Striedanie generácií v kvitnúcich rastlinách. Striedanie generácií v rastlinách: diploidná (sporofyt) a haploidná (gametofyt) fáza

Striedanie generácií- prirodzená zmena organizmov generácií, ktoré sa líšia spôsobom rozmnožovania. Organizmy mnohých druhov sa môžu rozmnožovať nepohlavne alebo pohlavne. V tejto súvislosti hovoria o asexuálnych a sexuálnych generáciách tohto druhu.

Striedanie týchto generácií u rastlín a živočíchov má mnoho spoločných znakov. Hranicou oddeľujúcou pohlavné a nepohlavné generácie vo vývojovom cykle je proces oplodnenia. V tomto prípade sa v dôsledku splynutia haploidných (t.j. obsahujúcich jednu sadu chromozómov) gamét objaví diploidná (t.j. obsahujúca dvojitú sadu chromozómov) zygota a sexuálna generácia sa zmení na asexuálnu.

Asexuálne aj sexuálne generácie môžu mať buď jednu alebo dvojitú sadu chromozómov, v závislosti od toho, v ktorej fáze životného cyklu sa vyskytuje meióza. Počas meiózy sa počet chromozómov zníži na polovicu a diploidná sada sa stáva haploidnou. Meióza a oplodnenie sú dva míľniky, ktoré oddeľujú haploidnú a diploidnú fázu vo vývojovom cykle.

V procese evolúcie vo vývojovom cykle sa prirodzene znižuje úloha (trvanie existencie a veľkosť) haploidnej fázy a zvyšuje sa úloha diploidnej fázy.

Fázy meiózy

U sporozoánov a bičíkovcov, mnohých rias a niektorých húb je diploidná fáza zastúpená iba zygotou, ktorá okamžite prechádza meiózou a vytvára haploidné bunky. Vo všetkých vyšších a niektorých nižších formách (jednotlivé riasy a huby, nálevníky) je zygota rozdelená mitózou, takže ich nepohlavná generácia je podobne ako zygota diploidná.

Meióza sa vyskytuje iba počas tvorby gamét, ktoré sú jedinou haploidnou fázou v takýchto organizmoch. Napríklad hydroidné polypy sú asexuálna generácia. Pučaním vytvárajú kolónie, na ktorých sa vyvíjajú medúzy so semenníkmi a vaječníkmi (diploidná pohlavná generácia). Medúzy voľne plávajú vo vode a rozmnožujú sa sexuálne. V dôsledku toho sa znova objavia polypy.

U zvierat sa rozlišuje primárne a sekundárne striedanie generácií. Pri primárnom rozmnožovaní sa strieda nepohlavné a pohlavné rozmnožovanie. Stáva sa to s mnohými prvokmi. Sekundárne striedanie generácií zahŕňa metagenézu a heterogóniu. Počas metagenézy, ktorá je charakteristická pre plášťovce a coelenteráty, sa strieda pohlavné a vegetatívne rozmnožovanie. S heterogóniou, ktorá je charakteristická pre trematódy, niekt škrkavky a vírniky, množstvo článkonožcov, striedajú normálne sexuálne rozmnožovanie s partenogenézou.

Striedanie generácií závisí od podmienok prostredia. Za priaznivých podmienok sa rozmnožovanie uskutočňuje spravidla asexuálnymi metódami - delením, pučaním, vegetatívne alebo partenogeneticky. Za nepriaznivých podmienok je asexuálna generácia nahradená sexuálnou generáciou.

Vývoj rozmnožovania prešiel od asexuálneho, charakteristického pre jednobunkové organizmy, k sexuálnemu. Primitívne formy sa rozmnožujú len nepohlavne, pri zložitejších formách sa nepohlavné rozmnožovanie strieda so pohlavným rozmnožovaním. Najvyspelejšie druhy sa rozmnožujú len sexuálne.

Striedanie generácií v rastlinách. Typické striedanie generácií je charakteristické pre rastliny, v ktorých je diploidná fáza (diplont) aj haploidná fáza (haplont) mnohobunková. Diplont tvorí výtrusnice, v ktorých vznikajú spóry v dôsledku meiózy (preto sa diplont nazýva aj sporofyt alebo nepohlavné pokolenie). Haplont tvorí gametangiu, v ktorej sa bez redukčného delenia – meiózy – tvoria pohlavné bunky – gaméty (haplont sa nazýva aj gametofyt alebo pohlavná generácia). Sporofyt sa vyvíja zo zygoty, ktorá vzniká oplodnením, teda splynutím dvoch gamét, a gametofyt sa vyvíja zo spóry. V niekoľkých rastlinách (napríklad v niektorých zelených a hnedých riasach) sú sporofyt a gametofyt rovnako vyvinuté a vo väčšine rastlín vo vývojových cykloch dominuje buď gametofyt (napríklad v machorastoch) alebo sporofyt - hnedý riasy chaluhy, pteridofyty a semenné rastliny.

V mnohých zelených riasach (Chlamydomonas, Ulotrix, Spirogyra atď.) sú diploidné iba zygoty a počas klíčenia dochádza k meióze. A v sifónoch, rozsievkach a niektorých hnedých riasach, ako u veľkej väčšiny zvierat, sú haploidné iba gaméty, ktoré sú výsledkom meiózy. Preto v týchto závodoch vlastne nedochádza k striedaniu generácií, hoci dochádza k zmene jadrových fáz.

Fázy vo vývojových cykloch vyššie rastliny majú špeciálne názvy: sporofyty machorastov sa nazývajú sporogónia (vyvíjajú sa na gametofytoch) a gametofyty iných vyšších rastlín sa nazývajú protalusy. V pteridofytoch existujú nezávisle a v semenných rastlinách sa vyvíjajú na sporofytoch. Výhonky homosporóznych rastlín sú herpanické, zatiaľ čo výhonky heterospórnych rastlín sú dvojdomé a redukované (najmä samčie) ako výhonky homosporóznych rastlín. Takže napríklad pri krytosemenné rastliny Samčí prothallus je peľové zrno vyvíjajúce sa z mikrospóry a samičí prothallus je embryonálny vak vyvíjajúci sa z megaspóry.

Striedanie asexuálnych a sexuálnych generácií

Prečítajte si tiež:

Aké mechanizmy zabezpečujú zachovanie konštantného karyotypu počas generácií buniek.
Modely sexuálnej výchovy.
Hnojenie. Partenogenéza. Biologické aspekty sexuálneho dimorfizmu.
Riešenie rozvojových problémov nielen v záujme tých, ktorí žijú dnes, ale aj všetkých budúcich generácií, ktoré majú rovnaké práva na zdroje.
Vlastnosti rôznych generácií biologických zbraní
Konjugácia slovesa s alternáciou
Etapy puberty.
ŠTRUKTÚRA, ZÁSOBOVANIE KRVI A INERVÁCIA PENISU A URETÉROVÉHO KANÁLA.
ŠTRUKTÚRA, ZÁSOBOVANIE KRVI A INERVÁCIA miešku
Faktory formujúce sexuálne správanie. Úloha biologických a sociálne faktory pri formovaní sexuálneho správania.

Prevažná väčšina vyšších aj nižších rastlín má 2 spôsoby rozmnožovania: nepohlavné a pohlavné.

Okrem toho má každá rastlina plnú životný cyklus jeho vývoj je možný iba za prítomnosti oboch spôsobov rozmnožovania, ktoré sa vykonávajú v určitom poradí: jeden spôsob rozmnožovania sa strieda s druhým, a preto dochádza k určitému striedaniu alebo zmene generácií - asexuálnej a sexuálnej.

Podstatou striedania generácií vo vývojovom cykle jednej rastliny je, že jedna generácia tvorí orgány pohlavného rozmnožovania a druhá generácia tvorí orgány nepohlavného rozmnožovania.

Generácia, ktorá tvorí orgány pohlavného rozmnožovania, v ktorých sa tvoria pohlavné bunky – gaméty, sa nazýva pohlavná generácia, čiže gametofyt. Generácia, v ktorej sa tvoria orgány nepohlavného rozmnožovania, v ktorých sa vyvíjajú spóry, sa nazýva nepohlavný alebo sporofyt.

V procese evolúcie sa v rôznych skupinách rastlín tvorili gametofyt a sporofyt odlišne, a preto v r. flóry existujú veľké rozdiely v morfologickej stavbe takýchto generácií.

Veľmi jasne je vyjadrený vývoj dvoch generácií u papradí.

Obe generácie žijú nezávisle a u niektorých papraďorastov sa sporofyt veľkosťou výrazne líši od gametofytu (samčia papraď). Nepohlavná generácia tejto paprade je veľká rastlina, dobre diferencovaná na jednotlivé orgány, dosahuje 80...100 cm a viac a pohlavná generácia (gametofyt) je veľmi malá rastlina vo forme zelenej platne veľkosti 10-kopecká minca.

Proces striedania generácií samčej paprade je nasledovný.

Na spodnej strane listu sporofytu sa vytvárajú špeciálne orgány (sporangia), v ktorých sa tvoria spóry. Zrelé spóry sa vysypú von a raz dovnútra priaznivé podmienky, klíčiť.

Z výtrusu vyrastá malá zelená platnička, ktorá predstavuje pohlavnú generáciu, čiže gametofyt, paprade.

IN v tomto prípade táto sexuálna generácia má špeciálne meno - prothalla. Mužské (anterídia) a ženské (archegónia) pohlavné orgány sa tvoria na spodnej strane protalu.

V anterídii sa tvoria mužské gaméty - spermie, v archegónii ženské gaméty - spermie.

Po oplodnení sa zo vzniknutej zygoty vyvinie nepohlavná generácia paprade sporofyt, teda obyčajná papraďová rastlina, na ktorej listoch sa opäť tvoria spóry. Životný cyklus paprade začína znova.

V samčej paprade teda nepohlavné a pohlavné pokolenie rastie oddelene a živí sa nezávisle.

V kvitnúcich rastlinách, ktoré sú evolučne vyššie ako uvažované rastliny, tiež existuje striedanie generácií, ale je to menej zreteľné, pretože v týchto rastlinách sú gametofyty výrazne znížené.

Kvitnúce rastliny majú 2 gametofyty – samčie (dvojbunkové peľové zrno) a samičie (embryový vak obsahujúci 7 buniek). V týchto rastlinách žije gametofyt nepohlavnou generáciou, čo je celá rastlina, u niektorých zástupcov (breza, dub atď.) dosahuje obrovské veľkosti, zatiaľ čo samičie a samčie gametofyty v kvitnúcich rastlinách sú mikroskopicky malé.

Súčasne so striedaním generácií dochádza k zmene jadrových fáz. Toto sa robí nasledovne.

V nepohlavnej generácii sa v sporangiách tvoria spóry zo sporogénneho tkaniva.

Prezentácia o biológii na tému: „Striedanie generácií v životnom cykle rastlín“ (10. – 11. ročník)

Počas tvorby spór dochádza k redukčnému deleniu, a preto majú spóry haploidnú sadu chromozómov. Gametofyt vytvorený zo spóry je pohlavná generácia a gaméty na ňom vytvorené sú tiež haploidné. Keď haploidné gaméty splynú v sexuálnej generácii, vytvorí sa zygota, ktorá už nesie diploidnú sadu chromozómov. Haploidná fáza jadra bola nahradená diploidnou fázou. Zo zygoty sa vyvinie nepohlavná generácia – sporofyt – s diploidnou sadou chromozómov. Potom, keď sa vytvoria spóry, počet chromozómov sa opäť zníži na polovicu .

Gametofyt a sporofyt sa teda líšia nielen zvonka, ale aj cytologicky: majú odlišný počet chromozómov.

V starodávnejších primitívnych rastlinách dominuje vývojovému cyklu pohlavná generácia - gametofyt (haploidná fáza). Viac

Striedanie generácií v samčej štítovej paprade:

/ - sporofyt; 2 - časť listu so sori; 3. - sorus v sekcii; 4 - bunkové, sporogénne tkanivo; 5 - redukčné delenie; 6 - 2. divízia; 7 - tetráda; 8- spory; 9 - otvorené sporangium; 10 - klíčiaca spóra; // - prothallus (gametofyt); 12 - archegónium; /L - antheridium; 14 - spermie; 15 - prenikanie spermií do archegónia; 16 - rozdelenie zygoty; 17 - protalus s výhonkom mladej paprade

naopak vysoko organizované rastliny sa vyznačujú striedaním generácií s prevahou nepohlavnej generácie - sporofytu (diploidná fáza), čo sa obzvlášť zreteľne prejavuje v kvitnúcich rastlinách, v ktorých pohlavná generácia prešla silnou redukciou.

Striedanie generácií má veľký biologický význam, pretože kombinuje 2 spôsoby rozmnožovania: asexuálne, dávanie veľké číslo jednotlivcov, a sexuálne, čo prispieva k obohateniu dedičnosti potomstva.

Pojem „striedanie generácií“ by sa mal považovať za podmienený, pretože asexuálne (sporofyt) a sexuálne (gametofyt) generácie, hoci v mnohých rastlinách sú nezávislými organizmami, jednotlivo nemôžu poskytnúť celý cyklus vývoja rastlín.

Jediný vývojový cyklus rastlín sa uskutočňuje iba v celkovom počte týchto 2 generácií. Sporofyt a gametofyt nepredstavujú 2 nezávislé jedince tej istej rastliny, ale sú odlišnými štádiami jej vývoja.

PREDNÁŠKA 14. Vegetatívne orgány rastlín

Zákonitosti stavby vegetatívnych orgánov.

Učenie o metamorfózach. Orgány sú podobné a homológne. Polarita a symetria. Ontogenéza semennej rastliny. Embryo a sadenice.

Orgán je časť tela, ktorá má určitú štruktúru a vykonáva určité funkcie. Orgány vyšších rastlín sa delia do dvoch skupín: vegetatívne a rozmnožovacie, alebo generatívne.

Vegetatívne orgány tvoria telo rastliny a vykonávajú hlavné funkcie jej života, t.j.

slúžia na udržanie individuálneho života tohto konkrétneho jednotlivca a niekedy aj jeho vegetatívne rozmnožovanie. Patria sem koreň, stonka a list. Reprodukčné orgány slúžia na reprodukciu jedinca v sérii nasledujúcich generácií.

U krytosemenných rastlín je to kvet a jeho deriváty (semená a plody).

Prokaryoty, nižšie rastliny a huby nemajú vegetatívne orgány. Ich telo, nerozdelené na orgány, sa nazýva slez alebo slez.

V procese evolúcie došlo k rozdeleniu tela vyšších rastlín na orgány v súvislosti s ich prechodom z vody na súš a prispôsobením sa podmienkam pozemskej existencie.

Theophrastus (IV. storočie.

BC e.) rozlíšené vo vegetatívnom tele

Ryža. Polarita výhonkov vŕby

(A- stopka je v normálnej polohe; b- v obrátenej polohe)

vyššie rastliny majú tri orgány: stonku, list a koreň. Toto rozdelenie zostáva v našej dobe, hoci morfológovia považujú za správnejšie hovoriť o dvoch orgánoch: výhonok a koreň, pretože výhonok (stonka a list) je derivátom jedného apikálneho meristému.

Rastlinné orgány sa vyznačujú určitými všeobecnými vzormi.

Polarita je rozdiel medzi opačnými pólmi organizmu, orgánu alebo jednotlivej bunky. Polarita sa javí ako vonkajšia štruktúra a vo fyziologických funkciách.

Morfologicky sa horná časť rastliny nazýva apikálna, spodná - bazálna. Fyziologické rozdiely medzi apikálnou a bazálnou časťou rastliny sú v záhradníctve dobre známe.

Pri rozmnožovaní odrezkov sa rastliny sadia do pôdy morfologicky spodným koncom, inak sa z časti odrezku umiestnenej nad pôdou vyvinú adventívne korene a v pôde sa vyvinú výhonky.

Fyziologické rozdiely medzi pólmi rastliny sú vyjadrené aj vo fenoméne tropizmu.

Tropizmy sú spojené s pôsobením svetla, gravitácie, chemických a iných faktorov, podľa ktorých sa nazývajú fototropizmus, geotropizmus, chemotropizmus atď. Ak dôjde k ohybu v smere dráždivého faktora, je tropizmus pozitívny, naopak smer - negatívny. Geotropizmus je schopnosť rastlinných orgánov orientovať sa v priestore určitým spôsobom.

Nech sa semeno nachádza v akejkoľvek polohe v pôde, koreň vždy rastie pod vplyvom gravitácie (pozitívny geotropizmus) a stonka vždy rastie nahor (negatívny geotropizmus). Osové orgány - stonka a koreň - sú umiestnené vertikálne k povrchu zeme (ortotropné orgány) a listy - horizontálne alebo pod uhlom (plagiotropné orgány).

Symetria (proporcionalita) je usporiadanie častí objektu v priestore, v ktorom ho rovina symetrie rozdeľuje na zrkadlové polovice.

Rôzne rastlinné orgány sa vyznačujú určitou symetriou.

Radiálne (polysymetrické) orgány sú orgány, cez ktoré možno viesť tri alebo viac rovín symetrie (stonka, koreň); bilaterálne (asymetrické) orgány - možno nakresliť iba dve roviny symetrie (stonky kaktusov opuncie, listy dúhovky); monosymetrické - možno nakresliť iba jednu rovinu symetrie (listy mnohých rastlín, kvet hrachu); asymetrické (asymetrické) - nemožno nakresliť ani jednu rovinu symetrie (listy brestu, kvety valeriány, cannas).

Metamorfované (upravené) orgány sú tie, v ktorých vplyvom prostredia alebo v závislosti od určitej funkcie došlo k dedičnému posilneniu jednej funkcie sprevádzanému prudkou zmenou tvaru a stratou ďalších.

Metamorfované orgány sú skutočným prejavom adaptívnej evolúcie. Delia sa na podobné a homológne.

Podobné orgány plnia podobné funkcie a sú morfologicky (v širšom zmysle) podobné, ale majú odlišný pôvod (tŕne, ktoré chránia rastliny pred zničením živočíchmi a znižujú transpiráciu v suchých oblastiach, môžu byť modifikované výhonky, listy a korene).

Podobnosť podobných orgánov je spojená s fenoménom konvergencie - vývojom podobných charakteristík v rôznych orgánoch v dôsledku prispôsobenia sa podobným podmienkam prostredia. Homologické orgány sa líšia morfologicky a často vykonávajú rôzne funkcie, ale majú rovnaký pôvod, to znamená, že sú modifikáciou ktoréhokoľvek jedného orgánu - stonky, listu alebo koreňa.

Embryo semenných rastlín sa nachádza v semene.

Obsahuje už hlavné vegetatívne orgány. Skladá sa z embryonálneho koreňa a embryonálneho výhonku. Embryonálny koreň je zvyčajne reprezentovaný iba rastovým kužeľom, pokrytým koreňovým uzáverom. Embryonálny výhonok je reprezentovaný embryonálnou stopkou (os) a embryonálnymi listami (kotyledóny), vrátane dvoch (u dvojklíčnych rastlín), jedného (u jednoklíčnolistých) alebo niekoľkých (u ihličnanov). Na hornom konci osi je rastový kužeľ alebo púčik embrya, ktorý obsahuje základy listov nasledujúcich po kotyledónoch.

Spojenie osi a kotyledónov sa nazýva kotyledónový uzol. Úsek osi pod klíčnymi listami až

Ryža. Schéma štruktúry dvojklíčnolistovej rastliny:

A - mladé embryo; b- zrelé embryo; V- klíčiť; G- mladá rastlina; Cm - kotyledóny; Gp- hypokotyl; GK- hlavný koreň; BC- bočné korene; PC - náhodné korene; ŽK- zárodočný koreň; HPV- apikálny púčik; BPch - bočné púčiky; KN - kužeľ rastu výhonkov; Pkm- procambium; Ohniská meristémov sú znázornené čiernou farbou, rastúce časti sú zatienené

Bazálna časť zárodočného koreňa sa nazýva subkotyledon (hypokotyl).

O dostatočné množstvo vlhkosť, teplo, vzduch a svetlo, zrelé semená klíčia.

Najprv sa zvyčajne objaví embryonálny koreň, ktorý posilňuje sadenicu v pôde. Súčasne rastie aj hypokotyl, ktorý zatláča koreň do pôdy. Kotyledóny sa správajú odlišne v závislosti od typu klíčenia. Počas vývoja semenáča sa z embryonálneho koreňa vytvorí koreň prvého rádu alebo hlavný koreň. Vo väčšine rastlín sa začína pomerne rýchlo vetviť: objavujú sa bočné korene druhého, tretieho a následne vyšších rádov.

Hlavný koreň so všetkými bočnými vetvami tvorí hlavný koreňový systém.

Paralelne s tým sa z embryonálneho púčika alebo rastového kužeľa vyvíja výhonok prvého rádu alebo hlavný výhonok. Vo väčšine prípadov sa na vrchole vytvárajú nové listové primordia (primordia), predtým založené sa rozvinú a oblasti medzi nimi rastú a tvoria internódia.

Úsek stonky medzi klíčnymi listami a prvým listom sa nazýva epikotyledon (epicotel). Vo väčšine prípadov sa neskôr rozvetvuje aj hlavný výhonok a vytvára bočné výhonky druhého, tretieho a vyššieho rádu. Vytvorí sa systém hlavného výhonku.

Náhodné korene sa môžu tvoriť pomerne skoro na hypokotyle a v dolných uzlinách stonky. Rastlina je teda už relatívne nízky vek je súbor výhonkových a koreňových systémov spojených hypokotylom.

V životných cykloch organizmov, ktoré sa rozmnožujú sexuálne, sa rozlišujú dve fázy - haploidná a diploidná (haploidná - haplofáza a diploidný - diplofázy)

Haploidná fáza (haplofáza)

Diploidná fáza (dipofáza)

Bunky majú haploidnú sadu chromozómov (n) 2. Generácia (fáza), ktorá sa rozmnožuje pohlavne 3. Existujú orgány gametogenézy - gametangia (gonády a gonády, anterídie a archegónie v rastlinách) 4. V dôsledku meiózy vznikajú haploidné gaméty 5. V rastlinách vzniká ako výsledok klíčenia (delenia) haploidnej spóry 6 .menej odolná voči nepriaznivým podmienkam prostredia 7. evolučne menej vyspelá 8.

V rastlinách sa tvorí gametofyt, u živočíchov - haplofáza 9. Prevláda v životnom cykle prvokov, húb, zelených rias a machorastov

1. Bunky majú diploidnú sadu chromozómov (2n) 2. Generácia (fáza), ktorá sa rozmnožuje nepohlavne 3. V rastlinách sú orgány sporogenézy (sporangia) 4. V dôsledku meiózy vznikajú v rastlinách haploidné spóry 5. Vznikajú v dôsledku delenia diploidnej zygoty, ktorá vznikla pri splynutí gamét (oplodnenie) 6.

Odolnejšie voči pôsobeniu nepriaznivé faktory 7. Evolučne vyspelejšie 8.

Striedanie generácií v rastlinách: diploidná (sporofyt) a haploidná (gametofyt) fáza

V rastlinách sa tvorí sporofyt, u zvierat – dipofáza 9. Prevláda v životnom cykle zvierat a vyššie... ..rastliny

Pre mnohé organizmy, vrátane cicavcov, je charakteristické striedanie haploidných a diploidných fáz, pričom toto striedanie má často pravidelný (cyklický) charakter

q V tomto prípade je niekoľko generácií jedincov s nepohlavným rozmnožovaním nahradených generáciou jedincov rozmnožujúcich sa pomocou gamét alebo vykonávajúcich pohlavný proces, po ktorých sa opäť pozoruje nepohlavné rozmnožovanie.

Primárna výmena generácií - fenomén zmeny generácie jedincov rozmnožujúcich sa nepohlavne generáciou jedincov rozmnožujúcich sa pohlavne s tvorbou gamét (má pravidelný charakter); charakteristické pre prvoky a väčšinu rastlín

Sekundárna zmena generácií (heterogónia) – striedanie pohlavného rozmnožovania s partenogenézou (napríklad pri motoliciach)

v Prevaha (predĺženie) diplofázy v historický vývoj(vo väčšine moderných organizmov) sa vysvetľuje skutočnosťou, že:

- vďaka heterozygotnosti a recesivite v diploidnom stave sú chránené pred prirodzený výber, sa v genofonde populácií zachovávajú a akumulujú rôzne dedičné zmeny (mutácie, nové alely).

- hromadenie mutácií vedie k vzniku rezerva dedičná variabilita a evolučné vyhliadky druhu

v Haploidná generácia (haplofáza) u stavovcov a kvitnúcich rastlín sa v procese evolučného vývoja redukuje na niekoľko buniek a neexistuje vo forme jednotlivých jedincov (u kvitnúcich živočíchov je haploidný gametofyt skupina buniek, z ktorých vzniká tzv. embryonálny vak a peľové zrná; u stavovcov haplofáza reprezentovaná haploidnými gamétami)

v Biologický význam striedania generácií so sexuálnou a asexuálnou reprodukciou je zvýšiť kombinačnú a mutačnú dedičnú variabilitu potrebnú na prekonanie genetickej uniformity jedincov reprodukujúcich sa asexuálne, rozšíriť evolučné a ekologické vyhliadky skupiny, ako aj zvýšiť adaptačné schopnosti v rôzne ročné obdobia(zimovanie, vysoká rýchlosť reprodukcia a šírenie počas priaznivého obdobia)

Endogónia

V jednobunkových organizmoch Schizgony

Pučanie

Asexuálna sporulácia

Vegetatívne rozmnožovanie

Fragmentácia

Rozmnožovanie V mnohobunkových organizmoch Pučenie

Polyembryónia

Sporulácia

V jednobunkových organizmoch Konjugácia

Sexuálna kopulácia

U mnohobunkových organizmov Bez oplodnenia

S oplodnením

Asexuálna reprodukcia

Rozlišujú sa tieto hlavné typy asexuálnej reprodukcie:

- rozdelenie

- sporulácia

- roztrieštenosť

- pučiaci

- vegetatívne rozmnožovanie

- klonovanie

divízie

Najviac jednoduchá forma nepohlavné rozmnožovanie, charakteristické pre jednobunkové organizmy (in mnohobunkové organizmy dochádza k rastu a obnove tkaniva)
Pôvodná bunka sa mitoticky rozdelí na dve alebo viac dcérskych buniek, z ktorých každá po dosiahnutí veľkosti tela matky tiež podlieha deleniu

q Monotómia je delenie materskej bunky, pri ktorom sa vytvoria dve dcérske bunky, pričom objem každej z nich bude polovičný oproti objemu pôvodnej(ako dcérske bunky rastú, objem sa zväčšuje na pôvodný)

q Je však možné, že po prvom delení nenasleduje rast a zväčšenie objemu dcérskych buniek, ale dochádza k opakovanému deleniu; v tomto prípade hovoria o palintómia

q Anizotómia (heterotómia) – rozdelenie pôvodnej materskej bunky na dve nerovnako veľké bunky

q schizogónia, alebo viacnásobné štiepenie - forma delenia, pri ktorej sa jadro rozdelí viackrát (karyokinéza) bez delenia cytoplazmy (cytokinéza) a potom sa celá cytoplazma rozdelí na oblasti okolo jadier(z jednej bunky vzniká veľa dcérskych buniek); nachádza sa napríklad v Plasmodium falciparum

q Endogónia– vnútorné pučenie (tvoria sa dve alebo viac dcérskych buniek, napr. v taxoplazme)

sporulácia (tvorba spór)

Veľmi rozšírený spôsob nepohlavného rozmnožovania, ktorý sa vyskytuje takmer vo všetkých rastlinách, hubách, niektorých prvokoch (napríklad sporozoáne), ako aj v prokaryotoch (veľa baktérií, modrozelených rias); v holo- a krytosemenných rastlinách sa tvoria spóry, ktoré sa však priamo nezúčastňujú na procese rozmnožovania
Spóry sú jednobunkové útvary z malého množstva cytoplazmy, jadra a minimálnych zásob živín (hlavnou výhodou je možnosť rýchleho rozmnožovania a šírenia druhov
Spore– jedna z etáp životného cyklu, slúžiaca na reprodukciu, „zažívanie“ nepriaznivých faktorov prostredia a presídľovania; pozostáva z haploidnej bunky pokrytej ochrannou spórovou membránou, odolnej voči nepriaznivým podmienkam prostredia (väčšina spór je nepohyblivá a usádza sa v vonkajšie prostredie pasívne, aj keď niektoré riasy a huby tvoria mobilné zoospóry, aktívne sa pohybujúce pomocou bičíkového aparátu)
Za priaznivých podmienok spóry klíčia, čím vzniká nový organizmus.
V mnohých rastlinách proces tvorby spór ( sporogenéza) sa vykonáva v špeciálnych taškových štruktúrach - sporangia

q Bakteriálne spóry (vzniknuté po pohlavnom procese) neslúžia na rozmnožovanie, ale na prežívanie nepriaznivých podmienok a svojím biologickým významom sa líšia od spór prvokov a mnohobunkových živočíchov

v Delenie a sporulácia sa vyznačujú tým, že nový organizmus vznikla delením jednej bunky rodičovského jedinca

Striedanie generácií

Pre organizmy, ktoré sa rozmnožujú len sexuálne, je charakteristické striedanie haploidných a diploidných fáz vo svojom vývoji. U mnohých organizmov, vrátane cicavcov, je toto striedanie pravidelné a je na ňom založená ochrana. druhové charakteristiky organizmov. Diploidia podporuje akumuláciu rôznych alel. Naopak, pre organizmy, ktoré sa dokážu rozmnožovať pohlavne aj nepohlavne, je charakteristická
generácia (zmena) generácií, kedy je jedna alebo viac nepohlavných generácií organizmov nahradených generáciou organizmov, ktoré sa pohlavne rozmnožujú.

Dochádza k primárnemu a sekundárnemu striedaniu generácií.

Primárne striedanie generácií sa pozoruje u organizmov, ktoré počas evolúcie vyvinuli sexuálny pokrok, no zachovali si schopnosť nepohlavného rozmnožovania a spočíva v pravidelnom striedaní pohlavných a nepohlavných generácií (obr. 87). Nachádza sa v živočíchoch (prvoky), riasach a všetkých vyšších rastlinách. U prvokov je klasickým príkladom primárneho striedania generácií nepohlavné rozmnožovanie malarického plazmódia v ľudskom tele (schizogónia) a pohlavné rozmnožovanie v tele malarického komára.

V rastlinách pohlavnú generáciu zastupuje gametofyt a nepohlavnú generáciu sporofyt. Mechanizmus primárnej alternácie spočíva v tom, že na rastlinách sporofytnej generácie sa vyvíjajú spóry, ktoré na základe meiózy produkujú haploidné samčie a samičie gametofyty. Z nich sa vyvinú spermie a vajíčka. Oplodnením vajíčka vzniká diploidný sporofyt.

Bunky gametofytov teda obsahujú haploidnú sadu chromozómov a bunky sporofytov obsahujú diploidnú sadu, teda v rastlinách je striedanie generácií spojené so zmenou haploidných a diploidných stavov.

Ak sledujete vzťah medzi sporofytom a gametofytom v rastlinách rôznych úrovní organizácie, môžete vidieť, že počas evolúcie sporofyt prešiel vývojom, zatiaľ čo gametofyt bol charakterizovaný redukciou.

Napríklad v machoch prevláda gametofyt (haploidná generácia), na ktorej žije sporofyt.

Striedanie generácií

Ale už v papraďorastoch prevláda sporofyt (diploidná generácia) vo forme dobre vyvinutej rastliny so stonkami a koreňmi a gametofyt je zastúpený vrstvou buniek, ktoré tvoria platňu prichytenú k pôde pomocou rhizoidov. Ďalej, v nahosemenných je gametofyt redukovaný na malý počet buniek a v krytosemenných je samčí hematofyt zastúpený iba dvoma bunkami, samičími siedmimi, zatiaľ čo sporofytom v nahosemenných sú stromy (borovica, smrek a iné) a v krytosemenných rastlinách - stromy, kríky, trávy.

Medzi gametofytom a sporofytom môžu existovať podobnosti v morfológii a očakávanej dĺžke života, ako aj rozdiely v týchto charakteristikách.

V prvom prípade sa to nazýva izomorfné striedanie generácií, v druhom - heteromorfné.

Sekundárne striedanie generácií sa bežne vyskytuje u zvierat. Pozoruje sa vo formách heterogónie a metagenézy. Heterogónia spočíva v primárnom striedaní pohlavného procesu a partenogenéze. Napríklad u trematód je sexuálna reprodukcia pravidelne nahradená partenogenézou. V mnohých iných organizmoch závisí heterogónia od ročného obdobia. Vírniky, dafnie a vošky sa teda rozmnožujú na jeseň zygogenézou (oplodnením vajíčok a tvorbou zygot) a v lete partenogenézou.

Metagenéza pozostáva zo striedania pohlavného rozmnožovania a vegetatívneho (nepohlavného) rozmnožovania. Napríklad hydry sa zvyčajne rozmnožujú pučaním, ale keď teplota klesne, tvoria reprodukčné bunky. U koelenterátov v niektorých štádiách vývoja dochádza k prechodu zo sexuálneho rozmnožovania na vegetatívne rozmnožovanie. U niektorých morských koelenterátov sa polypoidná generácia pravidelne strieda s medusoidnou generáciou. Polypoidná generácia sa vyznačuje rozmnožovaním takzvanou strobiláciou (priečnymi zúženiami), kým medusoidná generácia je charakteristická pohlavným rozmnožovaním (oplodnenie vajíčok, tvorba lariev a vývoj polypov).

STRIEDANIE GENERÁCIÍ STRIEDANIE GENERÁCIÍ

prirodzená zmena životného cyklu organizmov generácií (generácií, biontov), líšiacich sa spôsobom rozmnožovania. U zvierat sa rozlišuje primárna a sekundárna paralýza. Primár Ch. p., charakteristický pre množné číslo najjednoduchšie, za zmenu pohlavnej generácie považujú generáciu rozmnožujúcu sa nereprodukčnými bunkami (agaméty). Vo foraminiferách sú teda striedajúce sa generácie zastúpené sexuálnymi a nepohlavnými jedincami – gamontmi a agamontmi. Redukčné delenie (meióza) nastáva pred tvorbou agamét, takže pohlavné pokolenie je haploidné, rovnako ako gaméty, kým zygota a agamonty sú diploidné. U slnečníc a niektorých bičíkovcov je meióza spojená s tvorbou gamét, ktoré sú jediným haploidným štádiom životného cyklu. Rovnaké vzťahy sú charakteristické pre všetky mnohobunkové živočíchy. Sekundárny Ch. p. vyskytuje sa u zvierat v dvoch formách. Striedanie normálneho sexuálneho procesu s partenogenézou sa nazýva. heterogónia a striedanie pohlavného rozmnožovania s nepohlavným rozmnožovaním je metagenéza. Heterogónia je charakteristická pre motolice, niektoré škrkavky a vírniky, množstvo článkonožcov atď. Metagenéza je charakteristická pre plášťovce a koelenteráty, v ktorých pohlavnú generáciu predstavujú jednotlivé voľne plávajúce medúzy, a nepohlavnú generáciu prisedlé polypy. V rastlinách existuje haploidná generácia - sexuálna alebo gametofyt a diploidná - asexuálna alebo sporofyt. Na gametofyte sa vyvíjajú reprodukčné orgány tvoriace gaméty, ktoré môžu byť obojpohlavné (sphagnum, homospórové paprade, paluchy) alebo obojpohlavné (niektoré hnedé riasy, heterosporózne paprade, paluchy a všetky vyššie rastliny). Na sporofyte sa vyvíjajú orgány nepohlavného rozmnožovania (sporangia, zoosporangia), ktoré v dôsledku meiózy vytvárajú haploidné spóry, ktoré potom klíčia do nových pohlavných generácií. Gametofyt a sporofyt sú rovnaké morfologicky a v očakávanej dĺžke života (izomorfné ph.) alebo výrazne odlišné (heteromorfné ph.). Vyššie rastliny sa vyznačujú len heteromorfným typom.Obe formy sa nachádzajú v riasach. S izomorfnými S výmenou generácií je každá z nich reprezentovaná samostatne žijúcim jedincom (určité zelené, hnedé a veľa červených rias), takže v životnom cykle sú dve (s obojpohlavným gametofytom) alebo tri (s dvojdomým gametofytom) nezávislé a identické rastliny. S heteromorfnými Ako sa generácie menia, obe sa vyvíjajú buď nezávisle od seba (riasy, homosporózne paprade, machy, prasličky), alebo jedna z generácií, zbavená samostatného vývoja, existuje na úkor druhej (machy a všetky semenné rastliny), ale vždy prevláda jedna z generácií – buď gametofyt alebo sporofyt. Vo vyšších rastlinách patria do vývojovej línie gametofytu (s prevahou vo vývojovom cykle gametofytu) iba machorasty, v ktorých sa nazýva sporofyt. sporogonálny, vyvíja sa vo forme škatuľky so spórami na najzelenšej rastline, ktorou je gametofyt. Všetky ostatné vyššie rastliny patria do sporofytnej línie evolúcie (s prevahou vo vývojovom cykle sporofytov). Zároveň je sporofyt listová rastlina, na ktorej sa vyvíjajú sporangia, a gametofyt (tallus) je menej vyvinutý, krátkodobý a je reprezentovaný obojpohlavným stélom, ktorý žije samostatne (všetky homosporózne paprade, machy, prasličky) alebo mikroskopické. útvary, ktoré sa vyvíjajú čiastočne alebo úplne na sporofyte a na jeho úkor (heterogénne paprade a machy, nahosemenné rastliny, kvitnúce rastliny). (pozri SPOROFYT, GAMETOFYT).

.(Zdroj: “Biologický encyklopedický slovník.” Šéfredaktor M. S. Gilyarov; Redakčná rada: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin a ďalší - 2. vyd., opravené - M.: Sov. Encyklopédia, 1986.)

striedanie generácií

Zmena generácií v životnom cykle organizmov. Zároveň sa generácie (generácie) líšia v spôsoboch reprodukcie. U niektorých prvokov (napríklad foraminifera) je generácia, ktorá sa rozmnožuje pomocou gamét, nahradená generáciou, ktorá sa rozmnožuje s nereprodukčnými bunkami. U plášťovcov a coelenterátov predstavujú samostatné voľne plávajúce medúzy sexuálnu generáciu a polypy (prisadnuté alebo koloniálne formy) predstavujú asexuálnu generáciu.
U rastlín sa striedanie generácií vyjadruje zmenou vývojového cyklu haploidnej – pohlavnej generácie, príp. gametofyt, a diploidné - asexuálne, príp sporofyt. Gametofyt vyvíja reprodukčné orgány, ktoré tvoria gaméty; na sporofyte - orgánoch nepohlavného rozmnožovania ( sporangia alebo zoosporangia), ktorá v dôsledku meióza tvoria haploidné spóry, čím vzniká nová sexuálna generácia. V rôznych rastlinách prevláda vo vývojovom cykle buď pohlavná alebo nepohlavná generácia. Pri prevahe pohlavného pokolenia (u machov) sa na zelenej rastline (gametofyte) vyvinie sporofyt alebo sporogón vo forme schránky s výtrusmi. Keď prevláda nepohlavná generácia (pri papraďorastoch, machoch, prasličkách, nahosemenných), sporofyt je zastúpený zelenou rastlinou, na ktorej sa vyvíjajú výtrusnice a gametofyt je slabo vyvinutý. výrastok, rastúce oddelene alebo vyvíjajúce sa na sporofyte.

.(Zdroj: „Biológia. Moderná ilustrovaná encyklopédia.“ Hlavný redaktor A. P. Gorkin; M.: Rosman, 2006.)

Pozrite sa, čo je „STRIEDANIE GENERÁCIÍ“ v iných slovníkoch:

U rastlín sa vo vývojovom cykle striedajú dve generácie, pohlavné (gametofyt) a nepohlavné (sporofyt). U bezstavovcov dochádza k zmene životného cyklu dvoch alebo niekoľkých generácií jedincov, ktorí sa líšia formou, funkciou, životným štýlom a niekedy... Veľký encyklopedický slovník

striedanie generácií- Prirodzená zmena rôznych spôsobov reprodukcie generácií počas životného cyklu; u zvierat sa rozlišuje medzi primárnymi parazitmi, ako aj heterogóniou a metagenézou; v mnohých závodoch Ch.p. reprezentovaný tvorbou gametofytu (sexuálna generácia) a... ... Technická príručka prekladateľa

STRIEDANIE GENERÁCIÍ- anglické striedanie generácie nemeckých Generationswechsel francúzskych alternance des générations pozri > … Fytopatologický slovník-príručka

Prirodzená zmena generácií organizmov, ktoré sa líšia typom reprodukcie. Zvieratá majú primárny a sekundárny stav.Za primárny stav, charakteristický pre mnohé prvoky, sa považuje zmena pohlavnej generácie po generácii... ... Veľká sovietska encyklopédia

striedanie generácií- EMBRYOLÓGIA ZVIERAT STRIEDANIE GENERÁCIÍ, ZMENA GENERÁCIÍ - výmena generácií s rôznymi spôsobmi rozmnožovania v životnom cykle živočíchov. Rozlišujú sa: 1) Striedanie generácií, pri ktorom sú obe generácie navonok nerozoznateľné, no rozmnožujú sa inak... ... Všeobecná embryológia: Terminologický slovník

U rastlín sa vo vývojovom cykle striedajú dve generácie, pohlavné (gametofyt) a nepohlavné (sporofyt). U bezstavovcov zmena životného cyklu dvoch alebo niekoľkých generácií jedincov líšiacich sa formou, funkciou, životným štýlom a niekedy... ... encyklopedický slovník

striedanie generácií- kartų kaita statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Augalų ir grybų haplofazės ir diplofazės kaita per gyvenimo ciklą. atitikmenys: angl. alelobiogenéza; alelogenéza; metagenéza vok. alelogenéza, f; Metagenéza, f rus. zmeniť......

striedanie generácií- kartų kaita statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Kai kurių bestuburių gyvūnų dauginimosi būdo kaita per jų gyvenimo ciklą – kaitaliojasi lytinė karto nelytinė atitikmenys: angl. alelobiogenéza; alelogenéza; metagenéza...... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

Striedanie generácie, digenéza, heterogenéza striedanie generácií. Prirodzená zmena rôznych spôsobov reprodukcie generácií počas životného cyklu; u zvierat sa rozlišuje primárne ph.p., ako aj heterogónia A…… Molekulárna biológia a genetika. Slovník.

striedanie generácií- kartų kaita statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Raidos cikle dviejų kartų – haploidinės (gametofito) ir nelytinės diploidinės (sporofito) – pasikeitimas. atitikmenys: angl. allobiogenéza; heterogenéza; metagenéza rus. striedanie...... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas

Asexuálne aj sexuálne generácie môžu mať buď jednu alebo dvojitú sadu chromozómov, v závislosti od toho, v ktorej fáze životného cyklu sa vyskytuje meióza. Počas meiózy sa počet chromozómov zníži na polovicu a diploidná sada sa stáva haploidnou. Meióza a oplodnenie sú dva míľniky oddeľujúce haploidnú a diploidnú fázu vo vývojovom cykle.

V procese evolúcie vo vývojovom cykle sa prirodzene znižuje úloha (trvanie existencie a veľkosť) haploidnej fázy a zvyšuje sa úloha diploidnej fázy.

Fázy meiózy

U zvierat sa rozlišuje primárne a sekundárne striedanie generácií. Pri primárnom rozmnožovaní sa strieda nepohlavné a pohlavné rozmnožovanie. Stáva sa to s mnohými prvokmi. Sekundárne striedanie generácií zahŕňa metagenézu a heterogóniu. Počas metagenézy, ktorá je charakteristická pre plášťovce a coelenteráty, sa strieda pohlavné a vegetatívne rozmnožovanie. Pri heterogónii, ktorá je charakteristická pre motolice, niektoré škrkavky a vírniky a množstvo článkonožcov, sa normálne pohlavné rozmnožovanie strieda s partenogenézou.

Striedanie generácií v rastlinách. Typické striedanie generácií je charakteristické pre rastliny, v ktorých je diploidná fáza (diplont) aj haploidná fáza (haplont) mnohobunková. Diplont tvorí výtrusnice, v ktorých vznikajú spóry v dôsledku meiózy (preto sa diplont nazýva aj sporofyt alebo nepohlavné pokolenie). Haplont tvorí gametangiu, v ktorej bez redukčného delenia - meiózy vznikajú pohlavné bunky - gaméty (haplont sa nazýva aj gametofyt alebo pohlavná generácia). Sporofyt sa vyvíja zo zygoty, ktorá vzniká oplodnením, teda splynutím dvoch gamét, a gametofyt sa vyvíja zo spóry. V niekoľkých rastlinách (napríklad v niektorých zelených a hnedých riasach) sú sporofyt a gametofyt rovnako vyvinuté a vo väčšine rastlín vo vývojových cykloch dominuje buď gametofyt (napríklad v machorastoch) alebo sporofyt - hnedý riasy chaluhy, pteridofyty a semenné rastliny.

Fázy vo vývojových cykloch vyšších rastlín majú špeciálne názvy: sporofyty machorastov sa nazývajú sporogónia (vyvíjajú sa na gametofytoch) a gametofyty iných vyšších rastlín sa nazývajú protaluzy. V pteridofytoch existujú nezávisle a v semenných rastlinách sa vyvíjajú na sporofytoch. Húštiny homosporóznych rastlín sú herpanické a heterospórne rastliny sú dvojdomé a redukované (najmä samčie) ako otroci homospórnych. Napríklad u krytosemenných rastlín je samčí protalus peľové zrno vyvíjajúce sa z mikrospóry a samičí protalus je embryonálny vak vyvíjajúci sa z megaspóry.

Dobrý deň, milí čitatelia blogu Lektor jednotnej štátnej skúšky v biológii cez Skype

Podľa názvu tohto článku nie každý chápe, o čom sa budeme baviť, však?

Ale uisťujem vás, že táto otázka je o striedanie generácií v živom svete je dôležité pre pochopenie toho, ako sa „usadil“.

Navyše, súdiac podľa odpovedí študentov na jednotnú štátnu skúšku, táto konkrétna otázka zostáva úplne nezodpovedaná.

Či existuje a striedanie generácií v rastlinách

Áno, u rias a všetkých suchozemských rastlín, ktoré sa rozmnožujú spórami (machy a paprade) a semenami (nahosemenné a krytosemenné), dochádza k striedaniu dvoch štádií ich vývojového cyklu, čo sa, možno nie úplne správne, nazýva „striedanie generácie.”

Pripomeňme si, ako sa tieto štádiá nazývajú. Sporofyt a gametofyt. Prečo sa tak volajú?

Sporophyte („sporo“ a „fit“ - alebo "rastlina, ktorá produkuje spóry") sa volajú : 1) časť životného cyklu rastliny, ktorá končí tvorbou asexuálnych štruktúr - spór; 2) všetky sporofytné bunky obsahujú normálnu (diploidnú) sadu chromozómov.

Ale aké „ale“ si musíte pamätať : výtrusy, pred vysypaním z tobolky (v machoch) alebo z výtrusnice (v papraďorastoch) alebo výtrusy semenných rastlín (z ktorých sa potom tvoria gametofyty) - prechádzajú buď redukčným delením, stávajú sa haploidné (n). Preto všetky bunky rastlinnej štruktúry, ktoré sa vytvoria z týchto haploidných spór, budú prirodzene tiež haploidné.

Teraz, pokiaľ ide o to, čo potrebujete vedieť o tejto ďalšej časti životného cyklu rastliny, nazývanej gametofyt.

Gametofyt („gameto“ a „fit“ - alebo "rastlina, ktorá produkuje gaméty") sa volajú : 1) časť životného cyklu rastliny, ktorá končí tvorbou pohlavných štruktúr – gamét; 2) všetky bunky gametofytov obsahujú polovičnú (haploidnú) sadu chromozómov.

A tu by sme si mali dať opäť pozor na jedno veľké „ALE“ : ako sa tvoria reprodukčné štruktúry na gametofyt - gaméty? Keďže všetky bunky gametofytov sú tvorené z haploidných spór, čiže vznikajú mitózou, tvoria sa na nich aj špeciálne pohlavné bunky - gaméty mitózy – sú okamžite haploidné(u živočíchov si pamätáme, že gaméty vznikajú meiotickým alebo redukčným delením).

V rastlinách sú teda haploidné (n) nielen gaméty (pohlavné bunky), ale haploidné sú aj nepohlavné bunky – spóry.

Prečo sú teda spóry asexuálne bunky a gaméty sú pohlavné bunky?

Každý haploid spór(jedna) bez splynutia s akoukoľvek inou bunkou, to znamená, že sama vyklíči, tvorí nový organizmus(či skôr iné životné štádium organizmu), geneticky zhodné s dedičným aparátom tejto jednej spóry.

Takže spóra, ktorá je produktom sporofytu, sama tvorí budúci gametofyt. Tento typ reprodukcie sa nazýva asexuálny.

Pletiva gametofytov sú haploidné (vyvinuli sa aj z haploidných spór), z ktorých sa tvoria gaméty. Každá haploidná gaméta netvorí nový organizmus. Až po štádiu oplodnenia inou gamétou, po spojení genetického materiálu (n) ženských a (n) mužských gamét, vzniká diploidná (2n) zygota. Práve z tejto diploidnej zygoty vznikne nový budúci diploidný organizmus (sporofyt).

Gaméty, ktoré sú produktom haploidného gametofytu, teda len spojením v pároch (samec so samicou) poskytnú ďalší vývoj telo. Preto sa takéto rozmnožovanie, na ktorom sa zúčastňujú dvaja partneri, nazýva sexuálne.

Čo je sporofyt a gametofyt vo výtrusoch (riasy, machy a paprade) a semenných rastlinách (nahosemenné a krytosemenné)

Dospeli sme k odpovedi na otázku, ktorá spôsobuje najväčší zmätok. Takže v riasach a machoch je hlavnou (dominantnou) generáciou vo vývojovom cykle gametofyt. A v papraďorastoch (aj keď patria tiež medzi výtrusné rastliny) a všetkých semenných rastlinách je hlavnou generáciou sporofyt.

Preskúmajme cyklus striedania generácií v riasach na príklade vláknitej zelenej riasy Ulotrix. Na obrázku zo školskej učebnice vidíme, že ulotrix sa dokáže rozmnožovať nepohlavne aj pohlavne. To znamená, že dospelú rastlinu ulothrix možno považovať za spóru gametofyt. Za priaznivých podmienok sa ulothrix (n) rozmnožuje nepohlavne štvorbičkovými zoospórami (n). Za nepriaznivých podmienok sa ulotrix (n) rozmnožuje sexuálne a vytvára biflagelátové gaméty (n) . Po kopulácii (fúzii) gamét vzniká štvorbičíková zygota (2n).

Zygota najskôr pláva, potom sa usadí na dne, stráca bičíky, vytvára hustú schránku a hlienovú stopku, ktorou sa prichytáva k substrátu. Toto je pokojový sporofyt.

Po období pokoja nastáva redukčné delenie jadra zygoty (meióza) a tvoria sa v ňom bičíkovité spóry (n), alebo zoospóry (n), čo závisí od typu ulothrix (a je ich 25 druhov) Z týchto spór (alebo zoospór) sa opäť tvoria dospelé rastliny ulothrix - sporo gametofyty.

Mech má kukučku,

dospelá vegetatívna rastlina je gametofyt (n), vytvorený zo zelenej nite - protonema (predrast) - (n).

Kukushkin ľan je dvojdomá rastlina. Obrázok ukazuje, že po oplodnení (n + n) sa na samicom gametofyte vytvoria kapsuly spór (2n).

Stopkatá tobolka je sporofytným štádiom vývojového cyklu kukučky. Spóry v kapsulách sa tvoria v dôsledku meiózy. Potom haploidné spóry (n) vylejte z krabice a vytvorte zelenú niť - protonemu(P) .

Vidíme teda, že u machov, podobne ako u rias, v cykle striedania generácií prevláda štádium gametofytu nad sporofytom.

A v papradí a všetkých semenných rastlinách ich hlavné forma života, samotná vegetatívna rastlina je sporofyt

Na obrázku nižšie je znázornený diagram zmien pomeru gametofytu (n) a sporofytu (2n) počas evolúcie rastlín Červená čiara oddeľuje obrázky sporofytov (nad čiarou) a gametofytov (pod čiarou) v rôznych skupinách. rastlín.

Na obrázku vidíme, že iba v riasach a machoch prevláda štádium gametofytu (n). V papraďorastoch je gametofyt zastúpený malým protalom a v nahosemenných a krytosemenných vôbec zmenšené na mikroskopickú veľkosť.

Zdalo by sa, že keďže paprade, podobne ako machy, sú výtrusné rastliny, ich striedanie generácií by malo prebiehať podobne ako u machov. Ale ukazuje sa, že je to naopak : U výtrusných papraďorastov je cyklus striedania generácií (čo znamená, ktorá forma je samotná dospelá vegetatívna rastlina) podobný cyklu striedania generácií u semenných rastlín.

Aby sme si tento fakt ľahšie zapamätali, treba zdôrazniť, že machy sú slepou uličkou evolúcie rastlinnej ríše. A že práve z pteridofytov pochádzajú všetky moderné semenné rastliny (iba semenné rastliny nepochádzajú zo živých výtrusných papradí, ale z vyhynutých papradí, ktoré už mali rozmnožovanie semien).

Či existuje a striedanie generácií u zvierat

Áno, mám. Ale ak je striedanie generácií charakteristické pre takmer všetkých predstaviteľov, potom je to v živočíšnej ríši skôr výnimkou ako pravidlom.

Význam pojmu „striedanie generácií“ u zvierat je rovnaký ako u rastlinných organizmov. Len tu sú pojmy „gametofyt“ a „sporofyt“ neprijateľné. Hoci striedanie generácií u zvierat ide aj o zmenu životných fáz organizmu, sexuálnej a asexuálnej.

ROZMNOŽOVANIE RASTLÍN

Prednáška 22

TYPY MNOŽENIA RASTLÍN

Reprodukcia - charakteristickú vlastnosť všetky živé bytosti.

Vegetatívne rozmnožovanie. Asexuálna reprodukcia. Sexuálne

Reprodukcia. Význam sexuálneho procesu.

Striedanie generácií

Reprodukcia je charakteristická vlastnosť všetkých živých bytostí. Rozmnožovanie je rovnako potrebné ako rast, dráždivosť, dedičnosť atď. Podstatou rozmnožovania je, že každý organizmus rozmnožuje pomocných jedincov. Vďaka tomu je zachovaná existencia druhu. Proces rozmnožovania je založený na schopnosti buniek deliť sa a diferencovať.

Tak, ako sú rozmanité živé bytosti, sú rôznorodé aj spôsoby ich rozmnožovania. Rozdiely sa však týkajú najmä detailov procesu. Podľa základných základných charakteristík existujú tri spôsoby rozmnožovania rastlín - vegetatívne rozmnožovanie, asexuálne a sexuálne.

Vegetatívne rozmnožovanie. Tento typ reprodukcie je charakteristický pre vyššie a nižšie rastliny. K tvorbe nových jedincov počas vegetatívneho rozmnožovania dochádza v dôsledku vegetatívnych orgánov a častí vegetatívneho tela.

Príkladom vegetatívneho rozmnožovania je rozmnožovanie niektorých jednobunkových rastlín rozdelením bunky na dve dcérske bunky. Takto sa rozmnožujú chlorella, chlorococcus, pinnularia a mnohé ďalšie jednobunkové riasy. K vegetatívnemu rozmnožovaniu dochádza pri pučaní kvasiniek. Kvasinky sú jednobunkové huby, ktoré sa vegetatívne rozmnožujú veľmi rýchlo, pričom oddeľujú svoju menšiu časť od bunky. Tento spôsob rozmnožovania sa nazýva pučenie.

V mnohobunkových riasach dochádza k vegetatívnemu rozmnožovaniu úlomkami nití alebo úlomkov stél (napríklad u Spirogyra, Cladophora).

Spôsoby vegetatívneho rozmnožovania v kvitnúcich rastlinách sú veľmi rôznorodé. Nové jedince druhu sa vyvíjajú na úkor vegetatívnych orgánov.

Korene mnohých rastlín vytvárajú náhodné púčiky, z ktorých sa vyvíjajú nové výhonky. Postupom času sa zakorenia a naďalej existujú ako samostatné rastliny. Maliny, egreše, bodliak siaty, viazač, púpavy a mnohé ďalšie rastliny sa rozmnožujú koreňovými odrezkami a vo forme koreňových výhonkov.

Listy zriedka tvoria náhodné púčiky. Niekedy sa púčiky vyvíjajú z opadaných listov, menej často - na rastline. V druhom prípade sa rastliny nazývajú viviparózne. Drieň, gloxínia, niektoré paprade, begónia, machorast, ľalie, hyacinty a niektoré ďalšie druhy sa môžu rozmnožovať pomocou listov.

Odrezkami a úlomkami stoniek - odrezkami stoniek sa v prírode rozmnožujú kaktusy, elodea, hornwort, kačica atď.. Obrovské množstvo rastlín sa umelo rozmnožuje stonkovými odrezkami: jablone, hrušky, vŕby, ríbezle, hrozno, ruže, chryzantémy atď.

Na vegetatívne rozmnožovanie sa používajú aj upravené výhonky – hľuzy, cibuľky, pakorene – a úponky a mihalnice. V súvislosti s touto funkciou sa mení ich morfologická a anatomická štruktúra.

Charakteristická vlastnosť Vegetatívne rozmnožovanie spočíva v tom, že vlastnosti a vlastnosti materskej rastliny sú veľmi plne a presne reprodukované v potomstve. Semenné potomstvo kvitnúcich rastlín nie vždy opakuje vlastnosti rodičovských foriem, sú veľmi premenlivé a rôznorodé. Počas rozmnožovania semien sa stráca veľa cenných odrodových vlastností. Z tohto dôvodu má vegetatívne rozmnožovanie široké využitie v poľnohospodárskej praxi, najmä v ovocinárstve a kvetinárstve. Rozmnožovanie jabloní, hrušiek a ruží štepením je jednou z možností umelého vegetatívneho rozmnožovania.

Asexuálna reprodukcia. Vyznačuje sa tým, že na rozmnožovanie potomstva vznikajú špecializované haploidné bunky, takzvané spóry. Každá spóra, ktorá sa nachádza v priaznivých podmienkach, dáva vznik novému jedincovi.

Spóra je bunka s viac či menej hustým obalom. Jeho obsah – cytoplazma, jadro, mitochondrie, plastidy alebo proplastidy – sú bežnou súčasťou živej bunky. Okrem toho spóry obsahujú náhradné živiny- kvapky oleja, proteínové kryštály, škrob, cukor.

Kontroverzia vodné rastliny Majú bičíky, pomocou ktorých sa aktívne pohybujú vo vode. Takéto spory sú tzv zoospóry. Spóry suchozemských rastlín a niektorých vodných rastlín bez bičíkov. Sú prenášané vetrom alebo vodnými prúdmi. Nazývajú sa skutočnými spormi resp aplanospóry.(z gréčtiny a - nie, klavíry - cesta).

Spóry sa tvoria v obyčajných vegetatívnych bunkách tela matky alebo v špeciálnych mnohobunkových útvaroch - sporangiách. Mnohobunkové sporangie sú charakteristické pre suchozemské rastliny. Silné steny sporangia chránia spóry a sporogénne pletivo pred vysychaním. V riasach sú sporangia jednoduchšie, pretože sucho tieto rastliny neohrozuje.

V jednobunkových rastlinách, ako je Chlamydomonas, vznikajú spóry rozdelením bunkového obsahu na niekoľko častí. Každá časť protoplastu, ešte vo vnútri materskej bunky, je pokrytá vlastnou membránou a je vytvorená ako samostatná bunka. Potom sa škrupina materských buniek slizy, sliz odplaví prúdom vody a vznikne diera, cez ktorú vyplávajú spóry. Z každého z nich vzniká nový Chlamydomonas. Výtrus sa tvorí 4-8.

Vo vyšších rastlinách dochádza pri tvorbe spór k redukčnému deleniu (meióze), preto sú spóry v týchto rastlinách haploidné bunky.

Nepohlavné rozmnožovanie sa vyznačuje: veľmi vysokou intenzitou rozmnožovania; jedna rastlina produkuje tisíce a tisíce spór; veľmi homogénne potomstvo, ktorého všetky jedince takmer opakujú vlastnosti a vlastnosti materskej rastliny.

Ako je zrejmé z tejto charakteristiky, asexuálne a vegetatívne rozmnožovanie majú veľa spoločného. V oboch prípadoch sa na tvorbe potomstva podieľa len jeden organizmus a z tohto dôvodu sa tvoria veľmi homogénne, málo variabilné potomstvo. Tieto vlastnosti spájajú vegetatívnu a asexuálnu reprodukciu. Líšia sa tým, že pri nepohlavnom rozmnožovaní vznikajú špeciálne rozmnožovacie orgány, no pri vegetatívnom rozmnožovaní sa tak nedeje – z vegetatívnych orgánov sa vyvinú noví jedinci. Rozdiely, ako je vidieť, sa týkajú detailov, ale hlavné znaky nepohlavného a vegetatívneho rozmnožovania sú spoločné, preto sa niekedy kombinujú do všeobecného typu nepohlavného rozmnožovania a považujú sa za varianty tohto procesu.

Sexuálna reprodukcia. Tento typ reprodukcie sa výrazne líši od nepohlavnej reprodukcie a má dôležitý biologický význam pre evolúciu druhu.

Pri pohlavnom procese vznikajú špeciálne bunky sexuálneho rozmnožovania – zárodočné bunky resp gaméty(z gréckeho gaméty - manžel), na rozdiel od spór nemôže z každej jednotlivej gaméty vzniknúť nový jedinec; tomuto procesu predchádza proces fúzie dvoch gamét - oplodnenie. Bunka, ktorá vzniká v dôsledku oplodnenia, sa nazýva zygota(z gréckeho zygo. - jarmo).

Morfologicky je zygota charakteristická tým, že má dve sady chromozómov, teda je diploidná. Zygota sa vyznačuje vysokou fyziologickou aktivitou. Po určitom období pokoja alebo bez neho sa energicky delí a delia sa aj jeho deriváty, výsledkom čoho je vznik mnohobunkového tela. Konečným výsledkom vývoja zygoty je vytvorenie nového jedinca.

Gaméty zriedka, iba v niektorých nižších rastlinách, patria do toho istého organizmu. Ale ani v tomto prípade nie sú úplne totožné. Častejšie sa gaméty tvorené rôznymi jedincami kopulujú (zlučujú). Morfologicky môžu byť rovnaké, ale líšia sa fyziologicky.

Existujú tri formy sexuálneho procesu. Sexuálny proces sa nazýva izogamný (z gréckeho isos - rovný, gamos - manželstvo), ak sú gaméty totožné. V tomto prípade nie sú gaméty morfologicky rozlíšené na mužské a ženské. Ich tvary a veľkosti sú rovnaké, sú mobilné. Sexuálny proces sa nazýva heterogamný (z gréckeho heteros - iný, gamos - manželstvo), ak sa gaméty líšia veľkosťou a tvarom, ale zachovávajú si pohyblivosť. Izogamia sa pozoruje napríklad u Chlorococcus, Cladophora, heterogamia u Eudorina; obe formy pohlavného procesu sa pozorujú v odlišné typy chlamydomonas.

V prevažnej väčšine rastlín sa gaméty rozlišujú na samčie a samičie. Líšia sa veľkosťou, štruktúrou a funkciami. Ženská gaméta je veľká, nepohyblivá bunka, ktorá si zachováva určitú zásobu živín.Nazýva sa vajíčko. Odtiaľ pochádza názov procesu oogamia (grécky oop – vajce). Samčie gaméty sú veľmi malé a pohyblivé bunky s jedným, dvoma alebo mnohými bičíkmi. Nazývajú sa spermie (z gréckeho sperma - semeno, zoon - zviera). Typické gaméty sú haploidné bunky. K zníženiu počtu chromozómov dochádza v dôsledku meiózy, ktorá sa v živočíšnych organizmoch vyskytuje priamo počas tvorby gamét a v rastlinách - v inej fáze vývojového cyklu. Keď sa v dôsledku oplodnenia vytvorí zygota, obnoví sa dvojnásobný počet chromozómov.

V gametangii sa tvoria gaméty: samice - v archegónii, mužské - v anterídii. Štruktúra týchto orgánov sa značne líši a je študovaná v rámci taxonómie nižších rastlín.

Význam sexuálneho procesu. Sexuálne rozmnožovanie nie je veľmi intenzívne. Jeho význam je iný.

V dôsledku sexuálneho procesu sa vytvára životaschopnejšie „obnovené“ potomstvo. Dedičný základ zygoty je samozrejme bohatší ako u každej jednotlivej gaméty alebo spóry. V dôsledku pohlavného procesu sa preto vyvíjajú rozmanitejšie, variabilnejšie a plastickejšie potomstvo. Relatívna miera prežitia sexuálnych potomkov je vyššia. Keďže sa v ňom zreteľne prejavuje individuálna variabilita, je možná existencia v relatívne rôznorodých podmienkach. Rozsah druhov sa rozširuje, objavujú sa nové odrody. Výrazná individuálna variabilita poskytuje bohatý materiál pre prirodzený výber. Všetky tieto predpoklady zabezpečujú biologický pokrok druhu.

Ak teda sexuálny proces takmer nezvyšuje počet druhov, zlepšuje jeho „kvalitu“ - zvyšuje jeho životaschopnosť. Tieto výsledky robia sexuálny proces zásadne odlišným od asexuálneho.

Pri nepohlavnom rozmnožovaní sa počet jedincov výrazne zvyšuje, no kvalitatívne nedochádza k žiadnym zmenám. Známky materská generácia u nepohlavných potomkov sa opakujú takmer nezmenené. Ako vidíte, pohlavné a nepohlavné procesy sa navzájom dopĺňajú, takže pre väčšinu druhov je charakteristické striedanie generácií.

Striedanie generácií. Podstatou tohto javu je, že vo vývojovom cykle každého druhu sa postupne striedajú formy rozmnožovania a jadrové fázy. Ak sa za východiskový bod považuje oplodnenie a následne tvorba zygoty, potom vývojový cyklus vyzerá takto.

Zo zygoty sa vyvinie jedinec, ktorý pozostáva z diploidných buniek (diplont) a rozmnožuje sa nepohlavne, pričom vytvára spóry. Na základe tejto charakteristiky sa takýto organizmus nazýva sporofyt (z gréckeho sporus – výhonok a fytón – rastlina). Spóry sú haploidné bunky, pri ich tvorbe sa znižuje počet chromozómov. Od okamihu tvorby spór začína haploidná fáza vývojového cyklu. Jedinec, ktorý sa vyvíja zo spóry, pozostáva z haploidných buniek (haplont) a rozmnožuje sa sexuálne, pričom vytvára gaméty. Z tohto dôvodu sa haplon inak nazýva gametofyt (z gréckeho gaméty – manžel a fytón). V dôsledku oplodnenia sa opäť vytvorí zygota a vývojový cyklus sa opakuje.

Vo vývojovom cykle sú dva kľúčové momenty, v ktorých dochádza k zmene jadrových fáz: meióza, typická pri tvorbe spór, v dôsledku ktorej je diploidná fáza nahradená haploidnou, a oplodnenie, pri ktorom haploid fáza je nahradená diploidnou.

U U rôznych druhov, v závislosti od ich evolučného pokroku, sa striedanie generácií uskutočňuje v rôznych formách.

A. V mnohých riasach je diploidná iba zygota. Jeho prvou divíziou je meióza. V dôsledku toho celý vegetatívny život druhu prebieha v haploidnej fáze. Tento životný cyklus sa nazýva haplontický. Je súčasťou mnohých zelených rias (Chlamydomonas, Ulotrix, Spirogyra).

B. Druh je reprezentovaný jedincami, ktorí sú morfologicky identické, ale líšia sa cytofyziologicky. Niektorí z nich sú diplonti, iní sú haplonti. Prvé sú tvorené zo zygoty, rozmnožujú sa spórami, t.j. sú to sporofyty. Posledne menované vznikli zo spór a rozmnožujú sa sexuálne, pričom tvoria gaméty, t.j. sú to gametofyty. Keďže obe generácie sú morfologicky identické, vývojový cyklus takýchto rastlín sa nazýva izomorfný diplogaplontický (typ hnedej riasy diktyota, zelený typ ulva).

B. U niektorých druhov ich nie je veľa, haploidné sú len gaméty a celý vegetatívny život druhu prebieha v diploidnej fáze. Tento životný cyklus sa nazýva diplontický (fucus z druhu hnedej riasy).

D. V prevažnej väčšine rastlín je haploidná a diploidná fáza vyvinutá nerovnomerne, jedna z nich, zvyčajne diploidná, prevláda, zatiaľ čo druhá, haploidná, je redukovaná. Keďže diploidná a haploidná fáza sú morfologicky nerovnaké, vývojový cyklus sa nazýva heteromorfný diplogalontický.

Nižšie rastliny vykazujú obrovské množstvo foriem rozmnožovania a vývojových cyklov. Väčšina vyšších rastlín má heteromorfný diplogallontický vývojový cyklus. V typických prípadoch je sporofyt (diplont) morfologicky dobre vyvinutá zelená autotrofná rastlina, ktorá je pripojená k pôde a existuje samostatne. Gametofyt (haplont) často stráca schopnosť samostatnej existencie, vyvíja sa na sporofyte a živí sa ním, teda heterotrofne.

Striedanie generácií je biologicky dôležitý fenomén, ktorý prispieva k prežitiu druhu v boji o existenciu. Pozrime sa na rozmnožovanie a striedanie generácií na konkrétnych príkladoch.