquille de la cellule mère se mucus, le mucus est emporté par un courant d'eau et un trou se forme à travers lequel les spores flottent. Chacune d’elles donne naissance à une nouvelle Chlamydomonas. La spore est formée de 4 à 8.

Dans les plantes supérieures, lors de la formation des spores, une division de réduction (méiose) se produit, donc les spores de ces plantes sont des cellules haploïdes.

La reproduction asexuée se caractérise par : une très forte intensité de reproduction ; une plante produit des milliers et des milliers de spores ; progéniture très homogène, dont tous les individus répètent presque les caractéristiques et les propriétés de la plante mère.

Comme le montre cette caractéristique, la reproduction asexuée et végétative ont beaucoup en commun. C'est dans les deux cas qu'un seul organisme participe à la formation de la progéniture et c'est pour cette raison qu'il se forme une progéniture très homogène et peu variable. Ces caractéristiques regroupent la reproduction végétative et asexuée. Ils diffèrent en ce que lors de la reproduction asexuée, des organes reproducteurs spéciaux se forment, mais lors de la reproduction végétative, cela ne se produit pas - de nouveaux individus se développent à partir d'organes végétatifs. Les différences, comme vous pouvez le constater, concernent des détails, mais les principaux signes de reproduction asexuée et végétative sont communs, ils sont donc parfois combinés en un type général de reproduction asexuée et considérés comme des variantes de ce processus.

Reproduction sexuée. Ce type de reproduction est très différent de la reproduction asexuée et revêt une importance biologique importante pour l’évolution de l’espèce.

Au cours du processus sexuel, des cellules spéciales de reproduction sexuée se forment - cellules germinales ou gamètes(du grec gamètes - conjoint), Contrairement aux spores, chaque gamète individuel ne peut pas donner naissance à un nouvel individu ; ce processus est précédé par le processus de fusion de deux gamètes - fertilisation. La cellule formée à la suite de la fécondation est appelée zygote(du grec zygo. - joug).

Morphologiquement, le zygote se caractérise par le fait qu’il possède deux jeux de chromosomes, c’est-à-dire qu’il est diploïde. Le zygote se caractérise par une activité physiologique élevée. Après une certaine période de repos ou sans repos, il se divise vigoureusement, et ses dérivés se divisent également, aboutissant à la formation d'un corps multicellulaire. Le résultat final du développement d’un zygote est la formation d’un nouvel individu.

Les gamètes appartiennent rarement au même organisme, seulement chez certaines plantes inférieures. Mais même dans ce cas, ils ne sont pas complètement identiques. Le plus souvent, les gamètes formés par différents individus s'accouplent (fusionnent). Morphologiquement, ils peuvent être identiques, mais ils diffèrent physiologiquement.

Il existe trois formes du processus sexuel. Le processus sexuel est appelé isogame (du grec isos - égal, gamos - mariage) si les gamètes sont identiques. Dans ce cas, les gamètes ne sont pas morphologiquement différenciés en mâle et femelle. Leurs formes et tailles sont les mêmes, ils sont mobiles. Le processus sexuel est appelé hétérogame (du grec hétéros - différent, gamos - mariage) si les gamètes diffèrent par leur taille et leur forme, mais conservent leur mobilité. L'isogamie s'observe par exemple chez les Chlorococcus, les Cladophora, l'hétérogamie chez les Eudorina ; les deux formes du processus sexuel sont observées dans différents types chlamydomonas.

Dans la grande majorité des plantes, les gamètes sont différenciés en mâles et femelles. Ils diffèrent par leur taille, leur structure et leurs fonctions. Le gamète femelle est une grande cellule immobile qui retient une certaine quantité de nutriments : on l’appelle un œuf. D'où le nom du processus oogamie (grec oop - œuf). Les gamètes mâles sont des cellules très petites et mobiles, avec un, deux ou plusieurs flagelles. On les appelle spermatozoïdes (du grec sperma – graine, zoon – animal). Les gamètes typiques sont des cellules haploïdes. La réduction du nombre de chromosomes est le résultat de la méiose, qui se produit chez les organismes animaux directement lors de la formation des gamètes et chez les plantes - dans une phase différente du cycle de développement. Lorsqu'un zygote se forme à la suite d'une fécondation, le double nombre de chromosomes est restauré.

Les gamètes se forment dans les gamétanges : femelle - dans les archégones, mâle - dans les anthéridies. La structure de ces organes varie considérablement et est étudiée au cours de la taxonomie des plantes inférieures.

Le sens du processus sexuel. La reproduction sexuée n'est pas très intense. Sa signification est différente.

À la suite du processus sexuel, une progéniture « renouvelée » plus viable se forme. La base héréditaire d’un zygote est bien entendu plus riche que celle de chaque gamète ou spore individuel. Par conséquent, à la suite du processus sexuel, une progéniture plus diversifiée, plus variable et plus plastique se développe. Le taux de survie relatif de la progéniture sexuée est plus élevé. Puisque la variabilité individuelle s'y manifeste clairement, l'existence dans des conditions relativement diverses devient possible. L'aire de répartition de l'espèce s'élargit, de nouvelles variétés apparaissent. La variabilité individuelle prononcée fournit un matériau riche pour la sélection naturelle. Tous ces prérequis assurent le progrès biologique de l’espèce.

Ainsi, si le processus sexuel n'augmente presque pas le nombre d'une espèce, alors il améliore sa « qualité » - augmente sa viabilité. Ces résultats rendent le processus sexuel fondamentalement différent du processus asexué.

Avec la reproduction asexuée, le nombre d'individus augmente considérablement, mais en termes de qualité, il n'y a aucun changement. Panneaux génération maternelle chez la progéniture asexuée se répètent presque inchangés. Comme vous pouvez le constater, les processus sexuels et asexués se complètent, de sorte que la plupart des espèces se caractérisent par une alternance de générations.

Alternance des générations. L'essence du phénomène est que dans le cycle de développement de chaque espèce, les formes de reproduction et les phases nucléaires alternent successivement. Si la fécondation et, par conséquent, la formation d'un zygote sont considérées comme le point de départ, alors le cycle de développement ressemble à ceci.

À partir du zygote se développe un individu constitué de cellules diploïdes (diplon) et se reproduit de manière asexuée en formant des spores. Sur la base de cette caractéristique, un tel organisme est appelé sporophyte (du grec sporus - pousse et phyton - plante). Les spores sont des cellules haploïdes ; lors de leur formation, le nombre de chromosomes est réduit. Dès la formation des spores, la phase haploïde du cycle de développement commence. Un individu se développant à partir d'une spore est constitué de cellules haploïdes (haplont) et se reproduit sexuellement, formant des gamètes. Pour cette raison, un haplon est autrement appelé gamétophyte (du grec gamètes - conjoint et phyton). À la suite de la fécondation, un zygote se forme à nouveau et le cycle de développement se répète.

Dans le cycle de développement, il existe deux moments clés au cours desquels se produit un changement de phases nucléaires : la méiose, typique lors de la formation des spores, à la suite de laquelle la phase diploïde est remplacée par une phase haploïde, et la fécondation, au cours de laquelle la phase haploïde La phase est remplacée par une phase diploïde.

U Chez différentes espèces, en fonction de leur évolution évolutive, l'alternance des générations s'effectue sous différentes formes.

R. Chez de nombreuses algues, seul le zygote est diploïde. Sa première division est la méiose. Par conséquent, toute la vie végétative de l’espèce se déroule en phase haploïde. Ce cycle de vie est appelé haplontique. Elle est inhérente à de nombreuses algues vertes (Chlamydomonas, Ulotrix, Spirogyra).

B. L'espèce est représentée par des individus morphologiquement identiques, mais différents cytophysiologiquement. Certains d’entre eux sont des diplontes, d’autres des haplonts. Les premiers sont formés à partir d'un zygote, se reproduisent par des spores, c'est-à-dire qu'ils sont des sporophytes. Ces derniers sont formés de spores et se reproduisent sexuellement, formant des gamètes, c'est-à-dire ce sont des gamétophytes. Étant donné que les deux générations sont morphologiquement identiques, le cycle de développement de ces plantes est appelé diplogaplontique isomorphe (type dictyota d'algues brunes, type ulva d'algues vertes).

B. Chez certaines espèces, ils ne sont pas nombreux, seuls les gamètes sont haploïdes, et toute la vie végétative de l'espèce se déroule en phase diploïde. Ce cycle de vie est appelé diplontique (fucus issu d'un type d'algue brune).

D. Dans la grande majorité des plantes, les phases haploïde et diploïde sont développées de manière inégale : l'une d'elles, généralement diploïde, prédomine, tandis que la seconde, haploïde, est réduite. Les phases diploïde et haploïde étant morphologiquement inégales, le cycle de développement est appelé diplogaplontique hétéromorphe.

Les plantes inférieures présentent une grande variété de formes de cycles de reproduction et de développement. La plupart des plantes supérieures ont un cycle de développement diplogaplontique hétéromorphe. Dans les cas typiques, un sporophyte (diplon) est une plante verte autotrophe morphologiquement bien développée, attachée au sol et existant de manière indépendante. Le gamétophyte (haplont) perd souvent la capacité d'exister de manière indépendante, se développe sur le sporophyte et s'en nourrit, c'est-à-dire de manière hétérotrophe.

L'alternance des générations est un phénomène biologiquement important qui contribue à la survie d'une espèce dans la lutte pour l'existence. Regardons la reproduction et l'alternance des générations à l'aide d'exemples précis.