Тестовые задания к лекции

Тестовые задания промежуточного контроля №№ 14, 15

Тестовые задания итогового контроля №№ 14, 15, 44, 45

Учебный модуль 2 "Морфология семенных растений"

Модульная единица 4 "Размножение"

Вопросы лекции

8.1. Типы размножения. 184

8.1.1. Размножение. 184

8.1.2. Вегетативное размножение. 184

8.1.2.1. Вегетативного размножения в природе. 184

8.1.2.2. Искусственное вегетативное. 185

8.1.3. Собственно бесполое размножение. 186

8.1.4. Половое размножение. 186

8.2. Чередование поколений и смена ядерных фаз. 188

8.3. Морфология цветка. 188

8.4. Околоцветник. 190

8.4.1. Двойной околоцветник. 190

8.4.2. Простой околоцветник. 192

8.5. Андроцей. 192

8.5.1. Строение тычинки. 193

8.5.2. Пыльник. 193

8.6. Микроспорогенез и микрогаметогенез. 194

8.7 Гинецей. 195

8.7.1. Пестик. 195

8.7.1.1. Завязь. 195

8.7.1.2. Столбик. 196

8.7.1.3. Рыльце. 196

8.7.2. Типы гинецея. 197

8.8 Семязачаток. 197

8.9. Мегаспорогенез и мегагаметогенез. 198

8.10. Онтогенез цветка. 199

8.10.1. Цветение. 199

8.10.2. Монокарпия и поликарпия. 199

8.10.3. Формула и диаграмма цветка. 199

8.11. Соцветия. 200

8.11.1. Простые соцветия с удлиненной осью.. 201

8.11.2. Сложные соцветия. 202

8.12. Опыление. 204

8.12.1. Самоопыление. 204

8.12.2. Перекрестное опыление. 205

8.13. Оплодотворение. 206

Вопросы для самоконтроля. 207

Резюме. 207

Тестовые задания к лекции. 209

Типы размножения

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

При половом размножении особи нового поколения появляются при участии двух физиологически различных организмов. Повышение изменчивости достигается в результате генетической рекомбинации (объединения в зиготе двух наборов хромосом). В бесполом размножении участвует лишь один организм. Образуются идентичные потомки, единственным источником генетической изменчивости служат случайные мутации. Бесполое размножение происходит в двух формах: вегетативного и собственно бесполого.

8.1.2. Вегетативное размножение.Это увеличение числа особей за счет отделения жизнеспособных частей вегетативного тела и их последующей регенерации (восстановления до целого организма). Способность к вегетативному размножению характерна для бактерий, грибов и растений всех уровней организации. У животных вегетативное размножение встречается лишь у наиболее примитивных. Особенно разнообразны способы вегетативного размножения у покрытосеменных растений.

8.1.2.1. Вегетативного размножения в природераспространено очень широко. Оно играет огромную роль в захвате территории некоторыми видами, особенно в условиях, когда семенное размножение затруднено. Энергия вегетативного размножения велика. Чаще всего оно происходит с помощью корневищ, луковиц, клубнелуковиц, клубней, корней и усов. У многих видов вегетативное размножение имеет гораздо больший удельный вес, чем семенное. Сорные растения с горизонтальными ветвящимися корневищами (пырей ползучий) образуют очень много надземных побегов, быстро занимают большие площади и засоряют посевы

У некоторых папоротников и цветковых растений есть специализированные органы вегетативного размножения — выводковые почки. Они возникают на растении в большом числе, а потом опадают с него, подобно семенам. У бриофиллума — злостного сорного растения тропического поливного земледелия придаточные почки образуются в каждой выемке края зубчатого листа. У мятлика луковичного выводковые почки развиваются в соцветии, и после дождя, сбивающего их на почву, они быстро развиваются. У некоторых лилий почки видоизменены в луковички и развиваются в пазухах листьев.

8.1.2.2. Искусственное вегетативное размножение обеспечивает получение потомков, повторяющих признаки родительского организма, поэтому его широко используют в сельском хозяйстве. При семенном размножении многие ценные признаки культурных растений, полученные путем гибридизации и селекции, могут быть утрачены. Вегетативное размножение также ускоряет получение продуктивных растений.

Черенкование — в садоводстве и цветоводстве часто используют черенки для укоренения и прививок. Черенок — отрезок вегетативного органа, служащий для искусственного вегетативного размножения. На черенке возникают раневые меристемы, формирующие каллюс, в котором могут закладываться придаточные корни и почки. Корни могут формироваться и вне каллюса в нижних узлах черенка, из боковых почек верхних узлов развиваются побеги. Стеблевыми (побеговыми) черенками размножают виноград, смородину, крыжовник, пеларгонию и др.; листовыми — бегонию, сенполию (узумбарскую фиалку), глоксинию; корневыми — малину, иргу, вишню, сливу.

Разновидность черенкования — размножение деревьев и кустарников отводками — участками побегов, которые вначале специально прижимают к земле, а после развития придаточных корней отделяют от родительского растения. Размножение с помощью отводков происходит и в природе — полегающие ветви некоторых хвойных (ели, пихты), липы и черемухи способны укореняться.

Прививка (или трансплантация) — пересадка черенка одного растения на другое с последующим их срастанием. Пересаженная часть растения (черенок) — привой; корнесобственное растение — подвой. Их срастание обеспечивается возникающим каллюсом.. Существует более 100 способов прививок (рис. 121).

Наиболее обычный объект, размножаемый с помощью прививок, — яблоня. Ее сорта имеют сложную гибридную природу, и при семенном размножении происходит расщепление признаков. При прививке необходимо обеспечить совмещение камбия привоя и подвоя и предотвратить попадание в рану микроорганизмов.

Только с помощью прививок размножают бессемянные сорта винограда, мандарина, апельсина, лимона и инжира.

Очень широко применяют для искусственного вегетативного размножения метаморфозы побегов и корней. В агрономической практике используют усы (земляника), корневища (спаржа, ревень, мята, ирис, ландыш), клубни (картофель, топинамбур), луковицы (лук репчатый, чеснок, тюльпан, гиацинт, нарцисс), клубнелуковицы (гладиолус), корневые клубни (батат, георгина).

Использование культуры тканей и клеток для вегетативного размножения началось в 60-х годах, когда были разработаны методы, позволяющие успешно клонировать некоторые высшие растения. Клонирование — получение совокупности особей из одной материнской вегетативным путем. Основой этого является тотипотентность — способность отдельной клетки обеспечивать генетическую программу, необходимую для развития целого организма. В контролируемых строго определенных условиях искусственной среды из меристем, обычно апикальных, или клеток других тканей регенерируются организмы. Этот метод назван клональным микроразмножением и используется для оздоровления посадочного материала и размножения ценных растений (из одного растения земляники, хризантемы и др. можно получить в год свыше 1 млн генетически идентичных растений).

8.1.3. Собственно бесполое размножение.Происходит при помощи специализированных клеток — спор, при прорастании которых развиваются новые особи. Бесполое размножение обеспечивает увеличение численности и расселение вида. Споры растений всегда гаплоидны. Если они возникают на гаплоидном растении, то их образованию предшествует митоз материнских клеток; если на диплоидном — мейоз материнских клеток с последующим митозом. У водорослей споры образуются практически из любой клетки, которая становится спорангием. У высших растений спорангий — многоклеточный орган, внутри которого за счет мейотического деления клеток спорогенной ткани образуются споры.

У большинства водорослей споры имеют подвижные жгутики (1, 2, 4 и много), их называют зооспорами. Полисахаридная клеточная стенка у них отсутствует. Поплавав некоторое время, зооспора останавливается, теряет жгутики и прорастает в новый организм. У наземных растений и грибов споры не имеют приспособлений для активного движения. Они переносятся ветром, животными и защищены от высыхания твердой клеточной стенкой.

Растение, на котором образуются споры, — спорофит. Различают равноспоровые организмы (все образующиеся споры одинаковы по размерам и физиологическим особенностям) и разноспоровые (споры отличаются по величине и физиологическим особенностям). Более мелкие (микроспоры) формируются в микроспорангиях, а более крупные (мегаспоры) — в мегаспорангиях. Разноспоровость чаще встречается у высших растений (некоторые плауны и папоротники, все голо- и покрытосеменные).

8.1.4. Половое размножение.Происходит в результате слияния двух половых клеток — гамет с образованием зиготы. Процесс слияния гамет называется оплодотворением. Растение, на котором образуются гаметы, —гаметофит. Процесс формирования гамет — гаметогенез — происходит в особых органах — гаметангиях. Гаметофиты равноспоровых растений обоеполые, несут мужские и женские гаметангии. У разноспоровых растений из микроспор развиваются гаметофиты с мужскими гаметангиями, а из мегаспор — с женскими.

Гаметы всегда гаплоидны. При оплодотворении происходит слияние цитоплазмы и ядер гамет, но хромосомы сохраняют свою индивидуальность, не сливаются, и ядро зиготы содержит диплоидный набор хромосом. Биологическая роль полового процесса, возникшего на определенном этапе эволюции, состоит в обеспечении генетического разнообразия потомства. При половом процессе в одном ядре объединяются хромосомы, а следовательно, и наследственные свойства двух разных клеток, в большинстве случаев происходящих от разных особей. В диплоидном ядре зиготы одна гомологичная хромосома каждой пары внесена первой гаметой, другая — второй. Объединение в зиготе двух наборов хромосом — генетическая основа внутривидовой изменчивости. При половом процессе создаются новые генетические сочетания, что увеличивает возможность приспособления, изменчивости и эволюции. В результате полового размножения возникают организмы, которые могут сочетать полезные признаки отца и матери. Такие организмы более жизнеспособны. В сельскохозяйственной практике человек очень широко использует половое размножение.

Если сущность и значение полового процесса едины для всех организмов, то его формы (ход гаметогенеза, тип гамет, оплодотворение, половые органы и т. д.) разнообразны и зависят от уровня эволюционного развития, среды обитания (вода, суша) и некоторьгх других особенностей. Различают следующие типы полового процесса.

Xологамия — слияние гаплоидных одноклеточных организмов, внешне неотличимых друг от друга. Такой простейший половой процесс существует у некоторых примитивных водорослей.

Для большинства растений характерно формирование специализированных клеток — гамет, которые и участвуют в оплодотворении. Гаметы голые (не имеют твердой клеточной стенки), зачастую со жгутиками.

Изогамия — обе гаметы одинаково малы и подвижны, их попарное слияние основано лишь на физиологическом различии (рис. 122).

Гетерогамия — обе гаметы подвижны, различаются по величине (одна превосходит другую в несколько раз).

Оогамия — женская гамета (яйцеклетка) неподвижна, имеет крупные размеры, запас питательных веществ; мужская гамета (сперматозоид) подвижна и мала, состоит из крупного ядра и очень небольшого количества цитоплазмы. Оогамия характерна для сложноорганизованных водорослей и высших растений. Яйцеклетки образуются или в одноклеточных оогониях (у водорослей), или в многоклеточных архегониях (у высших растений, исключая покрытосеменные).

Колбообразный архегоний состоит из удлиненной шейки, расширенного брюшка и ножки. Стенка архегония однослойная, многоклеточная. В брюшке формируются яйцеклетка и брюшная канальцевая клетка, шейка заполнена шейковыми канальцевыми клетками. К моменту оплодотворения все канальцевые клетки расслизняются и сперматозоиды беспрепятственно проникают к яйцеклетке. Происходит оплодотворение и образуется зигота.

Сперматозоиды созревают в антеридиях: одноклеточных у водорослей, многоклеточных у высших растений. Сперматозоиды подвижны лишь в воде. Наличие воды — обязательное условие для осуществления оплодотворения у всех растений, исключая семенные. У большинства семенных растений, наиболее приспособленных к условиям суши, мужские гаметы утратили жгутики и носят название спермии.

Оогамия — эволюционно наиболее продвинутый тип полового процесса, так как крупная яйцеклетка обеспечивает запас пищи для развития зиготы, а ее неподвижность способствует внутреннему оплодотворению и защите зиготы, что очень важно в условиях суши; очень мелкие сперматозоиды могут передвигаться в тонких пленках воды при выпадении росы, дождя, а увеличение их числа повышает вероятность оплодотворения.