Bryofīti ir ļoti liela augstāko augu grupa, kas sugu skaitā ieņem otro vietu pēc ziedošiem augiem. Sūnas ir pastāvējušas kopš seniem laikiem.
Gandrīz visas sūnas ir daudzgadīgas, zemas - līdz 5-7 cm - lakstaugi, kas dzīvo vietās ar augstu mitruma līmeni, jo to apaugļošanai nepieciešams ūdens. Sūnas ir sakārtotas ļoti vienkārši. Tie sastāv no kāta un lapām; sūnām nav sakņu. Dažkārt sakņu funkciju veic cilmes šūnu izaugumi, ko sauc par rizoīdiem (dzeguzes lini, Marchantia), dažreiz sakņu (sfagnu) nav.
No iekšpuses sūnas sastāv no pamata un fotosintēzes audiem. Sūnām nav citu audu - mehānisko, vadošo, glabājošo, integumentāro.
Sūnu dzīves ciklu raksturo paaudžu maiņa, tas ir, seksuālā (gametofīta) un aseksuālā (sporofīta) stadija aizstāj viena otru. Tomēr atšķirībā no augstākajiem augiem tajos dominē gametofītu stadija. Sporofītiskā forma sūnās nevar pastāvēt neatkarīgi, tā attīstās uz gametofīta, barojas ar to un izskatās kā kastīte ar sporām uz tieva kātiņa.
Sūnas ir divmāju augi, sieviešu un vīriešu reproduktīvās šūnas veidojas uz dažādiem indivīdiem.
Tādējādi sūnu dzīves ciklu var attēlot šādi: Sieviešu un vīriešu haploīdie gametofīti - daudzgadīgi zaļi stublāji ar lapām un dažreiz rizoīdiem, periodiski veidojas to galotnēs (dzeguzes lini) vai sānu zaros (sfagni) dzimumorgāni - anteridijas (vīrieši) un arhegonija (sieviete). Spermatozoīdi ar flagellas veidojas anteridijā, un olas veidojas arhegonijā. Lietus vai spēcīgas rasas laikā spermatozoīdi peld uz arhegoniju un apaugļo olas. (Bez ūdens apaugļošanās sūnās nav iespējama.) Tieši šeit, arhegonijā, uz sievišķā auga veidojas diploīda zigota. No tā caur šūnu dalīšanos veidojas sporofīts - kastīte ar sporām uz plāna kātiņa. Kapsulas iekšpusē ir sporangijs, orgāns, kas ražo sporas (šūnu dalīšanās ceļā caur mejozi). Kad sporas nogatavojas, kapsula atveras, un sporas izbirst un tiek iznestas ar vēju. Nonākot labvēlīgos apstākļos, sporas dīgst. Pirmkārt, no sporas parādās zaļš pavediens - protonema. Uz tā veidojas pumpuri, no kuriem izaug jauni augi, un viss cikls atkārtojas.
Ir divas sūnu klases: lapu sūnas un aknu sūnas.
Lapu augi jo īpaši ietver dzeguzes linus un sfagnus.
Sūnu Kukuškina lini
Kukuškina lini dzīvo mitros skujkoku mežos, veidojot nepārtrauktu zaļu paklāju. Tās kāti, 15-20 cm augsti, ir pārklāti ar cietām, asām lapām un nezarojas. Zem zemes stublāji beidzas ar rhizoīdiem, caur kuriem augi uzņem ūdeni un minerālvielas.
Vīriešu īpatņu augšdaļā veidojas anteridijs, ko ieskauj sarkanbrūnas lapas. Mātīšu augšdaļā ir arhegonijas. Pēc lietus vai rasas kustīgie biflagellate spermatozoīdi izpeld no anteridijām un apaugļo sievišķo augu oliņas. No zigotas izaug sporofīts - kastīte uz gara kāta, pārklāta ar vāku - arhegonija palieka, kurā attīstās sporas. Pēc nogatavināšanas sporas izbirst un no tām izaug jauni augi. Zem zaļā dzeguzes linu paklāja sakrājas ūdens, un teritorija ātri pārpurvojas.
Sfagnu sūnas
Sfagnam nav rizoīdu. Tas absorbē mitrumu pa visu ķermeņa virsmu. No tā kāta stiepjas plāni zari, kas nokaisīti ar mazām lapām, kas nokarājas sānos un veido it kā dakts, pa kuru paceļas ūdens. Sfagnu sūnu tautā sauc par balto sūnu, jo tās stublājs ir pārklāts ar lielām, mirušām, tukšām šūnām, kas piepildītas ar gaisu vai ūdeni. Šīs mucas šūnas piešķir sausajam sfagnam bālganu krāsu.
Arhegonijas un anteridijas sfagnā veidojas uz sānu zariem. Pēc apaugļošanas uz arhegonija veidojas sfērisks sporofīts uz īsa kātiņa.
Sfagnums pastāvīgi aug augšpusē, un tā apakšējās daļas atmirst, bet sadalās ļoti lēni, jo sūnu slānī veidojas skāba vide un pastāvīgi zema temperatūra. Sfagnu nogulsnes veido kūdru.
Aknuzāles
Vēl viens sūnu veids, kas bieži sastopams tropos, ir aknas. Piemērs ir Marchantia. Tam ir ložņu lapai līdzīgs taluss, kas sadalīts divās daļās - apakšējā - galvenajā un augšējā, kas fotosintēzē. Marchantia ir pievienota augsnei ar rizoīdiem.
Kukuškina lini jeb polytrichum ir sūnu veids, kas aug vietās ar augstu mitruma līmeni. Krievijā augs ir plaši izplatīts ziemeļu un centrālajos reģionos. Sūnas dod priekšroku mitrājiem ar daudz saules gaismas.
Dzeguzes linu struktūra
Tumši zaļais kāts izaug līdz 12–17 cm augstumā. Smailajām lineāri-subulātajām lapām nav kātiņu. Stumbra apakšā atrodas rizoīdi - pavedienveidīgi veidojumi, kas piestiprinās pie substrāta un vada barības vielas augu šūnās.
Avots: Depositphotos
Dzeguzes linu sūnas sastāv no vīrišķajiem un sievišķajiem augiem
Primārais kāts atrodas horizontāli pret augsni un tam nav lapu. Sekundārais kāts ir sazarots un pārklāts ar lapu plāksnēm. Lapas, kas atrodas blakus sakneņiem, attīstās zvīņu veidā.
Kāta iekšpusē ir primitīva vadoša sistēma, caur kuru sūnu šūnām tiek nogādāts ūdens un izšķīdušās barības vielas.
Iegarenas augu šūnas ir savienotas pa pāriem. To funkcija ir šķidruma transportēšana un fotosintēze.
Pateicoties blīvajai tekstūrai, dzeguzes lini tiek izmantoti kā starpvainagu izolācija dzīvojamo ēku un saimniecības ēku celtniecībā. Sūnām piemīt diurētiska, dezinficējoša un pretiekaisuma iedarbība, un to izmanto tautas medicīnā. Žāvēto augu iepilda matračos un spilvenos.
Dzeguzes linu sūnu pavairošana
Dzeguzes linu sūnas vairojas aseksuāli un seksuāli. Pēc ziedēšanas sporas tiek veidotas un uzglabātas kastēs, ko sauc par sporangijām. Nogatavojušās sporas nokrīt uz substrāta. Labvēlīgā klimatā tie veido daudzšūnu pavedienus, no kuriem caur pumpuru veidošanos parādās gametofīti - brūni zaļi daudzgadīgi dzinumi ar rizoīdiem. Gametofīts attīstās par pieaugušo neatkarīgu organismu.
Kukuškina lini ir divmāju augs, kas sastāv no vīriešu un sieviešu dzinumiem. Vīriešu stublāju galā, lapu rozetes centrā, veidojas anteridijas, kas satur gametas - spermu. Arhegonijas ar nobriedušām olām veidojas uz sieviešu dzinumiem.
Mēslošanas procesa posmi:
- Lietus sezonā un lielos ūdeņos spermatozoīdi atdalās no anteridijas un pievienojas olšūnai. Rodas savienojums, kas beidzas ar zigotas veidošanos - apaugļotu augu šūnu.
- Pēc 11–13 mēnešiem no zigotas veidojas kastīte - sporogons, kas atrodas uz gara kaila kāta. Tajā attīstās sporas, kuras vēja brāzmas nes 2–5 m.Sporas izdīgst pavedienā - priekšaugā, no kura veidojas pumpuri, kas pāraug sievišķajos un vīrišķajos augos.
Dzeguzes linu vairošanās cikls atspoguļo seksuālās un aseksuālās reprodukcijas maiņu. Sūnas vairojas veģetatīvi. Novietojiet substrāta slāni ar augu mitrā barības vielu vidē, un tas izaugs par blīvu, biezu spilvena formas velēnu.
Kukuškina lini ir daudzgadīgas zaļas sūnas, kas aug purvainos meža apgabalos. Augs vairojas seksuāli un aseksuāli. Nepieciešams apaugļošanas nosacījums ir labvēlīgs klimats.
Kukuškina lini ir augs, kas visbiežāk sastopams Krievijas Federācijas ziemeļu un vidējās zonas mežos. Tam labvēlīgi apstākļi ir vērojami taigas purvainos mežos, purvos un mitrās pļavās. Augs pieder pie lapu stumbra sūnu ģints, pie briofītu nodaļas. Uz planētas ir sastopamas vairāk nekā simts tās šķirņu. Kukuškina lini, kas veido spilvenveida kušķus, bieži sastopami tundrā un kalnu apgabalos. Polytrichum vulgaris (auga otrais nosaukums) ir visizplatītākais NVS valstīs.
Tiek veikta dzeguzes linu aseksuāla pavairošana
vārda izcelsme
Dzeguzes linu struktūra
Attiecīgais augs ir klasificēts kā lapu daudzgadīgs sūnas. Tās izmērs ir liels, stublāja apakšējā daļā ir rizoīdi - primitīvi sakņu analogi. Uz primārā horizontālā kāta nav lapu. Sekundārais kāts var būt vienkāršs vai sazarots. Tas ir stāvs, vidējais garums ir piecpadsmit centimetru robežās. Katrai lapai ir galvenā liela vēna. Kukuškina liniem, kuru struktūra ir diezgan vienkārša, apakšējās lapas ir līdzīgas zvīņveidīgai.
Kāta funkcijas
Šīs auga daļas galvenā loma ir atbalsta. Ne mazāk svarīga ir kāta vadītspēja. Tas darbojas kā saikne starp lapām un sakņu sistēmu. Kāts veic arī dažas sekundāras funkcijas. Starp tiem ir barības vielu piegādes uzturēšana.
Pēc kāda laika gametofīts pārstāj augt. Tad sāk vairoties dzeguzes lini. Lapu rozetes centrā (atrašanās vieta - stublāja augšdaļā) attīstās vīriešu un sieviešu dzimumorgāni. Pirmos pārstāv anteridijas (nosaukums cēlies no grieķu vārda “anteros”, kas nozīmē “ziedošs”), kurā mobilās gametas - spermatozoīdi, kā arī arhegonijas - sieviešu dzimumorgāni, kas ir atbildīgi par stacionāra veidošanos. sieviešu dzimuma gameta - ola, iziet attīstības ciklu.
Vīriešu augiem raksturīga lielāka lapu klātbūtne, dzeltenbrūna krāsa. Sieviešu īpatņiem šādu lapu nav.
Kad iestājas lietains periods vai augsts ūdens daudzums, spermatozoīdi (vīrišķās šūnas) spēj aizpeldēt līdz olšūnai. Rezultātā tie saplūst. Pēc apaugļošanas procesa pabeigšanas parādās zigota (šis vārds cēlies no grieķu valodas “zygotos”, kas tulkojumā nozīmē “savienots”). Šis ir pirmais embriju attīstības posms. Nākamajā gadā no apaugļotas zigotas veidojas kapsula (sporogons), kas atrodas uz diezgan gara kāta bez lapām. Pēc tam kapsula kļūst par vietu sporu attīstībai. Šī dabiskā krātuve ir ļoti trausla. Tas šūpojas pat vieglā vējā. Pēc tam, kad cepurīte nokrīt un sporas izkrīt, tiek novērota zaļa sazarota pavediena - pirmsatsperes - dīgšana. Ņemiet vērā, ka veiksmīgam rezultātam ir nepieciešams, lai sporas nonāk tām labvēlīgā vidē, un tādā gadījumā dzeguzes lini vairosies.
Šāda veida sūnu pavairošana ar veģetatīviem līdzekļiem ļauj ērti iegūt biezu zaļu paklāju jūsu dārzā. Pietiek tikai novietot nelielu sūnu gabalu uz mitras vietas. Tomēr jāņem vērā šī auga spēja pārpurvot savu dzīvotni.
Ja dzeguzes linam noņem lapas, var iegūt elastīgus, cietus pavedienus, ko veido centrālie kāti. Mūsu senči izmantoja šo dabisko materiālu, lai izgatavotu otas un slotas. Pēc izmērcēšanas un izķemmēšanas kāti bija lielisks pamats paklājiņiem, paklājiem, groziem un tumšajiem aizkariem. Zīmīgi, ka agrīnā romiešu forta izrakumos Anglijā tika atrastas no dzeguzes liniem izgatavotu grozu paliekas. Gabali datēti ar 86 AD.
Neparastākā dzeguzes linu izmantošana ir iesals viskija ražošanā.
Kukuškina lini var efektīvi aizsargāt struktūru no aukstuma un mitruma iekļūšanas. Tas, ka sūnas nepūst, tiek augstu novērtēts. Tās novietojums starp guļbūves baļķiem nodrošina dabisko ventilāciju. Šiem nolūkiem sūnas izmanto svaigas. Pirms dabiskās izolācijas ieklāšanas tā rūpīgi jāiztīra no zariem, nūjām, čiekuriem, zāles un citiem ieslēgumiem.
Šis augs pieder pie balto (kūdras) sūnu ģints. Ir identificētas 320 tās sugas. Sfagnu sūnas pārsvarā pārstāv purva sūnas, kas veido blīvus pudurus, kas veido vai nu lielus spilvenus, vai biezus paklājus sfagnu purvos. Bet mitros mežos sfagni ir daudz retāk sastopami. Šis augs atgādina Kukuškina linu ar stāvu kātu, kura augstums sasniedz desmit līdz divdesmit centimetrus. Sfagnu lapas ir vienslāņainas un novietotas uz fasciku formas zariem. Lapās ir daudz ūdens nesējslāņa šūnu ar porām, kas aktīvi absorbē ūdeni. Šis fakts nosaka auga lielāku mitruma spēju. Vietās, kur parādās šīs sūnas, ātri veidojas augstie purvi.
Katru gadu stublāji auga apakšējā daļā nomirst. Tie veido kūdru. Tālāku stublāja augšanu nodrošina apikālie zari.
Kā sfagns ir noderīgs?
Kukuškina lini
Kukuškina lini ir lapu zaļo sūnu ģints no briofītu departamenta. Ir zināms, ka visā Zemē aug apmēram 100 sugu. Spilvenveida kūdras veidā dzeguzes lini ir izplatīti mežos, tundrā, kalnu apvidos, purvos un pļavās un bieži veido blīvu lapotni. Šīs ģints pārstāvji ir iesaistīti augsnes aizsērēšanā un kūdras veidošanā.
NVS valstīs ziemeļu reģionos un centrālajā zonā ir sastopamas aptuveni 10 šīs ģints augu sugas. Visizplatītākā ir dzeguzes lins jeb polytrichum vulgaris. Šie augi ir bagāti ar purvainiem mežiem taigā, slapjiem mežiem un purviem.
Dzeguzes linu struktūra. Šī ir daudzgadīga, diezgan liela izmēra lapu sūna ar sakneņiem stublāja apakšējā daļā (primitīvi sakņu analogi). Primārais horizontālais stublājs attīstās bez lapām. Sekundārais kāts ir stāvs un var būt vienkāršs vai sazarots. Sekundārā stumbra garums ir vidēji 10-15 cm, bet var sasniegt 30-40 cm.Stublāji ir blīvi klāti ar lapām, katrai no tām ir asimilējošas plāksnes un liela galvenā dzīsla augšējā virsmā. Apakšējās lapas uz kāta attīstās zvīņu veidā.
Kāta iekšējā struktūrā izceļas primitīva vadoša sistēma, kuras dēļ pa stublāju pārvietojas ūdens ar izšķīdušām barības vielām. Atsevišķas iegarenas stumbra šūnas, kurām trūkst satura, ir savienotas ar porām, līdzīgi kā augstāko augu traheidām. To mērķis ir transportēt ūdeni.
Dzeguzes linu pavairošana. Šis augs vairojas aseksuāli (dzinumi, sporas) un seksuāli (gametas). Gametofīts ir daudzgadīgs zaļš dzinums ar lapām un rizoīdiem (saknēm līdzīgi veidojumi). Augs ražo daudzas sporas. No katras sporas labvēlīgos apstākļos attīstās dzinums ar īsu mūža ilgumu, kas izskatās kā kastīte (sporangijs) uz kātiņa. Sporu kapsulas struktūra atšķiras no citām lapu sūnām. Augšējā daļā tas ir pārklāts ar vāciņu ar smalkiem matiņiem un izskatās kā lina dzija. Un pašas kastes atgādina uz staba sasalušu dzeguzi. Tas nosaka šīs ģints augu nosaukumu.
Dzeguzes linu nozīme. Lapu specifiskās struktūras un blīvas velēnas veidošanās dēļ izplatība izraisa mitruma uzkrāšanos virspusē un teritorijas aizsērēšanu. Šīs sūnas piedalās arī kūdras veidošanā.
Izveidojiet dzeguzes linu sūnu pavairošanas secību
Dmitrijeva. Pedagoģiskais maratons 2. Varētu teikt, ka šis raksts ir vienkārši veltīts bioloģijas kursu tēmu metodikai, kas saistītas ar augu atražošanas jautājumiem.
Iznākušas no mātes čaumalas, gametas saplūst pa pāriem, veidojot zigotas. Tie kļūst pārklāti ar biezu apvalku un pārziemo. Pavasarī zigota sadalās, kā rezultātā veidojas 4 šūnas - jauni indivīdi. Viss šajā tekstā ir skaidrs un vienkāršs, bet diemžēl nav pilnīgi skaidrs, kas izriet no aprakstītajām hlamidomonas vairošanās iezīmēm.
Ko skolotājs var darīt, lai nesajauktu jēdzienus, lai katra nākamā stunda strādātu, veidojot zināšanu sistēmu par augu pavairošanu, un pats galvenais, lai bioloģijas kurss būtu bērnam loģisks un interesants? Piedāvātā pieeja augu pavairošanas izpētei ir īstenota tālāk aplūkotajos nodarbību fragmentos. Šie piemēri palīdzēs atteikties no nebeidzamā skolotāja stāsta, skaidrojot jaunu materiālu, un iesaistīt skolēnus aktīvajā zināšanu apguves procesā, izmantojot ierastās frontālā darba metodes. Šī pieeja augu vairošanās jautājumu izpētē ir aizgūta no autora programmas N.I. Ar šo kursa struktūru pirmajā studiju gadā (6.klasē) tiek ieviesti bioloģiskie pamatjēdzieni: dzīvo būtņu īpatnības, organiskās organizācijas līmeņi. pasaule, attiecības starp organismu un vidi. Tas ļauj mums ap tiem koncentrēt īpašus jēdzienus un uzskatīt faktu materiālu par īpašu vispārīgu likumu gadījumu.
Visas nodarbības notiek, izmantojot datorprezentācijas. Diemžēl šajā rakstā redzamie attēli atspoguļo tikai slaida galīgo saturu. Reāllaikā informācijas parādīšanas process ekrānā atgādina skolotāja soli pa solim darbu uz tāfeles. Tas ļauj apvienot diskusiju procesus un pētāmās informācijas daļas konstruēšanu.
Labāk ir nostiprināt zināšanas par augu dzīves ciklu un parādīt, kā darbojas vispārējais modelis, izmantojot dzeguzes linu un papardes dzīves ciklu piemēru. Skolotājs saka: "Dzeguzes lins ir divmāju augs." Šajā nodarbības posmā ir svarīgi noteikt, ka ola atrodas sievišķā auga augšdaļā un, tā kā tā ir nekustīga, tur atradīsies iegūtā zigota. Tas nozīmē, ka bezdzimuma paaudze var augt tikai sievišķā auga virsotnē.
Visi priekšdarbi ir pabeigti. Studenti ir gatavi patstāvīgi izprast sūnu dzīves cikla īpatnības. Nākamajā slaidā ir iekļauts viņiem zināmo augu dzīves cikls un karikatūra. Pēc pirmās apskates varat jautāt studentiem, kur tas sākas dzīves ciklā. Tālāk apspriežam filmas fragmentā redzēto.
Prezentācija ļauj diskusijas laikā palaist filmas fragmentu. Kolonna “paparde” šajā posmā paliek tukša. Vienlaikus tika izmantoti dažādi darba veidi, ieviests princips “atkārtošana ir mācīšanās māte”, un, kas būtiski, skolotājs organizēja skolēnu darbu jaunu zināšanu apguvei.
Konkrēts sūnu dzīves cikla gadījums tiek analizēts, pamatojoties uz vispārēju modeli. Bērni aktīvi iesaistās mācību procesā, nevis pasīvi klausās skolotāja paskaidrojumus. Lai stimulētu izziņas darbību, nākamā nodarbības posma nosaukums bērniem tiek slēpts. Slaida nosaukums parādīsies pēc diskusijas par filmas klipu, kurā palēninājumā parādīta jaunas papardes lapas augšana. Noskatieties filmas klipu un pastāstiet man, kura augu grupa tiks apspriesta nākamajā nodarbībā? Šī jautājuma rindkopas saturs aprobežojas tikai ar vienu teikumu: "Paaudžu maiņa notiek arī papardēs."
Pietiekami. Vai tas ir paredzēts papardes vairošanās procesa izpētei? Izrādās. pietiekami, jo mācību grāmatā ir dzīves cikla zīmējums, un augu dzīves cikls tika apspriests iepriekšējos nodarbības posmos.
Skolotājs piedāvā īpašus un vispārīgus gadījumus, un, lai bērniem, strādājot ar diviem informācijas avotiem, acis neklīstu, prezentācijas ekrānā parādās mācību grāmatas lapas fragments. Izmantosim attēlu, lai atrastu papardes seksuālās un aseksuālās paaudzes.
Lielākajai daļai paparžu lapiņas ir stipri sadalītas un aug no to virsotnes. Jaunas, vēl neizplaukušas lapas ir savītas kā gliemezis. Ja vasarā paskatās uz plaukstas apakšpusi, var redzēt mazus brūnus bumbuļus. Tās ir sporangiju grupas – veidojumi, kuros nobriest sporas. Visas papardes daļas izaug no sakneņa, tāpēc sauksim papardes aseksuālo paaudzi par sakneņu augu.
Svarīgi ir arī tas, ka darbs ar attēlu no mācību grāmatas ļauj iegūt nepieciešamo informāciju. Jebkuram attēlam mācību grāmatā ir informatīva vērtība. Tas ir atšķirīgs informācijas pasniegšanas veids, un studentiem arī jāmāca ar to strādāt. Nodarbības beigās no aizpildītās tabulas tiek izdarīts secinājums. Plānojums šai 7. klases kursa daļai varētu būt šāds.
Kukuškina lini: struktūra un reprodukcija
Saulei liela nozīme
Kukuškina lini ļoti mīl gaismu. Tāpēc tumšajos egļu mežos, pat ja augsne tur ir mitra un auglīga, tās augšana un attīstība būs ierobežota. Ar pietiekami daudz saules gaismas augs strauji izstiepjas, aktīvi uzņemot jaunas platības un pārklājot augsni ar blīvu paklāju. Zeme zem dzeguzes liniem izžūst daudz lēnāk, tāpēc tās augšana pamazām noved pie teritorijas pārpurvošanās.
Apraksts
Aprakstītajam augam ir taisni brūnganas krāsas stublāji. Viņiem ir mazas tumši zaļas lapas, kas miniatūrā atgādina linu. Bet kastes, kas parādās uz sievišķajiem augiem, izraisa asociācijas ar dzeguzi, kas uzsēdusies uz sava veida staba.
Reprodukcija un attīstība
Augs vairojas šādos veidos: seksuāli (gametas) un aseksuāli (sporas, dzinumi). Viņi mainās.
Kā tieši dzeguzes linu augs vairojas? Sporas, ko augs ražo, atrodas sporangijā (kastē) uz kātiņa. Pēc nogatavināšanas tie izplūst no šīs dabiskās krātuves. Labvēlīgos apstākļos sporas veido daudzšūnu pavedienu, un no tā, savukārt, parādās vairāki gametofīti (tas notiek pumpuru veidošanās laikā). Gametofīts ir zaļš daudzgadīgs dzinums, kuram ir lapas un rizoīdi (saknēm līdzīgi veidojumi). Pēdējie ņem sāļus un jodu no augsnes. Lapu šūnas nodrošina visu pārējo nepieciešamo vielu sintēzi. Pamatojoties uz to, var apgalvot, ka gametofīts ir neatkarīgs organisms.
Uz priekšpumpuriem veidojas pumpuri, no kuriem parādās auga sieviešu un vīriešu īpatņi. Tādējādi redzams, ka sūnu attīstības dzīves cikls ietver secīgu aseksuālu un seksuālu paaudžu maiņu. Evolūcijas laikā šī īpašība tika izstrādāta daudzos augos, tostarp dzeguzes linos.
Izmanto dažādiem mērķiem
Iepriekš dzeguzes linu plaši izmantoja karotāju un ceļotāju apmetņu ražošanā. Iegūtie apģērba gabali bija īpaši izturīgi. Turklāt tiem bija dekoratīva vērtība.
Dziednieki iesaka izmantot šāda veida sūnas, lai aktivizētu gremošanas sistēmu, likvidētu kuņģa kolikas un izšķīdinātu nierēs un žultsakmeņus.
Kukuškina lini, kuru struktūra ļauj to izmantot dārzkopībā dekoratīviem nolūkiem, pozitīvi ietekmē augsni. Tātad šis augs spēj normalizēt augsnes skābumu ne vairāk kā divās sezonās. Pēc tam visus dārza augus var veiksmīgi audzēt uz atjaunotās augsnes. Sūnu atmirušās daļas kalpos kā lielisks mēslojums.
Dabiskā izolācija
Sfagnu sūnas
Ņemiet vērā, ka sfagnim ir liela nozīme purvu veidošanā un pastāvēšanā. Kā minēts iepriekš, sūnu mirušās vietas veido kūdras nogulsnes. Kūdras veidošanās iespējama stagnējošas ūdens aizsērēšanas, skābas vides nodrošināšanas ar sūnām un skābekļa trūkuma dēļ. Šajos apstākļos puves procesi nenotiek un sfagni nesadalās. Kūdra ir vērtīgs produkts, no kura iegūst vasku, amonjaku, parafīnu, spirtu u.c.. Plaši izmanto medicīnas praksē un celtniecībā. Sūnas darbojas kā biodegviela un efektīvs mēslojums.
Daudzas tradicionālās un oficiālās medicīnas receptes ietver šo komponentu. Un tas viss tāpēc, ka sfagnu sūnas ir lielisks antiseptisks un uzticams pārsēja materiāls. Tas palīdz dziedēt strutainas brūces, jo spēj absorbēt lielu daudzumu mitruma. Šajā rādītājā sfagnums ir pārāks par labākajām absorbējošās vilnas šķirnēm. Šīs sūnas spēj radīt baktericīdu iedarbību, pateicoties sfagnolam – īpašai fenolam līdzīgai vielai, kas kavē E. coli, Vibrio cholerae, Staphylococcus aureus, Salmonella un dažu citu patogēno mikroorganismu attīstību un dzīvībai svarīgo aktivitāti.
Puķu audzētāji aktīvi izmanto sfagnu sūnas, lai audzētu istabas augus. Tā ir substrāta sastāvdaļa, mulčas slānis vai veic drenāžas funkcijas. Sūnām nav daudz barības vielu, taču tās piešķir augsnei nepieciešamo irdenumu. Lieliskā sfagnu higroskopiskums izskaidro tā spēju vienmērīgi sadalīt mitrumu. Sfagnola klātbūtne nosaka aprakstītā sūnu veida baktericīdās īpašības, kas ļauj efektīvi kopt galvenā auga saknes, novēršot slimību attīstību un sabrukšanu.
Patiesībā tā nav taisnība. Es sniegšu piemēru no mācību grāmatas vienai no autores koncentriskās bioloģijas kursa rindām (manuprāt, veiksmīgākā). Tas attiecas uz Chlamydomonas reprodukciju. Zoosporas aug un sasniedz mātes šūnas izmēru. Kad kļūst vēsāks vai izžūst ūdenstilpēs un citos nelabvēlīgos apstākļos, Chlamydomonas ražo biflagellate dzimumšūnas - gametas.
Tad mācību grāmatā konsekventi aprakstīta spirogiras, ulotriksas, sfagnu, dzeguzes linu, papardes, ģimnosēkļu pavairošana, izmantojot priedes piemēru, un beidzas ar segsēklu pavairošanu. Viss materiāls tiek pasniegts pieejamā veidā, taču diemžēl tas nestrādā skolēna attīstībai un pārvērš bioloģiju par aprakstošu zinātni, neparādot tās loģisko skaistumu un iekšējās attiecības.
Nosakiet pareizu DNS vīrusu reprodukcijas posmu secību. Nosakiet dzeguzes linu sūnu attīstības posmu secību, sākot ar sporu dīgšanu. Kūdras sūnu sauc: 1- dzeguzes lins 2- sfagnum 3- vīriešu vairogsūns 4- aknu sūna. Nosakiet dzeguzes linu sūnu vairošanās posmu secību. B) pieaugušais gametofītu augs. Sfagnums atšķiras no dzeguzes liniem ar to, ka nav: a) lapu. Nepieciešams sūnu vairošanās nosacījums ir: a) gaismas klātbūtne. Nosakiet sūnu dzīves cikla posmu secību, sākot ar sporu.
Pēc tam vispārīgie bioloģiskie jēdzieni tiek koncentrēti dzīvo būtņu daudzveidības izpētē 7. klasē, cilvēku 8. klasē, bet 9. klasē tie tiek vispārināti augstākā līmenī kursā “Dzīvo būtņu vispārīgie modeļi”. Tas viss ļauj mērķtiecīgi attīstīt domāšanu. Svarīgi ir arī tas, ka, īstenojot šo kursu, studenti ne tikai veido zināšanu sistēmu par bioloģiskajiem procesiem un parādībām, bet arī attīsta prasmes un iemaņas, piemēram, spēju salīdzināt, analizēt un izcelt galveno. 6. klasē tēma “Vairošanās” ietver šādas mācību stundas. Aseksuāla vairošanās."
Nodarbība ir balstīta uz skaidrību, bet nedod bērniem gatavus risinājumus, ļaujot pašiem tos atrast. Nodarbība “Augu seksuālā pavairošana” Dzīves cikls ir pirmais jēdziens, ko skolotājs ievieš stundā. Dzīves cikls ir attīstības posmu secība, caur kuru noteiktas sugas pārstāvji pāriet no vienas paaudzes zigotas uz nākamās paaudzes zigotu. Prezentācijas slaidā vispirms tiek atvērts centrālais aplis. Tālāk tiek apspriests, kāpēc šī konkrētā ģeometriskā figūra tiek izmantota dzīves cikla attēlošanai (nav sākuma un beigu).
Atkārtošanas posmā tiek atjaunināta tieši tā informācija, kas noderēs, apspriežot jaunu tēmu. Šajā posmā tiek apspriesti šādi jautājumi. Dabiski, ka 6. klasē no bērniem nevajadzētu prasīt iegaumēt šo divu procesu posmus.
Uzdevumi, kuros jāstrādā ar reālu objektu fotogrāfijām, patiešām atdzīvina nodarbību. Nākamais slaids iesaka tieši šādu darbu. Bērni tika aicināti sakārtot attēlus pareizā secībā. Šis vienkāršais uzdevums ļauj apvienot praksi un teoriju. Nākamais nodarbības solis ir aplūkot augu dzīves ciklu.
Varat iet pa vienkāršo ceļu un dot studentiem gatavu risinājumu vai arī mēģināt kopīgi noformēt augu dzīves ciklu. Šī darba sākumpunkts būs šādi noteikumi (puiši tos pieraksta piezīmju grāmatiņā). Dzīves cikls secīgi parādās nākamajā prezentācijas slaidā, kur katrs elements tiek parādīts tikai pēc jautājuma apspriešanas. 6. klases mācību grāmatā ir aprakstīti Chlamydomonas, Spirogyra un dzeguzes linu dzīves cikli. Pirmos divus piemērus nodarbībā nevajadzētu aplūkot, jo
Lai to izdarītu, atcerēsimies, kā seksuālā paaudze vairojas? Lai atvieglotu meklēšanas procesu, katrs aplūkotais dzīves cikla posms attēlā tiek nokrāsots, nospiežot peles kreiso pogu noteiktā krāsā, tas pats notiek augu dzīves cikla diagrammā: violeta - gametas, rozā - dzimumdzimšana, zila - aseksuāla paaudze, zaļās - sporas. Diskusijas vadīšanai var izmantot šādus jautājumus. Pēdējais jautājums skolēniem rada zināmas grūtības: kā nosaukt papardes aseksuālo paaudzi? Jāņem vērā papardes bezdzimuma paaudzes struktūra. Atcerieties, kas ir sakneņi. Rhizome ir pazemes dzinums.
No sakneņiem aug arī papardes lapas. Papardes lapām ir īpaša struktūra, un tos sauc par fronds.
Nākamajā slaidā ir skolēniem zināmo augu dzīves cikls un multfilma. Filmas fragmentu labāk noskatīties divas reizes.
Pēc pirmās apskates varat pajautāt skolēniem, kur sākas dzīves cikls, un pārrunāt filmas klipā redzēto. Prezentācija ļauj diskusijas laikā palaist filmas fragmentu. Tādējādi nodarbībā tiek atkārtots arī papardes dzīves cikls.
Nodarbība. Divdīgļlapu šķirne." No šīs plānošanas ir skaidrs, ka tikai daļu no nodarbības var veltīt augu pavairošanai.
Tāpēc zemāk tiks parādīti tikai nodarbību fragmenti. Nodarbības fragments. Tāpēc ir jāatceras augu dzīves cikls. Atkārtošanas tehnika ir līdzīga tai, kas tika apspriesta iepriekš 6. klases stundu pierakstos. Prezentācijas slaidā dzīves cikls parādās secīgi, katrs elements tiek parādīts tikai pēc jautājuma apspriešanas.?
Pēc tam skolotājs, nekomentējot, ekrānā pa daļām parāda Chlamydomonas seksuālās vairošanās diagrammu un lūdz skolēnus sastādīt stāstu saskaņā ar šo diagrammu. Pēc tam tiek apspriesti apstākļi, kādos notiek Chlamydomonas seksuālā vairošanās. Raksturīgi, ka skolēnu atbildes uz viņiem jaunu materiālu bieži vien atgādina raksta sākumā sniegto mācību grāmatas fragmentu. Labvēlīgos apstākļos Chlamydomonas vairojas aseksuāli.
Diskusijas laikā skolēniem jāpievērš uzmanība šādiem punktiem. Spirogyra seksuālās reprodukcijas laikā divi pavedieni atrodas paralēli viens otram.
Kas ir sūnas? Sūnu uzbūve, vairošanās, veidi, to nozīme un izmantošana
Lai saprastu, kas ir sūnas, jums ir jāizpēta vecākā augu grupa. Šī grupa ir augstākā tipa, izolēta un daudzskaitlīga. Mūsdienās uz visas planētas ir gandrīz 30 tūkstoši sūnu šķirņu.
Klasifikācija
Botāniķi ir atklājuši un izpētījuši visas zināmās bryofītu sugas, kuru klasifikācija balstās uz atšķirībām morfoloģiskajā struktūrā, izplatības metodēs un sporu kapsulu struktūrā. Briofītu nodaļu nosacīti var iedalīt šādās klasēs: lapkoku, aknu un anthocerotiskās sūnas.
Lapu sūnas
Aknu sūnas
Kas ir aknu sūnas (aknu kārpiņas)? To skaits ir aptuveni 8,5 tūkstoši sugu, un tie ir sadalīti divās apakšklasēs: Marchantia un Jungermannian aknas. Dominējošā dzīvotspējas stadija ir gametofīts. Ārēji augs atgādina saplacinātu “stublāju” ar lapām, kas sakārtotas gareniski. Tas vairojas ar sporām, izmantojot elateri (speciālu atsperi). Aknuzāles ir izplatītas tropiskā un vidēji mitrā klimatā. Tipiski pārstāvji: blepharostroma pilosa, marchantia polymorpha, barbilofosia lycophyte, ptilidium ciliata.
Antocerotiskās sūnas
Kas ir antocerotiskās sūnas? Eksperti šo sūnu klasi bieži uzskata par aknu sūnu apakšklasi. Tas ietver gandrīz 300 sugas.
Dzīves ciklā dominē sporofīta stadija. Ārēji augs izskatās kā rozetei līdzīgs vai daivains taluss. Šīs sūnas ir sastopamas mitrā mērenā un tropiskā klimatā. Klases pārstāvis ir Antoceros.
Sūnu vispārīgās īpašības
Tātad, kas ir sūnas? Tie ir zemi augoši augi, kuru augstums var svārstīties no 1 mm līdz 60 centimetriem. Tie aug uz koku stumbriem, uz māju sienām, uz zemes, saldūdens tilpnēs un purvos. Sāls nepanesības dēļ augi nav sastopami jūrās vai sāļās augsnēs. Visbiežāk sūnu uzbūve ir ļoti vienkārša – stublāji un lapas. Bet attiecīgajiem augiem vispār nav sakņu. Tie absorbē ūdeni un barības vielas caur rhizoīdiem vai visu ķermeni. Pielāgošanās sauszemes eksistencei izraisīja integumentāru un mehānisku audu parādīšanos sūnās, kā arī jaunas šūnas, kas veic vadošu funkciju. Augs ir daudzgadīgs, visbiežāk maza izmēra (tikai dažus mm augsts), retāk liels (līdz 60 cm). Tās ķermenis izskatās kā taluss (anthocerotes vai atsevišķas aknu zāles) vai ir sadalīts “stumbrā” un “lapās”. Piestiprināšanos pie substrāta un ūdens uzsūkšanos veic šūnu izaugumi, tā sauktie rizoīdi (tiem, kā likums, nav vadošas sistēmas).
Sfagnu sūnu struktūra arī nav īpaši sarežģīta. Tās ir lielas gaiši zaļas vai nedaudz sarkanīgas jakas. Tiem ir stāvi “stublāji”, ar ķekaros sakārtotiem lapu “zariem”. Sūnu stublājs bez sakneņiem ir stāvs (pamazām mirst no apakšas), vairākās rindās lapots, ar daudziem lapu sānu veidojumiem, kas sakrājas stumbra augšdaļā blīvā galviņā. Visā pārējā stublāja daļā zari tiek savākti ķekaros. Pēdējie sastāv no 3-13 zariem, kas karājas uz leju un atrodas attālumā no kāta. Augšpusē “zari” ir saīsināti un savākti blīvā galvā. Bezkrāsainas, ūdens nesējslāņa šūnas ar porām veido “stumbra” ārējo slāni.
Sfagnu viena slāņa “lapās” ir divu veidu šūnas: fotosintētiskās un ūdens nesējslāņa šūnas. Pirmie ir tārpveida un satur hloroplastus, kas atrodas starp ūdens nesējslāņa šūnām. Ir daudz šādu šūnu, kas ļauj sfagnu sūnām absorbēt lielu ūdens daudzumu. Sphagnum sporophyte ir apaļas formas kastīte, kurā parādās sporas, ar vāku. Kad sporas nogatavojas, kastes iekšpusē palielinās spiediens, kā rezultātā atveras vāks un nogatavojušās sporas tiek izmestas ārā. Šis process notiek siltā laikā, lai labāk izplatītos sporas.
Kas ir zaļās sūnas? Viens no viņu spilgtākajiem pārstāvjiem ir dzeguzes lins. Tās "stublājs" ir pārklāts ar cietām, tumši zaļām īlenveida "lapām". Tai ir sakneņi un izaug līdz 30-40 cm.Sūnu lapas ir atstarotas un stāvas, ar iegarenu plēvveida apvalku un dzīslu, kas izvirzīta no virsotnes. "Stublā" ir primitīva vadīšanas sistēma un divmāju gametofīti. “Stublu” virsotne beidzas ar anteridiju un arhegoniju. Pēc apaugļošanas zigota pārvēršas par sporofītu, kas ir kastīte uz gara kāta, lai tajā nobriestu haploīdās sporas. Kastīte ir pārklāta ar krītošu vāciņu ar plāniem, nokareniem matiņiem, līdzīgi kā linu dzijai. Sūnu kaste ir sadalīta vāciņā, kaklā un urnā. Kastes iekšpusē ir “paslēpta” kolonna, kas piepildīta ar neauglīgām šūnām. Sporangijs atrodas ap kolonnu. Urna un operkula robežojas ar gredzenu, kas sastāv no šūnām ar sabiezētām sienām. Šis gredzens ir atbildīgs par urnas nomešanu un atdalīšanu no vāka.
Sūnu pavairošanas metodes
Seksuālā paaudze augu dzīves ciklā dominē pār aseksuālo paaudzi. Sūnu reproduktīvie orgāni veidojas tieši uz tās ķermeņa. Tās ir iepriekš minētās arhegonijas un anteridijas. Arhegonijas ir atbildīgas par vienas nekustīgas sieviešu dzimumšūnas veidošanos un attīstību, un anteridijas ir atbildīgas par daudzām vīriešu dzimuma gametām. Apaugļotajā sieviešu dzimuma gametā (stāvoklis ir ūdens klātbūtne) sāk attīstīties sūnu aseksuālā paaudze - sporofīts. Šī ir sava veida kastīte uz kājas, kas piestiprināta pie sūnu korpusa. Tajā ir daudz sporu, kas labvēlīgos apstākļos var dīgt, veidojot jaunu augu. Dažas sugas spēj vairoties veģetatīvi. Šajā gadījumā taluss tiek atdalīts no pieaugušā organisma, kas ir piestiprināts augam tiešā tuvumā, un sāk patstāvīgu eksistenci un vairošanos.
Sūnu izplatība
Sūnas un to nozīme
Sūnu nozīme dabā ir milzīga. Pirmkārt, pateicoties šiem augu pasaules pārstāvjiem, tiek regulēts ainavas ūdens bilance, jo tie spēj tallos uzkrāt lielas mitruma rezerves. Otrkārt, sūnu augs rada īpašu biocenozi, īpaši vietās, kur tas pilnībā pārklāj augsni. Turklāt šai grupai piemīt spēja uzkrāt un saglabāt starojumu. Liela ir arī sūnu nozīme dzīvniekiem, jo dažiem indivīdiem bryofīti ir galvenais barības veids. Un šim augam ir arī svarīga loma cilvēka dzīvē. Tādējādi daudzi veidi tiek efektīvi izmantoti farmakoloģijā. Un kūdru, kas veidojas pēc sūnu bojāejas, izmanto kā degvielu.
Lekcija 14. Reprodukcijas formas: mitoze
Lekcija 14. Reprodukcijas formas. Mitoze
Reprodukcija ir vissvarīgākā dzīvo organismu īpašība vairoties pašiem, kuras būtība ir ģenētiskā materiāla, iedzimtas informācijas nodošana pēcnācējiem. Ir divas galvenās vairošanās metodes - aseksuālā un seksuālā; ar aseksuālu vairošanos meitas organismi pārmanto tikai viena vecāka īpašības, seksuālās vairošanās gadījumā - parasti no diviem vecākiem.
Aseksuāla reprodukcija tiek veikta, piedaloties tikai vienam vecākam indivīdam, un tas notiek bez gametu veidošanās un saplūšanas (un bez iedzimtas informācijas saplūšanas nevienā citā sugā). Bieži tiek pieļauta kļūda, ja tiek uzskatīts, ka bezdzimuma vairošanās laikā pēcnācēji veidojas tikai mitozes ceļā un vienmēr ir ģenētiski identiski mātes organismam. Tas nepavisam neatbilst patiesībai, daudzu organismu grupu aseksuāla vairošanās ir saistīta ar mejozi un, kā redzēsim vēlāk, mejozes rezultātā notiek ģenētiskā materiāla rekombinācija un mejozes rezultātā izveidotās šūnas vienmēr ir ģenētiski nevienlīdzīgas. . Apskatīsim galvenās aseksuālās vairošanās formas.
Divīzija- vienšūnu organismiem raksturīga aseksuālās pavairošanas metode, kurā māte tiek sadalīta divās vai vairākās meitas šūnās.
Vienšūnu eikariotos tā ir mitotiskā binārā dalīšanās(vienšūnu aļģes, vienšūnu aļģes) vai daudzkārtēja skaldīšanās jeb šizogonija(malārijas plazmodijs, tripanosomas). Binārās dalīšanās laikā kodols sadalās mitotiski un veidojas divas ģenētiski līdzvērtīgas šūnas, šizogonijas laikā kodols vispirms tiek atkārtoti sadalīts mitozes ceļā, pēc tam katru no meitas kodoliem ieskauj citoplazma, un veidojas vairāki neatkarīgi organismi.
Prokariotos mitozes, kas ir šūnu dalīšanās forma, nav. Reprodukcija notiek, pateicoties īpašam šūnu dalīšanās mehānismam, kurā mitotiskais aparāts neveidojas - nav šūnu centru, nav vārpstu, un nenotiek hromosomu spiralizācija. Notiek apļveida DNS replikācija, mezosomas veidošanās dēļ šūna tiek sadalīta divās daļās, no kurām katra satur meitas DNS molekulas.
Rīsi. Aseksuālās reprodukcijas formas:
1 – ciliātu binārā dalīšanās; 2 – tripanosomu šizogonija; 3 – hidra budding; 4 – anelīdu sadrumstalotība; 5 – elodejas veģetatīvā pavairošana; 6 – vairošanās ar sporām dzeguzes linos.
Budding- aseksuālās pavairošanas metode, kurā jauni indivīdi tiek veidoti izaugumu veidā uz mātes indivīda ķermeņa. Dīgšana notiek daudzšūnu un vienšūnu organismos (raugs), eikariotos un prokariotos (baktērijas). Meitas indivīdi var atdalīties no mātes un pāriet uz neatkarīgu dzīvesveidu (hidra, raugs), vai arī tās var palikt tam piesaistītas, šajā gadījumā veidojot kolonijas (koraļļu polipus).
Sadrumstalotība– aseksuālās pavairošanas metode, kurā no fragmentiem (daļām), kuros sadalās mātes indivīds, tiek veidoti jauni īpatņi (daudzcilpu annelīdi, spirogyra). Turklāt tā nav tikai spēja atjaunot ķermeņa bojājumu rezultātā zaudētās ķermeņa daļas, bet ģenētiski ieprogrammēts process. Sadrumstalotības pamatā ir organismu spēja atjaunoties.
Poliembrionija- bezdzimuma pavairošanas metode, kurā jauni indivīdi veidojas pēc zigotas veidošanās, kad indivīda attīstība jau ir sākusies. Pēc pirmās dalīšanas no zigotas veidojas divi blastomēri, kas atdalās viens no otra un rada divus neatkarīgus embrijus. Tādā veidā veidojas monozigotiskie dvīņi ar vienādiem genotipiem, monozigotisko dvīņu skaits var būt diezgan liels, piemēram, ihneumonīdiem (hymenoptera) no ģints. Litomastiks no vienas zigotas veidojas līdz 3000 kāpuriem, bruņnesim - 7-9 embriji, cilvēkam iespējams dzemdēt 2-5 monozigotus dvīņus.
Veģetatīvā pavairošana- aseksuālās pavairošanas metode, kurā jaunus īpatņus veido vai nu no mātes indivīda veģetatīvā ķermeņa daļām, vai no īpašām struktūrām (sakneņiem, bumbuļiem utt.), kas īpaši paredzētas šai vairošanās formai. Veģetatīvā pavairošana ir raksturīga daudzām augu grupām un tiek izmantota dārzkopībā, dārzeņkopībā un augu selekcijā (mākslīgā veģetatīvā pavairošana).
Veģetatīvs orgāns.
Augu seksuālā pavairošana
Dzīva organisma dzīvības darbība nav iespējama bez vairošanās. Reprodukcijas rezultātā pieaug īpatņu skaits augu pasaulē. Ir trīs augu pavairošanas veidi - veģetatīvi, aseksuāli un seksuāli.
Ar veģetatīvās pavairošanas metodi no augu veģetatīvo orgānu daļas, t.i., lapas, stumbra vai saknes, veidojas jauns auga indivīds.
Dažreiz jauns indivīds pat rodas no viena vai otra auga veģetatīvā orgāna vienas šūnas.
Augu aseksuālās vairošanās laikā veidojas īpašas šūnas (sporas), no kurām tieši izaug jauni patstāvīgi dzīvojoši indivīdi, līdzīgi kā māte. Šāda vairošanās ir raksturīga dažām aļģēm un sēnēm (skat. rakstu “Sēnes”).
Seksuālā reprodukcija būtiski atšķiras no veģetatīvās un aseksuālās. Seksuālais process augu pasaulē ir ārkārtīgi daudzveidīgs un bieži vien ļoti sarežģīts, bet būtībā ir saistīts ar divu dzimumšūnu (gametu) saplūšanu - vīrišķo un mātīti.
Gametes rodas noteiktās augu šūnās vai orgānos. Dažos gadījumos gametas ir identiskas pēc izmēra un formas, un abām ir mobilitāte flagellas klātbūtnes dēļ (izogāmija); dažreiz tie nedaudz atšķiras viens no otra pēc izmēra (heterogāmija). Bet biežāk - ar tā saukto oogamiju - gametu izmēri krasi atšķiras: vīrišķā gameta, ko sauc par spermu, ir maza un kustīga, bet mātīte - olšūna - ir nekustīga un liela.
Ha-mets saplūšanas procesu sauc par apaugļošanu. Gametes kodolā ir viens hromosomu komplekts, un šūnā, kas veidojas pēc gametu saplūšanas, ko sauc par zigotu, hromosomu skaits dubultojas. Zigota dīgst un rada jaunu individuālu augu.
Augos noteiktā laikā un noteiktā attīstības stadijā notiek dzimumprocess, kura laikā augs var vairoties arī aseksuāli (ar sporu veidošanos) un veģetatīvi.
Seksuālā vairošanās augu pasaulē radās evolūcijas procesā. Baktērijām un zilaļģēm to vēl nav. Lielākajā daļā aļģu un sēņu, kā arī visos augstākajos sauszemes augos dzimumprocess ir skaidri izteikts.
Seksuālā vairošanās organismam ir ļoti svarīga, jo, pateicoties tēva un mātes šūnu saplūšanai, rodas jauns organisms. Tam ir lielāka mainība un tas ir labāk pielāgots vides apstākļiem.
Visvienkāršāko dzimumvairošanās procesu var novērot vienšūnu aļģēs, piemēram, hlamidomonādos.
Chlamydomonas vairojas gan aseksuāli, gan seksuāli. Aseksuālās reprodukcijas laikā Chlamydomonas zaudē karogs un sadalās 2, 4 vai 8 gametās. Katrs no tiem ir aprīkots ar diviem flagellas.
Seksuālās reprodukcijas laikā Chlamydomonas šūnas saturs tiek sadalīts, veidojot ievērojami lielāku skaitu (32 vai pat 64) gametas. Tad mātes šūnas apvalks izlaužas, un gametas, kurām katrai ir divas flagellas, iznāk ūdenī, peld, salīp kopā ar degunu, kur atrodas flagellas, un, visbeidzot, pilnībā saplūst viena ar otru. Lielākajā daļā hlamidomonu ir grūti atšķirt, kuras gametas ir vīriešu kārtas un kuras ir sievietes. Tie ir vienādi gan pēc formas, gan pēc mobilitātes.
Tomēr ir dažas hlamidomonas sugas, kas veido nekustīgas lielas sieviešu dzimumšūnas (olas), un citi indivīdi veido mazas, kustīgas vīriešu dzimuma gametas (spermatozoīdus). Pēc gametu saplūšanas flagellas izzūd, veidojas zigota, kas uzreiz tiek pārklāta ar membrānu.
Pēc nelielas atpūtas zigota uzdīgst. Tās kodola pirmais dalījums ir reducējošs (redukcijas dalījums ir īpašs kodola dalījums, kurā hromosomu skaits šūnā tiek samazināts uz pusi).
Katra kodola otrās dalīšanas rezultātā veidojas 4 šūnas ar vienu hromosomu komplektu to kodolos. Zigotas apvalks pārsprāgst, un jaunas šūnas iznāk ūdenī un peld, šim nolūkam izmantojot abus karogus. Sasniedzot mātes šūnas izmēru, viņi atkal var vairoties aseksuāli un seksuāli. Laikposmu no gametas parādīšanās līdz jaunu gametu izveidošanai sauc par augu attīstības ciklu.
Dažās daudzšūnu aļģēs abas dzimumšūnas ir nekustīgas. Tādējādi Spirogyrā dzimumprocesa laikā vienas šūnas saturs pārplūst citā, kur to protoplazma un kodoli saplūst un veidojas zigota. Citām daudzšūnu aļģēm, īpaši brūnajām un sarkanajām aļģēm, seksuālās vairošanās process ir sarežģītāks.
Šis process sauszemes augos ir ļoti daudzveidīgs, un tam ir savas īpatnības sūnās, papardēs, ģimnosēkļos, piemēram, skujkokos, kā arī ziedos.
Saistībā ar izcelšanos no ūdens uz zemi sūnas, papardes, kosas, sūnas un sēklaugi ir kļuvuši daudz sarežģītāki gan savā struktūrā, gan vairošanās procesā. Viņiem, tāpat kā daudzām aļģēm, ir regulāra aseksuāla un seksuāla paaudžu maiņa.
Zigota dīgst bez redukcijas dalīšanas, un indivīdam, kas attīstās no tā, ir dubults hromosomu komplekts. Šī būs aseksuāla paaudze, jo uz tās veidojas sporas. To veidošanās laikā notiek reducēšanās dalīšanās, kā rezultātā sporas saņem vienu hromosomu komplektu. Sporai izdīgstot, veidojas seksuālā paaudze – organisms, kuram ir dzimumšūnas – gametas. Visām šī indivīda šūnām ir viens hromosomu komplekts. Zigota, kas veidojas apaugļošanas rezultātā, atkal uzdīgst un rada aseksuālu paaudzi (ar dubultu hromosomu komplektu). Attīstības ciklā var dominēt seksuālā (sūnas) vai bezdzimuma paaudze (citi augstākie augi).
Apskatīsim dzeguzes sūnu un linu attīstības ciklu. Šo sūnu stublāji ir mazi, spēcīgi, ar daudzām mazām, šaurām, cietām lapām. Dažu šo kātu augšdaļā veidojas kastes, kas atrodas uz iegarena kātiņa un pārklātas ar vāciņu, piemēram, kapuci. Kapsulu uz kātiņa sauc par sporogonu. Pašā kastē, kas pārklāta ar vāku, veidojas sporu masa. Tie ir mazi kā putekļi. Kad tās veidojas, notiek reducēšanās sadalīšanās un sporas saņem vienu hromosomu komplektu. Pēc to nogatavošanās matainais vāciņš tiek nomests, kaste tiek atvērta, jo vāks atsitās, un mazas sporas izplūst.
Sporas nokrīt uz augsnes un dīgst mitrā laikā. Šajā gadījumā veidojas zaļi sazarots daudzšūnu pavediens, kas izplatās pa mitro augsnes virsmu. Šo pavedienu sauc par pirmspusaudžu vecumu. Uz priekšauga veidojas pumpuri un saknēm līdzīgi zaroti pavedieni (rizoīdi), kas piestiprina to augsnei un darbojas kā saknes. Vītnes uzsūc augsnes šķīdumus, un no pumpuriem veidojas jauni dzeguzes linauga stublāji.
Dažu stublāju augšdaļā ir daudzšūnu, bet vienslāņaini nelieli krūzes formas izaugumi, kas sēž uz neliela kātiņa - tie ir sieviešu dzimumorgāni jeb arhegonijas. To apakšējā, paplašinātajā daļā ir ievietota viena nekustīga olšūna. Citu dzeguzes linu sūnu stublāju galotnē aug daudzšūnu, bet vienas sienas iegarens maisiņš - anteridijas. Tās iekšpusē veidojas daudzas mazas vīriešu dzimumšūnas - spermatozoīdi. Lietus vai stipras rasas laikā maisiņi augšpusē pārsprāgst un no tiem izvirzās gļotādu masā daudzi spermatozoīdi, kas aprīkoti ar diviem flagelliem, ar kuru palīdzību tie pārvietojas lietus ūdenī vai rasā. Viņi uzpeld uz tiem dzeguzes linu kātiem, kur atrodas arhegonijas. Iekļūstot caur arhegonija kaklu iekšpusē, spermatozoīdi saplūst ar olu.
Rezultātā veidojas zigota, kas bez hromosomu samazināšanās dīgst šeit, dzeguzes linu stumbra augšdaļā, veidojot bezdzimuma paaudzi - sporogonu, kas sastāv no kapsulas un kātiņa. Sporogona kāja iekļūst stumbra audos un izsūc no tiem barības vielas. Tas ir sūnu attīstības cikls. Ir viegli redzēt, ka seksuālā paaudze sūnās ir augsti attīstīta (pārsvarā).
Ar papardēm situācija ir atšķirīga.
Apskatīsim vairogpapardes attīstības ciklu, kas izplatīta ēnainās vietās lapu koku mežos. Katru gadu no tā pazemes sakneņa augšdaļas izaug ķekars saliktu lapu.
Lapu apakšējā virsmā gar vidusribu ir viegli pamanīt sporangiju kopas - tā sauktās sori, kas noslēgtas ar segu, kas šķērsgriezumā atgādina atvērtu lietussargu. Sporangijam ir abpusēji izliektas lēcas izskats un tas atrodas uz kātiņa. Sporangija iekšpusē ir mazu sporu masa, kas radās reducēšanas dalīšanās rezultātā.
Sausā laikā, kad sporas jau ir nobriedušas, atveras sporangijs. Sporas, kas izkrīt no asa trieciena, ir izkaisītas un nokrīt uz augsnes virsmas. Nonākot labvēlīgos siltuma un mitruma apstākļos, sporas uzdīgst un veido ļoti mazu (2-5 mm diametrā) plāna zaļa sirds formas plāksne - prothallus.
Protaluss ar savu apakšējo virsmu ir cieši piespiests zemei, pateicoties rizoīdiem, kas absorbē minerālsāļu šķīdumus no augsnes.Papardes prothallus ir divdzimuma: uz tā apakšējās virsmas atrodas sieviešu (archegonia) un vīriešu (anteridijas) dzimumorgāni. Protaluss pārstāv papardes seksuālo paaudzi.
Lietus vai stipras rasas laikā no anteridija ūdenī nonāk daudzveidīgi spermatozoīdi un virzās uz arhegoniju. Tādā veidā notiek apaugļošanās process, pēc kura tiek iegūta zigota - šūna ar dubultu hromosomu komplektu.
Tas dīgst šeit, uz dzinuma, un veido embriju. Arvien vairāk augot, tas veido visas pieauguša auga daļas: stublāju, lapu, saknes. Pēc tam uz pieauguša auga lapas apakšējās virsmas atkal veidojas sori ar sporangijām.
Tādējādi papardes attīstības ciklā dominē bezdzimuma paaudze, kas veido sporangijas ar sporām (pašu papardi). Seksuālā paaudze (prothallus) ir maza izmēra un nav ilgstoša. Abas paaudzes pastāv atsevišķi, neatkarīgi.
Līdzīgā veidā tiek veikta kosu un sūnu pavairošana, kas kopā ar papardēm tiek apvienotas papardes klasē.
Sēklu augos vairošanās notiek atšķirīgi. Izkliedējas nevis sporas, bet gan sēklas. Tomēr šie augi ražo arī sporas, kā arī divu veidu seksuālās reprodukcijas šūnas: vīriešu un sieviešu.
Gimnosēkļos, piemēram, priedēs un eglē veidojas vīrišķās un mātītes čiekuri. Vīriešu čiekuri tiek savākti ciešās grupās pie dzinumu pamatnes, kas attīstās šogad. Sieviešu čiekuri sākumā atsevišķi sēž dzinuma augšdaļā, bet pēc tam dzinuma augšanas dēļ tie nonāk tā pamatnē.
Vīriešu konuss sastāv no svariem, kas atrodas cieši uz konusa ass. Uz zvīņu apakšējās virsmas ir divas sporangijas. Sporanģijas iekšpusē sadalīšanās rezultātā veidojas liels skaits sporu (putekļu). Katra putekļu plankuma saturs sastāv no blīvas plazmas un kodola. Putekļu plankums ir pārklāts ar apvalku, kas veido divus burbuļa sieta gaisa maisiņus. Šāda ierīce palīdz vējam aiznest putekļu daļiņas, kas izkrīt no pārsprāgušās putekšņlapas.
Putekļu plankums pāraug vīrišķā biezoknī, kas sākotnēji ir iekļauts putekļu plankumā. Tajā pašā laikā sadalās tās kodols un veidojas divas ātri bojājošas šūnas un divas ilgāk noturīgas šūnas - lielāka veģetatīvā un mazāka anteridiālā. Šajā divšūnu stāvoklī vējš pārnēsā putekļu plankumu un nokrīt uz mātītes konusa virsmas, kur notiek apaugļošanās process.
Sieviešu čiekurs sastāv no mazām pārklājošām zvīņām, kuru padusēs attīstās lieli gaļīgi sēklu zvīņas. Bāzē-
Pēdējo iekšpusē, to iekšējā (augšējā) pusē, ir divi ovāli sēklu pumpuri. Olšūnas augšpusē ir neliels caurums - vas deferens.
Olšūnā viena no šūnām, kas atšķiras ar savu lielo izmēru, sāk reducēšanās dalīšanos, kā rezultātā veidojas 4 sporas. Viens no tiem savukārt sāk dalīšanu. Iegūto šūnu atkārtotas dalīšanas rezultātā veidojas sieviešu prothallus, kas aizņem olšūnas vidusdaļu.
Atlikušās trīs sporas mirst. Uz protalusa veidojas divas mazas ļoti vienkāršotas struktūras arhegonijas ar maziem kakliņiem, no kurām katra satur vienu olšūnu.
Ja tagad pārgriežat olšūnu gareniski, var redzēt, ka prothallus ieskauj olšūnas saturs (nucellus), ko savukārt pārklāj olšūnas vāks. Augšpusē ir palikusi tikai neliela bedre - putekšņu ieeja.
Caur to olšūnas virsotni sasniedz vēja nests putekļu plankums. Tas tiek ievilkts olšūnas iekšpusē, kur tas uzdīgst nākamajā vasarā. Putekļu graudi veido garu putekšņu caurulīti, kas iekļūst kodolā un aug vienas arhegonijas kakla virzienā. Tajā pašā laikā anteridiālā šūna sadalās divās daļās. Viena no iegūtajām šūnām pēc tam tiek iznīcināta, bet otra (ģeneratīvā šūna) palielinās, sadalās un veido divas dzimumšūnas - vīrišķās gametas jeb spermu, kurām nav flagellas.
Tomēr jāņem vērā, ka senākiem ģimnābiem (ginks un cikādes) ir kustīgi spermatozoīdi, kas liecina par to izcelsmi no papardes augiem.
Sasniedzot arhegoniju, putekšņu caurule pārsprāgst, un viens no spermatozoīdiem nonāk arhegonijā un saplūst ar olu. Notiek apaugļošanās process. Veidojas zigota. Otra sperma drīz mirst. No zigotas veidojas jauna auga embrijs, kas barojas ar sieviešu dzimuma šūnu rezerves vielām. Izveidotais embrijs sastāv no primārajām lapām jeb dīgļlapām, pumpura, kas atrodas starp tām, apakšdīgļlapas un primārās saknes, kas pārklāta ar apvalku. Embriju ieskauj āda, kas kļuvusi par olšūnas apvalku. Olšūna tagad kļūst par sēklu.
Sēklas nogatavojas līdz rudenim. Viņi sēž pie konusa zvīņu pamatnes. Līdz otrā pastāvēšanas gada rudenim konuss aug. No zaļas tas kļūst brūns, zvīņas izžūst, atdalās, sēklas izkrīt un izkliedējas. Nonākot labvēlīgos apstākļos, sēklas dīgst un attīstās par jauniem augiem.
Arī priedes attīstības cikls dominē! aseksuāla paaudze. Bet, salīdzinot ar pteridofītiem, seksuālā paaudze šeit ir vēl vienkāršota. Tajā pašā laikā tas ir zaudējis spēju dzīvot neatkarīgi un attīstās aseksuālās paaudzes audos (sieviešu prothallus olšūnas iekšpusē un vīrišķais prothallus putekļu plankuma iekšpusē).
Segsēklu (vai ziedošu augu) vairošanās iezīme ir zieda veidošanās kā specializēts orgāns, kas pielāgots seksuālai pavairošanai. Zieda ārējā daļa sastāv no perianta, parasti ziedlapu un sepals veidā. Bet galvenā zieda daļa sastāv no piestiņas (vai piestiņām), kas atrodas tās centrā, un putekšņlapām, kas atrodas ap piestiņu. Putekšņlapas sastāv no pavedieniem un putekšņlapām, un pistole sastāv no viena vai vairākiem zarnām, kas saaugušas kopā ar malām, kas pagrieztas uz iekšu. Šīs saplūšanas laikā izveidotajā dobumā ir paslēpta viena vai vairākas olšūnas, kas parasti atrodas gar karpeļu malām.
Olnīcas apakšā pīle ir paplašināta. Virspuses virzienā piestulis kļūst plānāks un veido kolonnu, kas beidzas ar citādi sakārtotu stigmu, kas kalpo ziedputekšņu uztveršanai un uztveršanai. Pēc tam karpas mainās un lielā mērā piedalās augļa veidošanā.
Tāpat kā ģimnosēkļos, arī šeit olšūnas centrālo daļu aizņem viendabīgi dzīvo šūnu audi - kodols. No ārējās puses kodols ir pārklāts ar diviem, retāk vienu, vāku. Iekšējais vāks aptver kodolu, bet neaizveras virs tā virsotnes, un ārējais vāks ir īsāks par iekšējo vāku. Tāpēc olšūnas augšpusē ir caurums - ziedputekšņu ieeja.
Drīz pēc kodola veidošanās viena no tās augšējām šūnām redukcijas dalīšanās rezultātā veido četras sporas. Viens no tiem aug spēcīgi un sāk dalīties, kā rezultātā veidojas sievietes prothallus — embrija maisiņš. Atlikušās trīs sporas mirst.
Sieviešu prothallus segsēkļos ir vēl vienkāršotāks salīdzinājumā ar ģimnosēkļiem un sastāv tikai no astoņām šūnām. Viņa izglītība notiek šādi. Sporas kodols ir sadalīts divās daļās. Atkāpjoties uz embrija maisiņa poliem, tie atkal sadalās divreiz. Tagad pie poliem jau ir četri serdeņi.
Drīz vien viens kodols atdalās no katras no šīm četrām somas centra virzienā. Tie ir polārie kodoli. Šeit tie sanāk kopā, tad, saplūstot, veido embrija maisiņa centrālo kodolu.
Uz poliem palikušie kodoli ir pārklāti ar protoplazmu. Pie katra pola veidojas trīs šūnas. Šūnas, kas atrodas pretī sēklu ieejai, sauc par antipodiem. Trīs šūnas, kas atrodas netālu no embrija maisiņa augšējā gala, nav identiskas. Vidējā ir ola, un divas mazākās šūnas, kas atrodas sānos pie tās, sauc par palīgierīcēm. Embrija maisiņa vidus ir piepildīts ar protoplazmu un vakuoliem ar sekundāro kodolu centrā.
Putekšņlapas putekšņā, katrā no tās četrām ligzdām, veidojas sporas (putekļu plankumi). Tie rodas no īpašām putekšņu (mātes) šūnām to redukcijas dalīšanās rezultātā. Putekļu graudu saturs sastāv no viena liela kodola un blīvas protoplazmas. Putekļu plankumu ieskauj divi apvalki: iekšējie un ārējie. Ārējā apvalkā ir caurumi vai plāni plankumi. Pat putekšņu ligzdā katrā putekļu plankumā sākas tēviņa izauguma veidošanās. Tas ir vēl vienkāršāk salīdzinājumā ar ģimnosēkļiem.
Putekļu grauda kodols sadalās un veidojas divas šūnas: lielāka - veģetatīvā un mazākā - ģeneratīvā. Pēc tam putekšņlapa tiek atvērta, no tās izbirst ziedputekšņi un ar vēja, kukaiņu, ūdens palīdzību un dažos tropu augos ar putnu palīdzību nonāk stigmā.
Šo procesu sauc par apputeksnēšanu.
Vēja apputeksnēto augu ziedi ir neuzkrītoši. Viņiem ir apmale plēvju un zvīņu veidā; bieži tā pilnīgi nav (graudaugi, grīšļi, ozols, bērzs, apse, alksnis utt.). Šo augu ziedputekšņi ir ļoti mazi, apaļi, ar sausu, gludu ārējo apvalku. Tiek ražots daudz putekšņu, jo vējš ir neuzticams apputeksnētājs. Tikai neliela daļa putekļu daļiņu nonāk piestas aizspriedumos. No ziedošajiem augiem aptuveni 10% ir vēja apputeksnēti.
Lielāko daļu ziedošu augu apputeksnē kukaiņi: bites, lapsenes, kamenes, tauriņi, mušas. Kukaiņi apmeklē ziedus saldas sulas (nektāra) dēļ, ko izdala īpaši nektāra dziedzeri, kas atrodas uz ziedlapiņām, putekšņlapām vai uz tvertnes.
Kukaiņu apputeksnētos augos ziediem ir spilgtas krāsas vainags, kas labi redzams no attāluma. Viņu ziedputekšņi ir lielāki, putekļu daļiņu ārējā apvalkā ir izaugumi muguriņu un bumbuļu veidā, kas ļauj tiem viegli uzkavēties uz stigmas.
Ir ļoti svarīgi, lai ziedputekšņi nenokļūtu uz viena un tā paša zieda stigmas (pašapputes). Šajā gadījumā, kā atzīmēja C. Darvins, tiek iegūti vājāki pēcnācēji. Vislabākos rezultātus iegūst, ja ziedputekšņi nokļūst uz cita zieda stigmas vai citu augu īpatņu ziediem (šķērsappute).
Augiem ir dažādi pielāgojumi, kas nodrošina savstarpēju apputeksnēšanu un izvairās no pašapputes. Tādējādi vēja apputeksnētajos augos ziedi pārsvarā ir divmāju: daži ziedi satur tikai putekšņlapas (stainziedi), citos ir tikai sēnītes (putekļu ziedi).
Ar kukaiņu apputeksnētiem augiem ziedi parasti ir divdzimumu, ar putekšņlapām un sēklām. Krusta apputeksnēšana šeit tiek panākta dažādos veidos. Piemēram, ļoti bieži putekšņlapas nobriest un sāk izdalīt ziedputekšņus daudz agrāk, nekā ir pilnībā izveidojusies putekšņlapa. Tikai pēc tam, kad putekšņi ir izlīduši no putekšņlapām un tos aiznesuši kukaiņi, pūtītes stigmas atklājas un var saņemt ziedputekšņus. Daudzos augos pistoles nobriest pirms putekšņlapām.
Vairākos augos, piemēram, prīmulā, plaušu kārpā un neaizmirstamajos augos, ziediem ir nevienāda garuma putekšņlapas un sēnītes. Dažiem ir ziedi ar īsiem putekšņlapām un gariem putekšņlapām, savukārt citiem putekšņlapas ziedā ir paceltas augstu virs īsajiem stilbiem.
Veselīgākie un spēcīgākie pēcnācēji veidojas no sēklām, kas veidojas ziedputekšņu pārnešanas rezultātā no ziediem ar gariem putekšņlapām uz stigmu pīšļiem ar gariem stieņiem.
Paralēli noritēja ziedaugu un kukaiņu apputeksnētāju attīstība. Evolūcijas procesā ziedu pielāgošanās kukaiņu savstarpējai apputeksnēšanai tika pastāvīgi uzlabota un sasniedza vislielāko sarežģītību tādos augsti organizētos ziedēšanas augos kā Lamiaceae (salvija utt.), Asteraceae, orhidejas utt.
Ziedputekšņi, kas tādā vai citādā veidā pārnesti uz pūtītes stigmu, turpina savu attīstību – sāk dīgt. Veģetatīvā šūna, kas atrodas putekļu grauda iekšpusē, izaug un izplešas putekšņu caurulītē, kas izplūst caur caurumu putekļu graudu ārējā apvalkā un tieva pavediena veidā pārvietojas cauri stigmas vaļīgajiem audiem un putekšņu sienām. pistole līdz olšūnai. Caur ziedputekšņu ieeju tas tiek novirzīts uz embrija maisiņu.
Ziedputekšņu caurules augšanas laikā tajā iekļūst ģeneratīva šūna. Šeit tas sadalās un veido divas apaugļojošas vīriešu dzimumšūnas (spermas). Sasniedzot embrija maisiņu, putekšņu caurule, kurā atrodas veģetatīvs kodols un divi spermatozoīdi, pārsprāgst un tās saturs tiek ielejams embrija maisiņā. Viens no spermatozoīdiem saplūst ar olu. Veidojas zigota. Otrais spermatozoīds nonāk embrija maisiņa vidū un saplūst tur ar sekundāro kodolu.
Notiek tā sauktā dubultā apaugļošanās, kas ir raksturīga ziedēšanas jeb segsēklu augiem. Tās atklāšanas gods 19. gadsimta beigās pieder mūsu krievu zinātniekam S.G.Navašinam.
Apaugļotais sekundārais kodols sāk strauji dalīties. Rezultātā embrija maisiņš ir piepildīts ar šūnu masu, kas satur barības vielas (cieti, eļļu). Šos audus, ko izmanto embrija barošanai, sauc par endospermu.
Apaugļotā zigotas olšūna sāk augt un dalīties, kā rezultātā veidojas embrijs, kas ir mazs augs, kas sastāv no dīgļlapām (divām vai viena), apakšdīgļlapas un saknes.
Tikmēr olšūna pārvēršas sēklā, tās apvalki sacietē un veido sēklas apvalku. Olnīcu sienas (karpeles) aug, kļūst sulīgas vai cietas, ādainas vai kokainas. Tagad olnīca pārvēršas par augli, kas droši aizsargā sēklas. Augļus izkliedē dzīvnieki vai vējš, un pēc sienu (perikarpa) iznīcināšanas sēklas izdalās. Sēklas dīgst labvēlīgos apstākļos un rada jaunu aseksuālu ziedoša auga paaudzi. Tādējādi segsēklu jeb ziedaugu attīstības ciklā dominē arī aseksuālā paaudze.
Dzimumprocess sēklu augos un īpaši ziedos nav saistīts ar brīvu ūdens pilienu, kura trūkums tik ļoti jūtams dzīves laikā uz sauszemes. Vīriešu dzimumšūnas (sperma) tiek nogādātas olšūnās, izmantojot putekšņu caurulīti. Zemākajos augos, kā arī sūnās un papardēs dzimumprocess ir saistīts ar ūdeni, kurā spermatozoīdi aktīvi virzās uz olām. Šie augi aug vai nu ūdenī (aļģes), vai arī izplatībā ir saistīti ar mitrām, ēnainām, purvainām vietām (sūnas, papardes, kosas, sūnas).
Atbrīvojoties no nepieciešamības pēc ūdens dzimumprocesa laikā un izveidojot sēklu, kas droši aizsargā embriju, sēklas un īpaši segsēklu (ziedošie) augi spēja patiesi iekarot zemi. Viņi šobrīd dominē uz Zemes.
Pagāja simtiem miljonu gadu, līdz ziedoši augi ar ļoti sarežģītajām apputeksnēšanas un apaugļošanas ierīcēm attīstījās no vienšūnas organismiem. Tomēr mēs varam izsekot atsevišķiem šī procesa posmiem, sākot no vienšūnu hlamidomonas līdz sūnu, paparžu un ģimnosēkļu grupām.
Vienotā valsts eksāmena uzdevumu risināšana par augu dzīves ciklu
Augu dzīves cikla jēdziens
Augu dzīves ciklā notiek aseksuālās un seksuālās vairošanās maiņa un ar to saistītā paaudžu maiņa.
Haploīdu (n) augu organismu, kas ražo gametas, sauc par gametofītu (n). Viņš pārstāv seksuālo paaudzi. Gametes veidojas dzimumorgānos mitozes ceļā: spermatozoīdi (n) - anteridijā (n), olas (n) - arhegonijā (n).
Gametofīti ir divdzimumu (uz tiem attīstās anteridijas un arhegonijas) un divmāju (anteridijas un arhegonijas attīstās uz dažādiem augiem).
Pēc gametu saplūšanas (n) veidojas zigota ar diploīdu hromosomu kopu (2n), un no tās mitozes ceļā veidojas aseksuāla paaudze – sporofīts (2n). Speciālajos orgānos - sporofīta (2n) sporangijās (2n) pēc mejozes veidojas haploīdās sporas (n), kuru dalīšanās laikā mitozes ceļā attīstās jauni gametofīti (n).
Zaļo aļģu dzīves cikls
Zaļo aļģu dzīves ciklā dominē gametofīts (n), tas ir, to talusa šūnas ir haploīdas (n). Iestājoties nelabvēlīgiem apstākļiem (aukstā temperatūra, rezervuāra izžūšana), notiek dzimumvairošanās - veidojas gametas (n), kuras saplūst pa pāriem, veidojot zigotu (2n). Zigota (2n), pārklāta ar membrānu, pārziemo, pēc tam, iestājoties labvēlīgiem apstākļiem, tā sadalās ar mejozi, veidojot haploīdas sporas (n), no kurām attīstās jauni indivīdi (n).
1. uzdevums. Kāds hromosomu komplekts ir raksturīgs ulothrix tallus šūnām un tā gametām? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā tās veidojas.
Atbilde:
1. Talusa šūnām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās attīstās no sporas ar haploīdu hromosomu kopu (n) mitozes ceļā.
2. Gametām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās veidojas no talusa šūnām ar haploīdu hromosomu kopu (n) mitozes ceļā.
2. uzdevums. Kāds hromosomu komplekts ir raksturīgs zaļo aļģu zigotai un sporām? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kā tās veidojas.
Atbilde:
1. Zigotai ir diploīds hromosomu kopums (2n), tas veidojas gametām saplūstot ar haploīdu hromosomu kopu (n).
2. Sporām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās veidojas no zigotas ar diploīdu hromosomu kopu (2n) meiozes ceļā.
Sūnu dzīves cikls (dzeguzes lins)
Sūnās attīstības ciklā dominē seksuālā paaudze (n). Lapu sūnu augi ir divmāju gametofīti (n). Uz vīrišķajiem augiem (n) veidojas anterīdijas (n) ar spermatozoīdiem (n), uz sievišķajiem augiem (n) veidojas arhegonija (n) ar olām (n). Ar ūdens palīdzību (lietus laikā) spermatozoīdi (n) sasniedz olas (n), notiek apaugļošanās un parādās zigota (2n). Zigota atrodas uz mātītes gametofīta (n), tā sadalās mitozes ceļā un attīstās sporofīts (2n) - kapsula uz kātiņa. Tādējādi sūnās esošais sporofīts (2n) dzīvo uz mātītes gametofīta (n) rēķina.
Sporofītu kapsulā (2n) sporas (n) veidojas mejozes rezultātā. Sūnas ir heterosporaini augi; ir mikrosporas (vīrišķās) un makrosporas (mātītes). No sporām (n) vispirms mitozes ceļā attīstās pieaugušie un pēc tam pieaugušie augi (n).
3. uzdevums. Kāds hromosomu komplekts ir raksturīgs dzeguzes linu gametām un sporām? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā tās veidojas.
Atbilde:
1. Dzeguzes linu sūnu gametām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās veidojas no vīrišķo un mātīšu gametofītu anteridijām (n) un arhegonijām (n) ar haploīdu hromosomu kopu (n) mitozes ceļā.
2. Sporām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās veidojas no sporofītu šūnām - stublāja kapsula ar diploīdu hromosomu komplektu (2n) caur mejozi.
4. uzdevums. Kāds hromosomu komplekts ir raksturīgs dzeguzes linu kāta lapu šūnām un pākstīm? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā tās veidojas.
Atbilde:
1. Dzeguzes linu lapu šūnām ir haploīds hromosomu komplekts (n), tās, tāpat kā viss augs, attīstās no sporas ar haploīdu hromosomu kopu (n) mitozes ceļā.
2. Kātiņu kapsulas šūnām ir diploīds hromosomu komplekts (2n), kas mitozes ceļā attīstās no zigotas ar diploīdu hromosomu kopu (2n).
Lekcija
Papardes dzīves cikls
Papardēs (arī kosēs, sūnās) dzīves ciklā dominē sporofīts (2n). Auga (2n) lapu apakšpusē attīstās sporangijas (2n), kurās sporas (n) veidojas mejozes ceļā. No sporas (n), kas iekritusi mitrā augsnē, izaug prothallus (n) - divdzimuma gametofīts. Tās apakšējā pusē attīstās anteridijas (n) un arhegonija (n), un tajās mitozes ceļā veidojas spermatozoīdi (n) un olšūnas (n). Ar rasas vai lietus ūdens pilieniem spermatozoīdi (n) nonāk olās (n), veidojas zigota (2n) un no tās jauna auga embrijs (2n). (Slaidrāde).
Shēma 3. Papardes dzīves cikls
Seminārs
5. uzdevums. Kāds hromosomu komplekts ir raksturīgs papardes lapām (pierēm) un talusam? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā veidojas šīs šūnas.
Atbilde:
1. Papardes lapu šūnām ir diploīds hromosomu komplekts (2n), tāpēc tās, tāpat kā viss augs, mitozes ceļā attīstās no zigotas ar diploīdu hromosomu kopu (2n).
2. Dīgļa šūnām ir haploīds hromosomu kopums (n), jo dīglis veidojas no haploīdas sporas (n) mitozes ceļā.
Lekcija
Gimnosēkļu (priedes) dzīves cikls
Gimnosēkļu lapu augs ir sporofīts (2n), uz kura attīstās sieviešu un vīriešu čiekuri (2n).
Sieviešu čiekuru zvīņās atrodas olšūnas - megasporangijas (2n), kurās mejozes rezultātā veidojas 4 megasporas (n), no kurām 3 mirst, un no atlikušās attīstās sieviešu gametofīts - endosperma (n) ar divām arhegonijām ( n). Arhegonijā veidojas 2 olas (n), viena nomirst.
Uz vīrišķo čiekuru zvīņām atrodas ziedputekšņu maisiņi - mikrosporangijas (2n), kurās meiozes ceļā veidojas mikrosporas (n), no kurām attīstās vīriešu dzimuma gametofīti - ziedputekšņu graudi (n), kas sastāv no divām haploīdām šūnām (veģetatīvās un ģeneratīvās) un divas gaisa kameras.
Ziedputekšņu graudi (n) (putekšņi) ar vēju tiek nogādāti sieviešu čiekuros, kur no ģeneratīvās šūnas (n) mitozes rezultātā veidojas 2 spermas šūnas (n), bet no veģetatīvās šūnas veidojas putekšņu caurule (n) n), augot olšūnā un nogādājot spermu (n) olā (n). Viens spermatozoīds mirst, bet otrs piedalās apaugļošanā, veidojas zigota (2n), no kuras mitozes ceļā veidojas auga embrijs (2n).
Rezultātā no olšūnas veidojas sēkla, kas pārklāta ar mizu un satur embriju (2n) un endospermu (n).
4. shēma. Gimnosēkļu (priedes) dzīves cikls
Seminārs
6. uzdevums. Kāda hromosomu kopa ir raksturīga priežu putekšņu graudiem un spermas šūnām? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā veidojas šīs šūnas.
Atbilde:
1. Ziedputekšņu graudu šūnām ir haploīds hromosomu komplekts (n), jo tas veidojas no haploīdas mikrosporas (n) mitozes ceļā.
2. Spermas ir haploīds hromosomu komplekts (n), jo tie veidojas no putekšņu grauda ģeneratīvās šūnas ar haploīdu hromosomu kopu (n) mitozes ceļā.
7. uzdevums. Kāda hromosomu kopa ir raksturīga priedes megasporas un endospermas šūnām? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kāda dalījuma rezultātā veidojas šīs šūnas.
Atbilde:
1. Megasporām ir haploīds hromosomu komplekts (n), jo tās veidojas no olšūnu šūnām (megasporangium) ar diploīdu hromosomu kopu (2n) meiozes ceļā.
2. Endospermas šūnām ir haploīds hromosomu kopums (n), jo endosperma veidojas no haploīdām megasporām (n) mitozes ceļā.
Angiosēkļu dzīves cikls
Angiospermi ir sporofīti (2n). Viņu seksuālās reprodukcijas orgāns ir zieds.
Ziedu pistoles olnīcā ir olšūnas - megasporangijas (2n), kur notiek mejoze un veidojas 4 megasporas (n), no kurām 3 mirst, un no atlikušās attīstās sieviešu gametofīts - embrija maisiņš ar 8 šūnām ( n), viena no tām ir olšūna (n), un divas saplūst vienā - lielā (centrālā) šūnā ar diploīdu hromosomu kopu (2n).
Putekšņlapu putekšņlapu mikrosporangijās (2n) meiozes ceļā veidojas mikrosporas (n), no kurām attīstās vīriešu dzimuma gametofīti - ziedputekšņu graudi (n), kas sastāv no divām haploīdām šūnām (veģetatīvās un ģeneratīvās).
Pēc apputeksnēšanas no ģeneratīvās šūnas (n) veidojas 2 spermas šūnas (n), un no veģetatīvās šūnas (n) veidojas putekšņu caurule (n), kas aug olšūnā un nogādā spermas šūnas (n) olšūnā. šūna (n) un centrālā šūna (2n). Viens spermatozoīds (n) saplūst ar olšūnu (n) un veidojas zigota (2n), no kuras mitozes ceļā veidojas auga embrijs (2n). Otrais spermatozoīds (n) saplūst ar centrālo šūnu (2n), veidojot triploīdu endospermu (3n). Šādu apaugļošanu segsēkļos sauc par dubulto apaugļošanu.
Rezultātā no olšūnas veidojas sēkla, kas pārklāta ar mizu un satur embriju (2n) un endospermu (3n).
Shēma 5. Angiosēkļu dzīves cikls
8. uzdevums. Kāda hromosomu kopa ir raksturīga mikrosporai, kas veidojas ziedoša auga sēklas putekšņlapā un endospermas šūnās? Paskaidrojiet, no kādām sākotnējām šūnām un kā tās veidojas.
Atbilde:
1. Mikrosporām ir haploīds hromosomu kopums (n), jo tās veidojas no mikrosporangija šūnām ar diploīdu hromosomu kopu (2n) meiozes ceļā.
2. Endospermas šūnām ir triploīds hromosomu komplekts (3n), jo endospermu veido haploīda spermatozoīda (n) saplūšana ar diploīdu centrālo šūnu (2n).
Vispārīgi secinājumi
1. Augu evolūcijas procesā notika pakāpeniska gametofīta samazināšanās un sporofīta attīstība.
2. Augu gametām ir haploīds (n) hromosomu komplekts, tās veidojas mitozes ceļā.
3. Augu sporām ir haploīds (n) hromosomu kopums, tās veidojas mejozes ceļā.
5. Aizpildiet tukšās vietas tekstā:
Sūnas ir __________________ augi. Mūsu mežos bieži sastopamas sūnas ____________________ un sūnas ________________. Sūnās vairošanās laikā tiek novērota _________________ maiņa. Aseksuālo ____________ pārstāv ____________________________________, un seksuālo ____________. Gametes nobriest ____________________, un sporas nobriest ____________. ____________ attīstās no sporām un pēc apaugļošanas
augt ________________________________________. Sfagnu sūnas atšķiras no dzeguzes liniem ar to, ka tajā nav __________________. Ūdeni absorbē un notur _______________ šūnas, kas piepildītas ar ____________________. Sfagnu apakšējās daļas, mirstot, veido _________________________.
A daļa
Atbildot uz testa jautājumiem, jāaizpilda tabulas labā puse. Tiesa, tagad uzdevums ir nedaudz sarežģītāks. Mēs nesniedzam nekādas norādes par to, kura atbilde ir pareiza vai nepareiza. Punktu vietā uzrakstiet pareizo vārdu pats.
Izskaidrot šo problēmu var būt diezgan grūti. Vispirms padomā, kuras grupas pārstāvjiem (ne tikai augiem) ir vieglāk atstāt pēcnācējus un konkurēt savā starpā par vietu un pārtiku.
Atbildot uz šo jautājumu, aļģes ir jāsalīdzina ar citu departamentu pārstāvjiem ārējās struktūras un dzīvesveida ziņā.
_________________________________________________________
Atbildot uz šo jautājumu, jāatceras sūnu biotopi, to izskats un jāsalīdzina sūnas ar citu departamentu pārstāvjiem.
A4. Papardes attīstības ciklā veidojas dzimumšūnas:
|
Šis jautājums var būt grūts, ja jūs precīzi nezināt, kur papardēs veidojas dzimumšūnas. Tomēr atbildi var secināt, ja jūs zināt nedaudz augu bioloģijas. Piemēram, kur veidojas sporas, kas ir sakneņi. Kā pēdējais līdzeklis, kad trenējas, var apskatīt mācību grāmatu.
Vadības daļa
B daļas uzdevumi
Turpinājums sekos