Чергування спорофита та гаметофіту. Біологічний енциклопедичний словник Що таке гаметофіт у біології визначення 7
У статті ми познайомимося з таким поняттям, як гаметофіт. Це орган, що зустрічається у багатьох рослин. У чому полягають його особливості та значення? Давайте розбиратися разом.
Гаметофіт – це...
Кожна рослина протягом життєвого циклу проходить певні етапи розвитку. Один із них – гаметофіт. Це статеве покоління рослин. Гаметофіт перестав бути постійної структурою. Він є лише певну фазу розвитку.
Гаметофіт розвивається із спеціальних безстатевих клітин, які називаються спорами. Як правило, вони мають кулясту форму, захищені щільною оболонкою, всередині містять велика кількістьзапасних поживних речовин
Антеридії та архегонії
Як відомо, всі органи рослин об'єднуються у дві групи: вегетативні та генеративні. Перші виконують функції ґрунтового харчування, фотосинтезу та росту рослини. Вони здійснюють процес вегетативного розмноження. Це корінь, стебло, листок та нирка.
Генеративний орган забезпечує статеве розмноження. У покритонасінних рослин це квітка. У зав'язі його маточка дозріває жіноча гамета - яйцеклітина, а в пиляках тичинок - нерухомі спермії.
Покритонасінні, спорові рослини також формують органи статевого розмноження - гаметангії. Жіночі називаються архегоніями. Їх складовими частинами є: черевце, в якому дозріває яйцеклітина, та шийка. Чоловічі гаметангії – це антеридії. Вони формуються спермії.
Спорові рослини
Чітке чергування безстатевого покоління та гаметофіту - це характерна рисавсіх вищих спорових рослин. До них відносяться мохи, хвощі, плауни та папороті. У їхніх життєвих циклах спостерігаються суттєві відмінності. У мохів переважним поколінням є гаметофіт. Це листостебельні пагони з ризоидами, сукупність яких утворює "зелений килим". Його ми і звикли називати мохом. З часом на ньому з'являються нові органи – коробочки зі спорами на тонких сухих ніжках. Вони є спорофіт.
Більшість мохоподібних є дводомними рослинами. На чоловічому гаметофіті формуються лише сперматозоїди. По плівці води, що покриває рослини, вони пересуваються до жіночих рослин. На його верхівці формується єдиний орган статевого розмноження круглої форми, який проникає сперматозоїд.
Інші спорові рослини відрізняються від мохів переважанням безстатевого покоління. Розглянемо їхню будову на прикладі папороті. Його спорофіт представлений підземною видозміненою втечею, яка називається кореневищем, і підрядним корінням. На нижній стороні листя папороті формуються спорангії. Це органи безстатевого розмноження. Спори, що у них формуються, дозрівають і потрапляють у ґрунт. У вологому середовищі їх виростає статеве покоління папоротей - гаметофит. Він має вигляд зеленої серцеподібної платівки. Ця структура розвивається і харчується окремо від спорофіту, прикріплюючись до ґрунту за допомогою ризоїдів.
На нижній поверхні платівки утворюються статеві органи – гаметангії. Оскільки яйцеклітини та сперматозоїди на них дозрівають у різний час, запліднення можливе лише між різними рослинами. Такий тип називають перехресним. Як і для всіх спорових, процес запліднення у папороті можливий лише за наявності води. Це з тим, що рослини цієї групи є першими вихідцями на сушу.
Гаметофіт рослин: відділ Голосінні
Статеве покоління хвойних виглядає інакше. Так, чоловічий гаметофіт сосни представлений пилковими зернами, що розвиваються в шишках. Останні знаходяться в основі пагонів. Чоловічі шишки дрібні та м'які, зібрані у пучки. На кожній їхній лусочці розташовані по два пильовики, в яких розвиваються чоловічі статеві клітини.
На верхівках пагонів можна знайти жіночі шишки із сім'язачатками. Внаслідок мейозу тут формуються мегаспори. Усього їх 4. Але в жіночий гаметофіт із них розвивається лише одна. Інші відмирають. Далі відбуваються послідовні процеси запилення, запліднення та формування насіння.
Отже, гаметофітом називають статеве покоління рослин. Це фаза життєвого циклу, яка характерна для водоростей, спорових та насіннєвих. Всі гаметофіти є багатоклітинними структурами, що містять хромосомний гаплоїдний набір.
Чергування спорофіту та гаметофіту
Позначення:
n – гаплоїднийорганізм або клітина з одинарним ( гаплоїдним) Набір хромосом. Більшість тварин (зокрема і в людини) гаплоїдними є лише гамети. Від грець . gaploosодиночний, eidosвигляд. У соматичних клітинах міститься подвоєне число
2 n – диплоїднийорганізм або клітина з подвійним ( диплоїдним) Набір хромосом. Характерний для соматичних клітин; на відміну одинарного, гаплоїдного набору статевих клітин. Від грец. diplosподвійний, eidosвигляд.
Хромосоми- Від грец. Хрома – колір і сома – тіло – забарвлені тільця, розташовані в ядрі клітини, в яких зосереджена більша частина спадкової інформації та призначені для її зберігання, реалізації та передачі.
Для водоростей і всіх рослин суші, що розмножуються і спорами (мохи та папоротеподібні), і насінням (голосонасінні та покритонасінні), існує чергування двох стадій у їхньому циклі розвитку- спорофітаі гаметофіту.
Спорофітом(«Споро» і «фіт» - або «Рослина, що утворює суперечки») називають:
· ту частину життєвого циклу рослини, яка завершується утворенням безстатевих структур - суперечка
· Усі клітини спорофита містять нормальний ( диплоїдний) набір хромосом
Суперечки, перш ніж висипатися з коробочки(у мохів) або з спорангія(у папороті) або суперечки насіннєвих рослин(з яких потім формуються гаметофіти) -поділ, стають гаплоїдними. Тому всі клітини, які сформуються з цих гаплоїдних суперечок, будуть теж гаплоїдними.
Гаметофітом(«гамето» та «фіт» - або «рослина, що утворює гамети») називають:
· ту частину життєвого циклу рослини, яка завершується утворенням статевих структур - гамет
· Всі клітини гаметофіту містять половинний ( гаплоїдний) набір хромосом.
У рослин не тільки гамети(статеві клітини), є гаплоїдними, але і безстатеві клітини - суперечки, теж є гаплоїдними. Чому ж тоді суперечки – це безстатеві клітини, а гамети – статеві клітини?
Кожна гаплоїдна суперечка(одна) не зливаючись ні з якою іншою клітиною, тобто сама по собі, проростаючи, утворює новий організм (вірніше іншу життєву стадію організму), генетично ідентичну спадковому апарату цієї однієї суперечки. Отже, суперечки, будучи продуктом спорофита, сама утворює майбутній гаметофит. Таке розмноження і називається безстатевим.
Тканини гаметофіту гаплоїдні (вони розвинулися з гаплоїдних суперечок), з них формуються гамети. Кожна гаплоїдна гамета не утворює нового організму. Тільки після заплідненняїї іншою гаметою, після об'єднання генетичного матеріалу (n) жіночої та (n) чоловічої гамет, утворюється диплоїдна (2n) зигота. Саме ця диплоїдна зигота і дасть початок новому майбутньому диплоїдному організму (спорофіту).
Таким чином, гамети, будучи продуктом гаплоїдного гаметофіту, тільки зливаючись попарно (чоловічі з жіночими), забезпечать подальший розвиток організму. Тому таке розмноження, в якому беруть участь два партнери називається статевим.
Що ж є спорофітомі гаметофітому спорових (водорості, мохи та папоротеподібні) та насіннєвих рослин (голосонасінні та покритонасінні)?
Так ось, у водоростейі мохів, основним ( домінуючим) поколінням у циклі розвитку є гаметофіт.
А у папоротеподібних(хоча вони теж відносяться до спорових рослин) та всіх насіннєвих рослиносновним поколінням є спорофіт.
На малюнку нижче показана схема зміни співвідношення гаметофіту (n) і спорофита (2n) у процесі еволюції рослин, Червона лінія, розділяє зображення спорофітів (вище лінії) та гаметофітів (нижче лінії) у різних груп рослин.
Еволюція чергування гаметофіту та спорофіту
На малюнку ми бачимо, що тільки у водоростей і мохів стадія гаметофіту (n) переважає. У папороті гаметофіт представлений маленьким заростком, а у голонасінних і покритонасінних взагалі редукований до мікроскопічних розмірів.
Здавалося б, оскільки папороті як і мохи спорові рослини, то у них чергування поколінь має відбуватися подібним до мохів чином. Але виявляється все навпаки: у спорових папоротей цикл чергування поколінь (мається на увазі, яка форма являє собою саму дорослу вегетуючу рослину) подібний до циклу чергування поколінь у насіннєвих рослин.
Мохи- Тупикова гілка еволюції царства рослин, а від папоротеподібних відбулися всі сучасні насінні рослини (тільки насінні рослини походять не від нині спорових папоротей, а від вимерлих папоротей, у яких вже було насіннєве розмноження).
У чому користь чергування поколінь, чому еволюція зберегла такий спосіб існування в багатьох організмів?
Відомо, що чергування поколінь залежить умов середовища. При сприятливихумовах розмноження відбувається, як правило, безстатевими способами- Поділом, брунькуванням, вегетативно. При несприятливихумовах безстатеве покоління змінюється статевим. Так сталося історично, що еволюція розмноження йшла від безстатевого розмноження, властивого одноклітинним, до статевого розмноження. Від організмів із гаплоїдним числом хромосом у клітинах – до організмів із диплоїдним набором хромосом.
Диплоїдність - це можливість мати більш різноманітну генетичну інформацію, а значить і можливість мати еволюційні переваги.
Примітивні форми, що розмножуються тільки безстатевим шляхом, а у більш складних форм безстатеве розмноження чергується зі статевим (в основному в царстві рослин). У процесі еволюції у циклі розвитку організмів закономірно зменшується роль (тривалість існування та розміри) гаплоїдної фази та збільшується роль диплоїдної фази.
Загальна характеристика.Мохоподібні – це найпримітивніша група вищих рослин з особливою лінією розвитку. Поділяються на два класи (печінкові та листостебельні мохи) та налічують близько 20 тис. видів. Широко поширені у всіх широтах від тундри до тропіків. Більшість видів – тінелюбиві. Зростають на ґрунті, на стовбурах рослин, на скелях та стінах будинків. Деякі види мешкають у воді.
Головна відмінна риса: життєвому циклімохоподібних переважає гаметофіт, а спорофіт редукований та розвивається на гаметофіті.
Прогресивна ознака мохоподібних – наявність диференційованих тканин: епідермісу, основної (асиміляційної паренхіми), що проводить пучка. Механічна тканина відсутня.
Будова.Мохоподібні є невеликі (до кількох сантиметрів), багаторічні (рідко однорічні) рослини. Тіло печінкових мохів представлено сланою. У листостеблових мохів тіло гаметофіту складається з простих або розгалужених стебел, покритих дрібним листям з однією жилкою. Листостебельна втеча покрита епідермісом, під яким розташовується кора; в центрі знаходиться провідний пучок, що складається з подовжених мертвих клітин (вони проводять воду і мінеральні речовини) і живих клітин, що їх оточують, що проводять органічні речовини.
Коріння відсутнє, їх роль виконують витягнуті клітини в нижній частині стебла (ризоїди). Справжніх судин немає. На гаметофіті замість продихів є пори, позбавлені замикаючих клітин.
У сфагнових мохів стебло гаметофіту несе мутовки гілок, густо вкритих листям. Листя немає середньої жилки. Клітини у листі диференційовані на асиміляційні (з хлоропластами) та мертві водозбірні клітини з порами в клітинній оболонці. Ризоїди відсутні; воду і мінеральні речовини ці мохи всмоктують стеблом і листям, будучи потужним сорбентом води, і виділяють у ґрунт гумінові кислоти, що мають бактерицидну дію. Наростають верхівкою, нижня частина стебла відмирає, але не згниває, утворюючи торф.
Розмноження.У життєвому циклі відбувається правильне чергування статевого та безстатевого поколінь. Статеве покоління (гаметофіт з гаплоїдним набором хромосом) представлене зеленими рослинами та переважає над безстатевим (спорофітом). На гаметофіті утворюються органи статевого розмноження - антеридії та архегонії. В антеридіях дозрівають рухливі двожгутикові суперечки, а в архегоніях - по одній нерухомій яйцеклітині. Запліднення відбувається в краплиннорідкому середовищі. Після злиття гамет утворюється зигота, яка дає початок безстатевому поколінню - спорофіту. Спорофіт розвивається на гаметофіті і є коробочкою, розташованою на ніжці і прикривається ковпачком (калітрою). Ніжка спорофита в нижній частині переходить у стопу, за допомогою якої він прикріплюється до тіла гаметофіту. Безстатеве розмноження здійснюється спорами. Освіта суперечка на спорофите відбувається у спорангіях, розташованих усередині коробочок. Спори гаплоїдні. При попаданні у сприятливе середовище вони проростають із утворенням розгалуженої нитки (протонеми). На ній закладаються бруньки, з яких проростають листостеблеві пагони моху.
У мохів широко поширене вегетативне розмноження: нирками, молодими пагонами, листям, виводковими тілами.
значення.Мохи одними з перших заселяють безплідні ділянки (камені, скелі, піски). При відмиранні створюють збагачений органічними речовинами субстрат, придатний поселення інших вищих рослин. Формують у лісі покрив (килим), що сприяє підтримці водного балансу ґрунту та забезпечує поступовий перехід поверхневого стоку води в підземний, запобігаючи ерозії ґрунту. Сфагнові мохи можуть призводити до заболочування місцевості та беруть участь в утворенні торфу (використовується як добриво, паливо, сировина).
Папоротеподібні
Загальна характеристика.Папоротеподібні — вищі спорові, переважно трав'янисті рослини з великим розлогим листям, стеблами та корінням; рідше трапляються деревні форми. Відбулися девонський період палеозойської ери від рініофітів. Нині збереглося близько 12 тис. видів. Широко поширені у всіх частинах світу; найбільш численні у Південно-Східній Азії. Мешкають у тінистих та сирих місцях.
Основна життєва форма - диплоїдний спорофіт (листостебельна рослина).
Будова.Стебло у папороті помірної зони представлене кореневищем, від якого відростає придаткове коріння. Листя папороті (вони називаються вайї) відповідають гілкам інших вищих рослин; вони перисторозсічені, мають дихотомічне жилкування і добре розвинену провідну систему, ростуть верхівками, можуть мати довжину до 10 метрів. Виконують функції фотосинтезу, газообміну, транспірації, спороношення. На нижній стороні листка утворюються спорангії, зібрані в соруси і покриті індузією (покривальцем). У стеблі та листі тканини диференційовані на епідерміс, механічну тканину, флоему (з ситоподібними клітинами), ксилему (з трахейдами), паренхіму.
Розмноження.У життєвому циклі відбувається правильне чергування статевого та безстатевого поколінь. Статеве покоління (гаметофіт) представлене заростком, безстатеве покоління (спорофіт) - самою рослиною зі спорангіями на листі. Спорофіт переважає над гаметофітом. У спорангіях утворюються суперечки, які при дозріванні розносяться вітром і, потрапивши на вологий ґрунт, проростають, утворюючи гаметофіт (заросток). Гаме-тофіт являє собою зелену гаплоїдну пластинку розміром близько 0,5 см, на якій формуються архегонії і антеридії. В архегоніях дозрівають багатожгутикові сперматозоїди, в антеридиях - нерухомі яйцеклітини. Запліднення відбувається в краплинно-рідкому середовищі з утворенням зиготи. З зиготи утворюється зародок, з якого проростає доросла рослина.
значення.У помірному кліматі роль папороті незначна. У країнах з теплим вологим кліматом папороті – важливий компонент багатьох рослинних угруповань. Людиною часто використовуються як декоративні рослини (аспленіум, нефролепіс та ін.). Деякі види папороті вживаються в їжу, (орляк); їх екстракти застосовуються на лікування хвороб легень, вигнання глистів.
Плауноподібні
Плауни- Вищі спорові багаторічні трав'янисті лісові рослини розміром від декількох десятків сантиметрів до 3 м, що зовні нагадують деякі види мохів. Налічують близько 400 видів. Основна життєва форма – диплоїдний спорофіт.
Особливості будови.Плауни мають пагони, що стелиться і піднімаються, дихотомічно розгалужені. Листя прості, цілісні, дрібні, сидячі, лінійно-шилоподібні, розташовуються почергово, іноді дихотомічно.
Розмножуються суперечками, що утворюються в результаті мейозу і містять гаплоїдний набір хромосом Спори дозрівають у спороносних колосках. стробілах,утворюються на верхівках пагонів і мають довжину 15-20 см. Спори мають тетраедрическую форму і дві оболонки - внутрішню і зовнішню (шипувату). Зі суперечки проростає гаметофіт — заросток. Живе він частково чи повністю під землею до 15 років і більше, харчуючись завдяки симбіозу з грибами. Після появи над землею у ньому формуються антеридії і архегонии. За наявності крапельно-рідкого середовища сперматозоїд з антеридії проникає в архегоній, де відбувається запліднення. Утворюється зигота, з якої проростає зародок спорофита, який після укорінення починає існувати самостійно.
значення.Спори плаунів використовуються в медицині при лікуванні пролежнів і як дитяча присипка. Деревоподібні форми, що існували в карбоні, зробили значний внесок у формування покладів кам'яного вугілля.
Хвощеподібні
Хвощі- Це вищі спорові багаторічні трав'янисті лісові рослини розміром 40-60 см (деякі види - до 10-12 м). Були поширені в палеозої. В даний час представлені одним родом хвощем, який налічує близько 20 видів. Поширені скрізь, крім Австралії та Нової Зеландії. Зростають на полях, луках, болотах, по берегах водойм, рідше на сухих піщаних грунтах соснових лісах. Життєвий цикл здійснюється з чергуванням поколінь і подібний до життєвого циклу папоротей. Основна життєва форма – диплоїдний спорофіт.
Особливості будови.Хвощі мають членисте, гіллясте кореневище з підрядним корінням. Надземні пагони - зазвичай двох видів: вегетативні (зелені, літні) і спороносні (бурі, нерозгалужені, весняні, що несуть на верхівці спороносний колосок). Для хвощів характерне членування стебла на чітко виражені ребристі міжвузля та здуті вузли, до яких прикріплюються мутовки бічних пагонів. Лускуподібне листя також розташовується мутовчато, зростаючись між собою в трубку майже до самої верхівки. Листя не здатне до фотосинтезу, цю функцію виконує зелене стебло і пагони, що мають добре розвинену асиміляційну тканину, судинно-волокнисті провідні пучки і ділянки механічної тканини, що містять ділянки.
Розмноження.Хвощі розмножуються за допомогою спор, що утворюються в спеціальних колосках, що розвиваються або на спороносних або на звичайних пагонах. Зі суперечок після їх падіння на землю виростають заростки (статеве покоління), на яких потім формуються архегонії та антеридії, де дозрівають гамети. Запліднення відбувається у краплинно-рідкому середовищі. Після нього утворюється зигота, потім формується суперечка, з якої проростає доросла рослина - спорофіт.
Значення. Хвощ польовий використовується як лікарська рослина як сечогінний і кровоспинний засіб. Деякі види хвоща використовуються для чищення посуду та меблів. Хвощ болотний отруйний для тварин, хвощ польовий є важковикоріненим бур'яном.
Голосонасінні
Загальна характеристика.Голосонасінні - це насіннєві рослини, що мають незахищені сім'япочки, розташовані відкрито на насіннєвій лусці шишки; насіння захищене тільки насіннєвою шкіркою. Голосонасінні не мають справжніх квіток і не утворюють плодів. Вони є найдавнішими із насіннєвих рослин; походять від насіннєвих папоротей на початку мезозойської ери (близько 350 млн років тому). Нині налічують близько 650 видів.
У життєвому циклі відбувається правильне чергування статевого та безстатевого поколінь. Основна життєва форма - диплом ідний спорофіт (сама рослина), гаметофіт редукований, втратив самостійність і живе на спорофіт. Чоловічий гаметофіт не має антеридіїв. Рослини запилюються переважно вітром.
Особливості будови. Спорофіт голонасінних - це одно-або дводомна рослина з добре розвиненими стеблом (має моноподіальне розгалуження) і стрижневою кореневою системою з вираженими головним і бічним корінням. Представлений в основному деревними вічнозеленими формами, рідше зустрічаються листопадні дерева (модерниця), є чагарники (ялівець) і ліани (ефедра); трав'янистих рослин немає. Листя голкоподібне (хвоя) або лускоподібне; розташовуються поодинці, по два або кілька в пучках. У деревині більшості голонасінних немає справжніх судин та деревних волокон; трахеїди виконують водопровідну та опорну (механічну) функції.
Найважливіші ароморфози:поява насіння та пилкової трубки, що забезпечило запилення та запліднення без води.
Характерні особливості утворення насіння:запліднення - просте (у ньому бере участь один спермій з двох, що є в пилковому зерні), ендосперм утворюється в сім'язачатку до запліднення, а насіння покрите тільки насіннєвою шкіркою.
Голосонасінні широко поширені у всіх частинах світу; становлять більшість і домінують у рослинному покриві у помірному кліматичному поясі. Поділяються на чотири класи: Хвойні, Гнетові, Саговникові, Гінкгові.
Клас Хвойні- Вічнозелені рослини, що мають видозмінене голчасте листя. Листя голкоподібне, покрите кутикулою або восковим нальотом; продихів мало, глибоко посаджені (це забезпечує життєстійкість рослин у посушливі та зимові періоди). У хвойних стеблин прямостоячий, покритий корою, що містить ситоподібні клітини, механічну тканину, паренхіму, смоляні ходи, камбій. Деревина на 90-95% складається з трахеїд і не містить механічної тканини. Трахеїди мають щільні дерев'яні стінки. Серцевина представлена основною тканиною.
Сосна звичайна— це однодомна світлолюбна рослина, у якої навесні формується роздільностатеві чоловічі та жіночі шишки (стробіли). Чоловічі шишки формуються в основі втечі, мають зеленувато-жовтий колір і довжину близько 5 мм. На осях таких шишок розташовані шари дрібних лусочок-мікроспорофіл. На нижній поверхні кожної з лусочок розташовані два мікроспорангії (пилкових мішка), в яких утворюється пилок ( чоловічий гаметофіт ). Кожне пилкове зерно містить вегетативну клітину, два спермію і має два повітряні мішки, що полегшують перенесення пилку вітром,
Жіночі шишки мають червонуватий колір і містять велику, товсту насінну луску (з двома сім'язачатками на поверхні кожної лусочки) і дрібну прозору луску, що криє. У кожному сім'язачатку формується жіночий гаметофіт , який містить гаплоїдний ендосперм (Особливу поживну тканину) і два архегонія з великою яйцеклітиною в кожному. Сім'язачаток зовні покритий інтегументом і має пилокхід (мікропил), через який пилок втягується всередину, де проростає з формуванням пилкової трубки. Нею дозрілі спер-мии проникають до архегоній. Запліднення просте та не вимагає присутності води; у ньому бере участь лише один із сперміїв, що зливається з однією з яйцеклітин, другий спермій гине. Зигота, що утворилася, ділиться, з неї формується зародок насіння, а вся сім'япочка перетворюється на насіння.
У сосни звичайного насіння дозріває на другий рік, розноситься вітром і в сприятливих умовах проростає.
Знак голонасінних:виділяють в атмосферу кисень та фітонциди, є джерелом сировини для будівельної, деревообробної та целюлозної промисловості, отримання скипидару, каніфолі, спирту, ліків; багато хто використовується в декоративних цілях (ялинки, туя, саговникові); насінням багатьох хвойних харчуються птахи (клісти, синиці, дятли) та ссавці; насіння кедрової сосни та пінії використовується в їжу людиною.
Покритонасінні (квіткові)
Загальна характеристика.Покритонасінні - найбільший відділ рослинного світу. Відбулися від стародавньої форми голонасінних на початку крейдяного періоду мезозойської ери (близько 125 млн років тому). Налічує близько 250 тис. видів. Займають панівне становище у рослинному світі; виростають у всіх кліматичних зонах і в різних кліматичних умовах. Найбільша різноманітність видів – у вологих тропіках.
Покритонасінні - єдина група рослин, що утворює складні багатоярусні фітоценози.
Особливості будови.Домінуюча життєва форма -диплоїдний спорофіт (сама рослина, що включає корінь та втечу). Спорофити різних груп покритонасінних представлені різними життєвими формами (деревними, чагарниковими, чагарниковими, ліановими, одно-і багаторічними травами) і можуть дуже відрізнятися один від одного. Більшість покритонасінних - багаторічні рослини, а трави можуть бути одно-і дворічні. Органи покритонасінних діляться на вегетативні (корінь, стебло, лист) та генеративні (квітка, плід, насіння).
Залежно від будови насіння та морфологічних особливостей органів відділ ділиться на два класи: Однодольні (зародок насіння має одну сім'ядолю) та Дводольні (зародок насіння має дві сім'ядолі). Основні відмінності між одно- та дводольними рослинами наведені в таблицях на с. 280-281. При розподілі класів на сімейства, пологи та види враховуються загальні ознаки рослин - будова квітки та плода, тип суцвіття, особливості зовнішньої та внутрішньої будови вегетативних органів.
Основні ароморфози:квітка, плід, подвійне запліднення; симподіальне розгалуження, прогресивний розвиток провідної тканини: ксилема містить справжні судини – широкі трахеї (а не трахеїди, як у голонасінних), флоема – ситоподібні трубки з клітинами-супутницями, а не ситоподібні клітини; наявність спеціалізованої механічної тканини (волокон), що надає міцності корі та деревині; прогресивний розвиток вегетативних органів; здатність утворювати отруйні речовини, що захищають рослини від рослиноїдних тварин (у деяких груп покритонасінних).
Насіння зачатки знаходяться в порожнині зав'язі маточки і захищені його тканинами від несприятливих умов середовища, насіння захищене не тільки насіннєвою шкіркою, а й плодом.
Розвиток ендосперму одночасно з розвитком зародка (а не до запліднення, як у голонасінних) дозволяє уникнути непотрібної витрати поживних речовин та енергії в тому випадку, коли зародок не утворюється.
Гаметофіти спрощені, ніж у голонасінних. Чоловічий гаметофіт покритонасінних представлений пилковим зерном, що містить вегетативну клітину з диплоїдним набором хромосом (2n) та генеративну гаплоїдну клітину (1n). У деяких до запилення шляхом мітозу з генеративної клітини утворюється два сперми з гаплоїдним набором хромосом. Жіночий гаметофіт представлений зародковим мішком, що містить дві клітини-синергіди, три клітини-антиподи, яйцеклітину з гаплоїдним набором хромосом (1n) та диплоїдну центральну клітину (2n).
Розмноження. Пилкові зерна потрапляють на рильце маточка (а не відразу в пилковхід сім'язачатка), призначеного саме для уловлювання пилку; в пилковхід сім'язачатка проникає пилкова трубка, що утворюється в пилковому зерні. Запліднення подвійне : у ньому беруть участь два спермія: один зливається з яйцеклітиною, утворюючи диплоїдну зиготу, з якої розвивається зародок , інший спермій зливається з диплоїдною центральною клітиною жіночого гаметофіту, утворюючи триплоїдну клітину, з якої згодом виникає ендосперм містить запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка.
Після запліднення сім'язачаток розвивається в насіння , зав'язь маточки формує плід . Наявність і унікальність плоду забезпечують поширення покритонасінних птахів, ссавців, комах, вітру, води і т.д.
Для покритонасінних також характерне вегетативне розмноження (за допомогою вегетативних органів).
Значення покритонасінних:- підтримують стабільний газовий склад атмосфери; утворюють складні багатоярусні фітоценози; рослини та його плоди служать їжею багатьох видів тварин; покритонасінні широко використовуються людиною: забезпечують людину хлібом (хлібні злаки), використовуються нею в їжу (овочеві та плодово-ягідні) і як лікувальні засоби, є джерелом сировини для деревообробної, целюлозної, легкої та медичної промисловості, застосовуються в декоративних цілях і т.д. буд.
Генеративні органи рослин: архегоній (вгорі) та антеридій (внизу)
Основу статевого розмноження (або відтворення) становить статевий процес - злиття чоловічої та жіночої гамет. Органи, що їх утворюють, - антеридії та архегонії - розвиваються на рослинах статевого покоління - гаметофітах. У вищих рослин – завжди багатоклітинні, як і спорангії.
Внутрішні фертильні клітини антеридія складають сперматогенну тканину, що утворює чоловічі гамети (сперматозоїди). Типовий зрілий архегоній складається з розширеного черевця та вузької шийки, заповненої шийковими канальцевими клітинами. У процесі еволюції кількість фертильних клітин скоротилася до єдиної яйцеклітини. Запліднення внутрішнє, черевці архегонія. Зигота, що при цьому утворюється, є першою клітиною спорофіту.
Існують 3 статевих процеси: 1. ізогамія-злиття 2-х однакових гамет; 2. гетерогамія-злиття 2-х різних за величиною гамет, але вони не відрізняються за рухливістю; 3. оогамія-злиття 2-х спеціалізованих гамет (яйцекл-а та сперматазоїд)
Гаметофіт - гаплоїдна багатоклітинна фаза в життєвому циклі рослин і водоростей, що розвивається зі спор і виробляє статеві клітини, або гамети.
У вищих рослин завжди спостерігається правильне чергування двох багатоклітинних поколінь – спорофіту та гаметофіту. У квіткових рослин чоловічі гаметофіти настільки малі, що поміщаються всередині оболонки пилкового зерна і складаються лише з кількох клітин. Жіночий гаметофіт квіткових (зародковий мішок) міститься всередині сім'япочки і складається з 7 клітин (або містить 7 ядер). У папороті, хвощів і плаунів гаметофіт являє собою невелику, але самостійну рослину, іноді звану заростком. Заростки папороті та хвощів фотосинтезуючі, однорічні. Заростки плаунів живуть під землею, розвиваються багато років і харчуються з допомогою симбіозу з грибами. У мохів гаметофіт за своїх невеликих розмірів явно домінує над спорофітом. Гамети у вищих рослин завжди утворюються в результаті мітозу (що принципово відрізняє їх від гамет тварин), оскільки тіло гаметофіту також побудоване з гаплоїдних клітин. Тому фазу гаметофіту ще називають гаметофазою, або гаплофазою. Слід зазначити, що на одному гаметофіті одночасно можуть розвиватися як чоловічі статеві органи, так і жіночі. Такий гаметофіт називають однодомним (обоєполий). В інших випадках гаметофіти рослин, що належать до того самого виду, формують або тільки чоловічі органи, або тільки жіночі. Такі гаметофіти називають дводомними (роздільностатевими - чоловічими та жіночими). Роздільностатеві гаметофіти властиві всім насіннєвим рослинам, у яких чоловічі гаметофіти розвиваються з мікроспор, що утворюються в пильовиках, а жіночі - з мегаспор, що утворюються в сім'япочках.
Спорофіт - Диплоїдна багатоклітинна фаза в життєвому циклі рослин і водоростей, що розвивається з заплідненої яйцеклітини або зиготи і суперечки.
Розвивається із заплідненої яйцеклітини, або зиготи. На спорофите у спеціальних органах – спорангіях – у результаті мейозу розвиваються гаплоїдні суперечки. У багатьох рослин (різноспорові плауни та різноспорові папороті, а також голонасінні та квіткові) спорангії поділяються на два типи: макро- та мікроспорангії. Макроспорангії виробляють макроспори, а мікроспорангії - мікроспори. З макроспор розвиваються жіночі гаметофіти, та якщо з мікроспор - чоловічі. У квіткових рослин, голонасінних і судинних спорових (плауни, хвощі та папороті) спорофіт значно більший за гаметофіт. Власне все, що ми зазвичай називаємо рослиною, і є його спорофіт.
У циклі розвитку мохів переважає гаметофіт, статеве покоління (саме рослина), а спорофіт, безстате покоління, редукований і представлений спорогоном у вигляді коробочки на ніжці. Розвиток мохоподібних йшло у бік зростання самостійності гаметофіту та його поступового морфологічного розчленування, втрати самостійності спорофіту та його морфологічного приборкання. Самостійною, цілком автотрофною фазою життєвого циклу мохоподібних став гаметофіт, а спорофіт зведений до ступеня органу гаметофіту.
Мохи як представники гаплоїдної гілки еволюції вищих рослин виявилися менш життєздатними та адаптованими до умов життя на Землі. Їхнє поширення пов'язане з наявністю вільної крапельно-рідкої води, необхідної не тільки для ростових процесів, але і для статевого процесу. Цим пояснюється їхня екологічна приуроченість до місць, де є постійне або періодичне зволоження.
Друга еволюційна гілка вищих рослин представлена рештою вищих рослин.
Дві лінії еволюції. Еволюція гаметофіту і спорофита йшла 2-х напрямках: еволюція спорофита спрямована у бік переважання. Еволюція статевого покоління пішла у бік релукції, редукція призводить до захисту статевого покоління.
У життєвому циклі кож раст-я, що має статеве розмнож-е, істот зміна ядерних фаз гаплоїдної та диплоїдної. Перехід від гаплоїдн сост-я до диплоїдного походження в рез-ті підлог пр-са при образ-і зиготи; від диплоїдн до гаплоїдн - у рез-ті мейозу зазвичай при спорообраз-і. Запліднення і мейоз взаємопов'язані, це дві сторони життя пр-са, що підтримують сталість числа хромосом.
Співвідношення гаплоїдних і диплоїдних фаз варіює у різних груп. У всіх грибів і ряду водоростей зигота - єдина диплоїдна к-ка; вона відразу ж ділиться мейотично, відновлюючи гаплоїдн сост-е організму.
У вищої раст-й і ряду водоростей відбувається чергування поколінь - безстатевого (спорофита) і статевого (геметофіту). На диплоїдному спорофіті за рахунок мейотичного поділу образ гаплоїдної суперечки. Зі спори розвинув гаплоїдний гаметофіт, що виробляє гамети. При їх злитті в зиготі відновлюється диплоїдний набір хромосом. З зиготи розвинувши диплоїдний спорофіт.
Якщо спорофіт і гаметофіт морфологічно однакові, то відбувається ізоморфне чергування поколінь, якщо різні - гетероморфне. У водоростей істот обидві форми, у вищої раст-й - лише гетероморфна.
Гаметофіт - гаплоїдна багатоклітинна фаза в житті циклу раст-й і водоростей, що розвивається зі спор і виробляє статеві к-ки, або гамети.
Розвинувши з гаплоїдної суперечки. На гаметофіті в спец-х органах гаметангіях розвинув статеві к-ки, або гамети. Гаметангії, що виробляють чоловічі гамети, зв антеридії, а гаметангії, що виробляють жіночі гамети - архегонії. Запліднення жіночих гамет (яйцеклітин) у наземних рослин, як правило, відбувається в архегонії, після чого з запліднених яйцеклітини, або зиготи, розвинувши диплоїдний спорофіт, який спочатку завис від гаметофіту. У різних групах раст-й і водоростей гаметофіт розвинений різною мірою.
Спорофіт - диплоїдна багатоклітинна фаза в життєвому циклі раст-й і водоростей, що розвивається з запліднених яйцеклітини, або зиготи і виробляє суперечки.
На відміну від мохів, практично все тіло квіткової рослини, за винятком пилку і сім'япочки, явл спорофітом.
Розвинувши із запліднених яйцеклітини, або зиготи. На спорофите в спец-х органах - спорангіях - в рез-ті мейозу розвинув гаплоїдн суперечки. У багатьох раст-й (різноспорові плауни та різноспорові папороті, а також голонасінні та квіткові) спорангії поділяються на два типи: макро- та мікроспорангії. Макроспорангії виробляють макроспори, а мікроспорангії - мікроспори. З макроспор розвинув жіночий гаметофіти, та якщо з мікроспор - чоловічі.
У різних групах раст-й і водоростей розвинений різного ступеня. У квіток раст-й, голонасінних і судинних спорових (плауни, хвощі і папороті) спорофіт значить-но більший за гаметофіт. Власне, усе, що ми називаємо раст-ем, і є його спорофит. Гаметофіти насіннєвих раст-й більшу частину життя проводять в оболонці суперечки (мікроспори - це пилок, а макроспори нах у сім'язачатках), а у судинних спорових гаметофіт - маленьке, але самостійно-е багатоклітинний раст-е. У мохів, навпаки, у життєвому циклі домінує гаметофіт. Спорофіт швидко всихає і складається тільки з ніжки та ковпачка-спорангії зі спорами.