Вегетативное размножение растений. Собственное бесполое размножение.

Различают два вида бесполого размножения: вегетативное и собственно бесполое. У некоторых низших растений четкой границы между этими видами размножения пет.

Наиболее обычная форма бесполого размножения - вегетативное размножение. При вегетативном размножении от растения отделяется относительно большая, обычно дифференцированная часть, которая развивается в самостоятельное растение. Осуществляется частями таллома, корня, стебля, листа. Оно основано на способности растений к регенерации - восстановлению целого организма из его части. У одноклеточных растений (водоросли, бактерии) вегетативное размножение происходит путем деления клетки, у колониальных и низших многоклеточных - путем расчленения таллома на части, у грибов – при помощи специализированных одноклеточных образований: хламидоспор и др. У высших растений вегетативное размножение осуществляется частями корня, стебля, листа или их видоизменениями - корневищами, клубнями, луковицами, выводковыми почками. На основе естественного вегетативного размножения в практике сельского хозяйства разработаны разнообразные способы искусственного вегетативного размножения овощных, плодовых и декоративных растений. Для этого наиболее часто используют: клубии (картофель, батат, георгины), корневища (ирис, флокс), усы (земляника), луковицы (лук, тюльпан), корневые отпрыски (малина, вишня). Многие возделываемые растения размножают черенками, отводками, а также путем прививок.

Размножение черенками. Черенок - это отрезанный от матеинского растения участок побега, корня, листа. Побеговые черенки могут быть зимними - без листьев (но с почками), и летними - с листьями с побегом текущего года. Листовой черенок состоит из листовой пластинки и черешка. Придаточные корни возникают чаще на морфологически нижней стороне листа в местах разветвления крупных жилок, почки, а затем и побеги – на верхней стороне. Размножать листовыми черенками можно лишь немногие растения (лилия, бегония, алоэ и др.). Корневыми черенками размножают виды растений, корни которых легко образуют придаточные почки (малина, вишня, слива, финиковая пальма, роза, флокс и др.).

Размножение прививкой. Прививка - это срастание срезанных почек или стеблевых черенков одного растения (размножаемого) с другим (укорененным). В этом случае размножаемое растение называют привоем, а растение, к которому прививают, - подвоем. Известно около 100 разнообразных способов прививок, но их можно свести к трем основным типам: прививка сближением, или аблактировка, - привой не отчленяется от материнского растения до срастания с подвоем; прививка черенком, или копулировка, - на однолетних черенках привоя с 2-3 почками и на стебле подвоя делают косые срезы и прикладывают их друг к другу, при этом стебли привоя и подвоя подбирают одинаковой толщины, чтобы их камбиальные слои совпали. Если диаметры привоя и подвоя не совпадают, то прививку делают врасщеп, под кору, вприклад или другими способами; прививка глазком, или окулировка, - привоем служит спящая или растущая почка, отделенная от срединной части побега размножаемого растения, которую вставляют под кору подвоя. Лучше всего срастание происходит, если привой и подвой принадлежат к одному виду или близким видам одного рода, если же они относятся к разным родам, срастание затруднено.

СОБСТВЕННО БЕСПОЛОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ Осуществляется специализированными клетками - спорами или зооспорами. Споры имеют твердую стенку и распространяются ветром, зооспоры не имеют твердой стенки и передвигаются при помощи жгутиков. Они образуются внутри органов бесполого размножения - спорангиев или зооспорангиев. У низших растений - это одноклеточный орган, у высших - многоклеточный. Разнообразие спор велико. По происхождению и назначению споры подразделяют на две группы: споры (зооспоры), которые образуются путем митотического деления и способны непосредственно воспроизводить новую особь, сходную с материнской. При созревании они покидают материнский организм и обычно служат для размножения ираспространения. Размножение такими спорами свойственно низшим

растениям (водорослям, грибам и др.). Во вторую группу входят споры, которые не могут воспроизвести материнскую особь. Они гаплоидны (n), так как образуются в результате мейоза. Такие споры бывают у высших растений, а также у некоторых водорослей. У последних из споры вначале вырастает заросток (проталлий, протонема), на котором происходит половое размножение.

Суть полового размножения или воспроизведения состоит в формировании растением специализированных клеток - гамет (n), в попарном их слиянии (копуляция) и образовании зиготы (2n), из которой вырастает новое растение.

Гамета - эго половая клетка, ядро которой содержит гаплоидное число хромосом. Копулирующие гаметы могут различаться между собой по структуре (форме, величине, подвижности), но обязательно физиологически, то есть по полу и по наследственности. В результате слияния гамет в новом организме объединяются материнская и отцовская наследственность. Если копулирующие гаметы одинаковы по форме, величине и подвижности, их называют изогаметами, а половой процесс - изогамным. Если гаметы одинаковы по форме, но женская гамета более крупная и менее подвижная, чем мужская, их называют гетерогаметами, а половой процесс — гетерогамным. Половой процесс называют оогамным, когда женская гамета крупная, шаровидная, неподвижная (яйцеклетка), а мужская очень маленькая и подвижная (сперматозоид).

Специализация гамет служит показателем уровня эволюции. Наиболее примитивной формой полового процесса является изогамия. Гаметы формируются в специальных органах, называемых гаметаигиями: мужские - в аитеридиях, женские - у низших растений в оогониях, а у высших - в архегониях. У низших растений гаметангии, как и спорангии, одноклеточные, а у высших - многоклеточные. У некоторых групп водорослей и грибов органов полового размножения нет, хотя половой процесс осуществляется регулярно. Зигота у них образуется вследствие слияния неспециализированных клеток или члеников. Такой половой процесс называют соматогамией. Разновидность сомагогамии - гологамия, когда происходит слияние двух одноклеточных вегетативных особей без образования гамет.

Оплодотворение - это процесс слияния двух половых клеток - мужской и женской гамет. Мужскую гамету у покрытосеменных называют спермием, женскую - яйцеклеткой. Одна из клеток пыльцы, попавшей на рыльце пестика, вытягивается через пору экзины в длинную пыльцевую трубку, достигающую иногда нескольких сантиметров. В ней за счет деления генеративной клетки образуются два спермия. Пыльцевая трубка растет сквозь рыхлую ткань рыльца и столбика в направлении завязи пестика, входит в семязачаток через микропиле или сквозь покровы и вступает в контакт с одной из синергид. Затем пыльцевая трубка проникает внутрь синергиды и лопается, освобождая спермии. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу (2n), второй сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку (Зn). Так происходит двойное оплодотворение, свойственное только покрытосеменным. Открытие двойного оплодотворения принадлежит русскому ученому академику С.Г. Навашину (1898). После двойного оплодотворения из зиготы образуется зародыш (2n): из триплоидной клетки - эндосперм (запасающая ткань, Зп), из интегументов - спермодерма (семенная кожура), а из всего семязачатка - семя. Синергиды и антиподы обычно разрушаются, а нуцеллус используется как питательный продукт при формировании зародыша, реже он превращается в запасающую ткань - перисперм.

После оплодотворения семязачаток называют уже семенем, а завязь — плодом.

Зигота растет путем многократных митотических делений и превращается в многоклеточный зародыш, состоящий из первичного побега, или плюмулы, первичного корешка и одной (у однодольных) или двух (у двудольных) семядолей. Семядоли имеют более простую структуру, чем первые настоящие листья; иногда они бывают наполнены питательными веществами и служат запасающей тканью, как, например, у гороха и у конских бобов. Плюмула состоит из стебля, первой пары настоящих листьев и терминальной почки. Триплоилное ядро первичного эндосперма многократно делится путем митоза, образуя эндосперм — скопление триплоидных ядер, отделенных друг от друга тонкими клеточными стенками. У некоторых злаков, например у пшеницы и кукурузы, эндосперм сохраняет роль запасающей ткани. Если запасающей тканью служат семядоли, то они растут за счет эндосперма, который может при этом совершенно исчезнуть. У некоторых семян запасы питательных веществ содержатся и в эндосперме, и в семядолях. По мере продолжения роста зародыша и запасающей ткани окружающий их нуцеллус разрушается, поставляя необходимые для роста питательные вещества. В дальнейшем необходимые для роста питательные вещества обеспечивает проводящий пучок ножки семязачатка (фуникулуса). Теста (семенная кожура) развивается из интегумента. Эго тонкий, но прочный защитный слой. Микропиле сохраняется в виде маленькой поры в тесте, через которую при прорастании семени поступают кислород и вода. На завершающих стадиях созревания семени содержание в нем воды снижается от обычных для растительных тканей примерно 90% (по массе) до 10-15%. Это сопровождается заметным снижением метаболической активности и представляет собой важный шаг к переходу семени в состояние покоя. По мере развития семени завязь превращается в зрелый плод, и ее стенки получают название перикарпия. Происходящие при этом изменения у разных видов растений различны, но обычно эти изменения направлены на то, чтобы плод мог защищать семена и способствовать их распространению. Остальные части цветка увядают, отмирают и сбрасываются, подобно листьям у листопадных деревьев.

Преимущества и недостатки размножения семенами.Преимущества

1. Растение не нуждается в водной среде для полового размножения, и. следовательно, лучше адаптировано к жизни на суше.

2. Семя зашишает зародыш.

3. Семя содержит питательные вещества, необходимые зародышу; эти вещества содержатся либо в семядолях, либо в эндосперме.

4. Семя обычно имеет приспособления для распространения.

5. Семя может перейти в покоящееся состояние, чтобы пережить неблагоприятные условия

6. Семя реагирует на благоприятные условия, но иногда прорастает не сразу.

Недостатки

1. Семена имеют относительно крупные размеры из-за содержащихся в них значительных запасов питательных веществ. Это осложняет распространение семян по сравнению со спорами.

2. Запасы питательных веществ делают семена привлекательной пищей для животных.

3. Опыление в значительной степени осуществляется такими внешними факторами, как ветер, насекомые и вода. Поэтому опыление (и, следовательно, оплодотворение) во многом зависит от случая, особенно ветроопыление.

4. Потери семян очень велики ввиду ограниченности шансов на выживание каждого данного семени. Поэтому для обеспечения успеха родительским растениям приходится вкладывать в производство семян большие количества веществ и энергии.

5. Пищевые ресурсы семени ограничены, тогда как при вегетативном размножении дочернее растение получает питательные вещества от родительского растения до тех пор, пока не достигнет самостоятельности.

6. В размножении двудомных растений участвуют две особи, что делает его более зависимым от случайностей, чем размножение, в котором участвует одна родительская особь. Следует, однако, заметить, что двудомные растения встречаются довольно редко.

Общая характеристика царства Грибы. Характеристика отделов Зигомицеты (мукор), Аскомицеты (дрожжи, пенициллиум, спорынья, сморчки, строчки), Базидиомицеты (трутовик, шляпочные грибы).

Гетеротрофные организмы, объединенные в отдельное Царство наряду с царствами животных и растений.

С растениями их сближает: 1. Наличие хорошо выраженной клеточной стенки. 2. Неподвижность в вегетативном состоянии. 3. размножение спорами. 4. способность к синтезу витаминов 5. поглощение пищи путем всасывания.

С животными сближает: 1. гетеротрофность. 2. наличие в составе клеточной стенки хитина 3. отсутствие в клетках хлоропластов и фотосинтезирующих пигментов. 4. накопление гликогена как запасного вещества. 5. образование и выделение продукта метаболизма – мочевины.

Ф-ции плод тел: 1)плод тело (обр споры) 2)склероций (плотн переплет, толст стенки, синт много липидов, но мало воды) – для перезимовки, но прораст по разному 3)мицелиальные тяжи – для неблагопр усл (у опёнка) (м быть микроспоры или толщиной с карандаш) 4)мицелиальные плёнки (обр трутовики) 5)гаустории 6)аппресории – прикр к пов-ти кутикулы, раствор её и удетж мицелий на пов-ти 7)столоны, ризоиды 8)ловчие кольца (ловчая сеть) – хищн гр в почве ловят мелк жив (нематод)

Имеют клеточную стенку (хитин, у дрожжей есть глюканы), есть первичная и вторичная;между кл ст и плазмалеммой есть парамуральные тельца (ломасомы); имеют малую подвижность; неограниченный рост; поглощение веществ из окружающей среды путем всасывания, гетеротрофы (сапротрофы, паразиты); размножаются вегетативно (частями, хламидоспорами – толстостен кл для перенес неблагопр усл; артроспорами – тонкостен коротк кл; почкование), беспол (анаморфный тип – споры без жгут), спороношение эндогенное (спорангиоспоры, в спорангиях, гифы – спорангионосцы) или экзогенное (конидии, на конидиеносцах); полов у всех, кроме дейтеромикот (гаметангиогамия – зигомикоты, аскомикоты, соматогамия - базидиомикоты) есть гетерокариоз – ядра могут быть генетически разнородны, если ядра сходны - гомокариоз, парасексуальный цикл – n ядра у гетерокариоз слив в 2n, происх кроссинговер и у нек обратно обр n; при кл делении ядерная обол не разруш, а делится перетяжкой. Запас – гликоген, вторичн метаболиты – микоспорины (измен метаболизм стероидов), антибиотики и микотоксины; в клетках грибов нет хлоропластов; тело состоит из гиф (апикальный рост, боковое ветвление), грибы представлены одноклеточными и многоклеточными формами. Вегетативную часть гриба образуют гифы – тонкие, часто ветвящиеся нити, в совокупности образующие мицелий или грибницу (субстратный и воздушный мицелии), у дрожжей псевдомицелий, у зигомикот мицелий – ценоцитный (без кл перегородок), у ост септированный (перегородчатый). Мицелий – n, 2n, дикарионтический (2 независ ядра). У низших грибов мицелий отсутствует, гриб состоит из одной разросшейся клетки.

Классификация до конца не установлена. На сегодня выделяют 3 отдела: Настоящие грибы, Оомицеты, Лишайники.

Настоящие грибы (Eumycota) включают следующие классы:

1.Chytridiomycetes - хитридиомицеты

2. Zygomycetes - зигомицеты

3. Ascomycetes - сумчатые

4. Basidiomycetes - базидиальные

5. Deuteromycetes – несовершенные

Класс Хитридиомицеты (Chytridiomycets) - мицелия не имеют; тело представлено голым протопластом. Зооспоры и гаметы одножгутиковые; половой процесс изо-, гетеро-, оогамия. Большинство паразиты пресноводных и морских водорослей, высших водных растений и животных, обитающих в воде; иногда паразитиру­ют на высших наземных растениях, например Olpidium brassicae, вызываю­щий "черную ножку" капустной рассады; Synchytrium endobioticum - причина рака картофеля - вызывает появление на клубнях бугристых нарос­тов, напоминающих губку или молодую цветную капусту.

Класс Зигомицеты (Zygomycets) - имеют хорошо развитый неклеточный мицелий; спорангиоспоры неподвижны; половой процесс - зигогамия.

Представитель - плесневый гриб мукор. Развивается как сапрофит на рас­тительных увлажненных продуктах. Мицелий после прорастания споры пышно развивается, пронизывая субстрат во всех направлениях. От мицелия верти­кально приподнимаются спорангиеносцы, заканчивающиеся шаровидным спорангием. Споры после вскрытия спорангия разносятся токами воздуха и при благоприятных условиях прорастают в новый мицелий - это бесполое раз­множение. Половое размножение осуществляется нитями мицелия от разных особей. На концах мицелиев делятся клетки - гаметангии, сливаются, образует­ся зигоспора с диплоидным ядром. Она разрастается, покрывается твердой шиповатой оболочкой. При прорастании из нее образуется неразветвленная гифа с зародышевым спорангием наверху. Перед образованием спор происхо­дит редукционное деление. Гаплоидные споры дают разнополый гаплоидный мицелий.

Сумчатые грибы (Ascomycetes) - один из крупнейших классов грибов, из­вестно более 30 тыс. видов, что составляет 30% всех известных видов грибов.

Основной признак аскомицетов - образование в результате полового про­цесса сумок, или асков, содержащих фиксированное число аскоспор (обычно 8). Мицелий многоклеточный из многоядерных или одноядерных клеток. На многоклеточном мицелии развиваются женские и мужские половые органы. Женский половой орган - архикарп состоит из аскогона и трихогины (расширенная и узкая часть); мужской половой орган - из одной цилиндри­ческой клетки - антеридия. Кончик антеридия срастается с трихогиной и его содержимое переливается в архикарп. Однако ядра не сливаются, а сближа­ются попарно образуя дикарионную зиготу, которая, прорастая, дает дикарионный мицелий. На нем развиваются выросты - аскогенные гифы. На их концах путем слияния ядер образуются сумки или аски. Затем идет три деления ядра, одно из них редукционное, и в каждой сумке образуется 8 аскоспор. При про­растании они дают гаплоидный мицелий. Следовательно, в цикле развития аскомицетов чередуются 3 стадии:

- длительная гаплоидная, в течение которой происходит бесполое размноже­ние,

- непродолжительная дикарионная (дикарионный мицелий, аскогенные гифы) и очень короткая диплоидная (молодая сумка с диплоидным ядром).

В цикле развития сумчатых грибов большую роль играет бесполое размно­жение. Споры бесполого размножения - конидии- образуются на гаплоидном мицелии на конидиеносцах. Конидиальные спороношения развиваются в пе­риод вегетации грибов и служат для их массового расселения.

Сумки у большинства сумчатых грибов удлиненные, бывают на ножках и си­дячие. Слой сумок называется гимением. Между сумками возникают стериль­ные волоски или нити - парафизы, которые, по-видимому, способствуют раз­брасыванию аскоспор.

Во время роста и ветвления аскогенные гифы обрастают со всех сторон обыкновенными гаплоидными вегетативными гифами и образуют плотное сплетение - плодовое тело.

Для сумчатых грибов характерно 3 типа плодовых тел:

1. Клейстокарпии - округлые, полностью замкнутые плодовые тела. Сумки освобождаются из них только при разрушении оболочки.

2. Перитеции - полузамкнутые плодовые тела, округлые или кувшиновидные с узким отверстием на вершине.

3. Апотеции - широко открытые при созревании плодовые тела, обычно блюдцевидные, дисковидные или шаровидные. На их верхней стороне распо­лагается гимений.

В зависимости от наличия плодовых тел класс аскомицетов разделяется на 2 подкласса: голосумчатые - Hemyascomycetidae и плодосумчатые - Euascomycetidae, Loculoascomycetidae.

К небольшому подклассу голосумчатых грибов относятся примитивные аскомицеты, у которых отсутствуют плодовые тела и сумки развиваются оди­ночно или слоем непосредственно на мицелии. Наиболее распространенный представитель - дрожжевые грибки. Они не образуют типичного мицелия, их вегетативные клетки почкуются или делятся. Аскоспоры образуются в сум­ках, представляющих одиночные клетки.

Тело дрожжей в наиболее простой форме представляет одну клетку, которая имеет все основные структуры, характерные для грибов. Иногда клетки могут объединяться в различные более или менее прочные структуры в виде ложно­го или настоящего мицелия. Размеры одиночных дрожжевых клеток от 1 до 10 мкм. Форма дрожжевой клетки в значительной мере зависит от способа вегетативного размножения. Оно может происходить путем почкования или деления. У некоторых видов дрожжей известен гетерогамный половой процесс.

Дрожжи включают очень большую и разнородную группу организмов. Наи­большее значение для человека имеет род Saccharomyces, который, объединяет как природные виды, так и производственные. Наиболее общим признаком их является способность к активному сбраживанию сахаров с обра­зованием наибольшего, по сравнению с другими дрожжами, количества спирта. Сюда относятся пивные, винные, хлебные дрожжи.

Система плодосумчатых грибов основана, в основном, на строении плодо­вых тел. Для удобства их делят на группы порядков соответственно типу пло­довых тел и сумок.

Группа порядков Пиреномицеты. Плодовые тела перитеции, реже клейстотеции. Наибольший интерес в этой группе представляет порядок спорыньевые или клавицепсовые, представитель - спорынья пурпурная - Claviceps purpurea, паразитирующая на злаках.

Цикл развития спорыньи. В конце лета на колосьях ржи появляются длинные, слегка изогнутые темно-лиловые рожки - склероции. Они состоят из плотного сплетения гиф, заполненных питательными веществами и поте­рявшими воду. Опадая на почву, склероции перезимовывают, а весной из них прорастают красноватые головки на ножках - стромы. Строма - несколько пло­довых тел. В каждой строме образуется аскогон и антеридий, происходит опло­дотворение и образуется дикарионная зигота, из нее - аскогенные гифы с дикарионами. Перед образованием аскоспор происходит слияние ядер и три по­следовательных деления, в результате чего в каждой сумке содержится 8 гаплоидных аскоспор. Будучи выброшенными из сумок, они попадают при по­мощи ветра или насекомых на цветки колосьев, прорастают в мицелий, который внедряется в завязь пестика. Мицелий выделяет сладкую липкую жидкость, так называемую "медвяную росу", привлекающую насекомых. Ми­целий прорывает стенки завязи и развивает множество спор - конидий, кото­рые вместе со сладкой жидкостью прилипают к насекомым и переносятся на здоровые цветки. К концу лета мицелий в опустошенных им завязях начинает уплотняться и образует вновь склероции.

Таким образом, в цикле развития спорыньи прослеживаются типичные для сумчатых грибов стадии: длительная гаплоидная, в течение которой происхо­дит бесполое размножение; непродолжительная дикарионтическая (дикарионный мицелий, аскогенные гифы) и очень короткая диплоидная (молодая сумка с диплоидным ядром).

Склероции спорыньи содержат алкалоиды - эрготамин, эргометрин, эргокриптин и др.

Порядок Плектасковые.Грибы - дерматофиты, обитающие на волосах, ногтях, коже, вызывая дерматомикозы. Представитель - трихофитон. Имеют замкнутое плодовое тело - клейстотеций.

Еще один представитель - эмерицеллопсис почвенный - Emericellopsis terricola - продуцирует цефалоспорин.

Группа порядков Дискомицеты.Плодовые тела - апотеции. Наиболее распространенными являются предста­вители родов строчок - Gyromitra и сморчок - Morchella. По внешнему виду плодовое тело напоминает собой шляпочный гриб, но поверхность его неров­ная с чашевидными углублениями, на ней находится гимений - слой сумок со стерильными нитями - парафизами. Считаются условно патогенными.

Класс Базидиальные грибы - BASIDIOMYCETES. Высшие грибы с многоклеточным мицелием. Известно около 30 тыс. видов. Отличаются от сумчатых тем, что не имеют половых органов. Половой про­цесс осуществляется путем слияния двух вегетативных клеток гаплоидного мицелия, вырастающего из базидиоспоры. При этом происходит слияние ци­топлазмы, а ядра образуют дикарионы, которые затем делятся синхронно. Та­кой дикарионный мицелий, пронизывая субстрат, может существовать дли­тельное время. На концах дикарионных гиф образуются выросты - базидии, на них образуются две-четыре базидиоспоры. У большинства базидиомицетов базидии с базидиоспорами образуются на плодовых телах, сложенных из дикарионного мицелия. Базидии и парафизы составляют гимениальный слой, кото­рый на плодовом теле называется гименофор.

Сумки у сумчатых грибов и базидии отличаются тем, что споры в сумках формируются эндогенно, т.е. внутри сумки, базидиоспоры развиваются экзогенно, на поверхности базидии на тонких выростах. У большинства базидиомицетов базидия остается одноклеточной и называется холобазидией, у неко­торых же происходит деление, и базидия состоит из четырех клеток, на­зывается фрагмобазидией.

---

Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 725; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!