Какой хро мо сом ный набор ха рак те рен для кле ток

Элементы ответа:

1. В клетках иголок сосны хромосомный набор - 2n, спермиев – n.

2. Взрослое растение сосны развивается из зиготы (2n ) путем митоза.

3. Спермии сосны развиваются из гаплоидных спор путем митоза.

Хромосомный набор соматических клеток речного рака равен 116. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток в профазе митоза, в метафазе митоза и телофазе митоза. Поясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Элементы ответа:

Хромосомный набор в профазе 2n 4с, число ДНК 116 * 2 = 232

Метафаза: 2n 4c (116 хромосом и 232 ДНК)

Телофаза: 2n 2c, (116 хромосом и 116 ДНК)

Общая масса молекул ДНК в 46 хромосомах ядра соматической клетки человека составляет 6•10 -9 мг. Определите, чему равна масса всех молекул ДНК в ядрах в конце интерфазы, конце телофазы мейоза I и телофазы мейоза II.

Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) В интерфазе при подготовке к мейозу в ядре происходит удвоение ДНК, поэтому масса ДНК в ядре составляет 2 х 6•10 -9 = 12•10 -9 мг .

2) В конце телофазы мейоза 1 образуется две клетки, масса ДНК в каждом ядре равна 6•10 -9 мг (в ядрах находятся по 23 двухроматидные хромосомы);

3) Перед мейозом 2 не происходит удвоения ДНК. В ядрах половых клеток (телофаза 2) находится гаплоидный набор хромосом (23 однохроматидные хромосомы), поэтому масса молекул ДНК в ядрах- 3•10 -9 мг .

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в клетках семязачатка перед началом мейоза, в конце телофазы мейоза 1 и телофазы мейоза 2. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменения числа ДНК и хромосом.

Элементы ответа:

1) Перед началом мейоза хромосомный набор в клетках двойной (2п) - 28 хрососом, в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК, поэтому число молекул ДНК- 56 молекул (4с).

2) В первом делении мейоза расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, поэтому в конце телофазы мейоза 1 хромосомный набор в клетках одинарный (п)- из 14 хромосом, число молекул ДНК - 2с (28 молекул ДНК).

3) Во второмделении мейоза расходятся хроматиды, поэтому в конце телофазы 2 мейоза хромосомный набор в клетках одинарный (п) - 14 хромосом, число молекул ДНК равно 14 молекулам (1с).

В клетках одного из видов пшеницы содержится 28 хромосом. Определите число хромосом и молекул ДНК при образовании пыльце в тычинке на стадиях профазы мейоза 1, профазы 2 и телофазы мейоза 2. Объясните полученные результаты.

Элементы ответа:

1) В профазе 1 мейоза число хромосом равно 28 (хромосомы состоят из двух хроматид), а число молекул ДНК равно 56 , потому что в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК.

2) В профазе 2 мейоза число хромосом равно 14, так как после первого деления число хромосом уменьшается в 2 раза. (но хромосомы состоят из двух хроматид), а число молекул ДНК равно 28, потому что после первого деления удвоения ДНК не происходит.

3) В конце телофазы 2 число хромосом равно 14( однохроматидные хромосомы ), число молекул ДНК равно тоже 14.

Хромосомный набор соматических клеток пшеницы равен 28. Определите хромосомный набор и число молекул ДНК в одной из клеток семязачатка перед началом мейоза, в анафазе мейоза I и анафазе мейоза II. Объясните, какие процессы происходят в эти периоды и как они влияют на изменение числа ДНК и хромосом.

Элементы ответа:

1) перед началом мейоза число молекул ДНК – 56, так как они удваиваются, а число хромосом не изменяется – их 28;

2) в анафазе мейоза I число молекул ДНК 56, число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся гомологичные хромосомы;

3) в анафазе мейоза II число хромосом – 28, к полюсам клетки расходятся сестринские хроматиды и становятся самостоятельными хромосомами (но все они в одной клетке), число молекул ДНК – 28, после первого деления удвоения ДНК не происходит, поэтому число ДНК уменьшилось в 2 раза.

В клетках эндосперма семян лилии 21 хромосома. Как изменится число хромосом и молекул ДНК в конце телофазы мейоза1 и мейоза2 по сравнению с интерфазой у этого организма?

Ответ поясните.

Элементы ответа:

1) Эндосперм цветковых растений имеет триплоидный набор хромосом (3п), значит, число хромосом в одинарном наборе (п) равно 7 хромосомам. Перед началом мейоза хромосомный набор в клетках двойной (2п) из 14 хромосом, в интерфазе происходит удвоение молекул ДНК, поэтому число молекул ДНК- 28 (4с).

2) В первом делении мейоза расходятся гомологичные хромосомы, состоящие из двух хроматид, поэтому в конце телофазы мейоза 1 хромосомный набор в клетках одинарный (п) из 7 хромосом, число молекул ДНК- 14 (2с).

3) Во втором делении мейоза расходятся хроматиды, поэтому в конце телофазы 2 мейоза хромосомный набор в клетках одинарный (п) - 7 хромосом, число молекул ДНК равно одному - 7 (1с).

В соматических клетках дрозофилы содержится 8 хромосом. Определите,какое количество хромосом и молекул ДНК содержится при гаметогенезе вядрах перед делением в интерфазе и в конце телофазы мейоза I. Объясните,как образуется такое число хромосом и молекул ДНК.

Схема решения задачи включает:

1) перед началом деления число хромосом – 8, молекул ДНК – 16; в конце телофазы мейоза I число хромосом – 4, молекул ДНК – 8;

2) перед началом деления молекулы ДНК удваиваются, но число хромосом не меняется (каждая хромосома состоит из двух сестринских хроматид);

3) мейоз – редукционное деление, поэтому число хромосом и молекул ДНК уменьшается в 2 раза.

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

Жизненный цикл зелёных водорослей

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Общие выводы

1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.

2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.

3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.

У высших растений, в отличие от низших, зигота дает начало многоклеточному зародышу. В результате роста и дифференциации зародыша развивается спорофит. Как и зигота, все клетки зародыша и развивающегося из него спорофита характеризуются удвоенным числом хромосом.

На спорофите образуются спорангии, в которых развиваются споры -- очень маленькие, обычно едва различимые невооруженным глазом одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения. При образовании спор число хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое, и поэтому каждая спора по отношению к клеткам спорофита является гаплоидной.

Как половая, так и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генетически не тождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, поэтому половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе.

У всех высших растений, кроме мохообразных, в жизненном цикле преобладает спорофит, гаметофит развит слабее и относительно недолговечен. Спорофиты представляют собой крупные многоклеточные организмы со сложным анатомическим строением и расчленением тела на органы - стебли, листья, корни (настоящие или придаточные).

Решение задач по теме по жизненным циклам растений

Важно не забыть, что у животных при образовании гамет происходит сначала митоз, а потом мейоз. У растений наоборот, сначала мейоз, а потом митоз . При спорогенезе у растений из диплоидных клеток образуются гаплоидные клетки, которые потом делятся митозом

№1 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для гамет и спор рас-те-ния мха ку-куш-ки-на льна? Объ-яс-ни-те, из каких кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния они об-ра-зу-ют-ся.

Га-ме-ты мха ку-куш-ки-на льна об-ра-зу-ют-ся на га-ме-то-фи-тах из га-п-ло-ид-ной клет-ки путём ми-то-за. Набор хро-мо-сом у гамет оди-нар-ный — n.

Споры мха ку-куш-ки-на льна об-ра-зу-ют-ся на ди-пло-ид-ном спо-ро-фи-те в спо-ран-ги-ях путём мей-о-за из ди-пло-ид-ных кле-ток. Набор хро-мо-сом у спор оди-нар-ный — n

№2 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для га-ме-то-фи-та и гамет мха сфаг-ну-ма? Объ-яс-ни-те из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки?

1) Га-ме-то-фит и га-ме-ты сфаг-ну-ма га-п-ло-ид-ны, и набор хро-мом, и ко-ли-че-ство ДНК в клет-ках от-ве-ча-ют фор-му-ле nc.

2) Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры, ко-то-рая об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из тка-ней спо-ро-фи-та.

3) Спора де-лит-ся ми-то-зом, об-ра-зуя га-ме-то-фит.

№3 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для споры, га-ме-то-фи-та и спо-ро-фи-та мха ку-куш-кин лён? Из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти ста-дии раз-ви-тия мха?

1) Спора и га-ме-то-фит мха со-дер-жат га-п-ло-ид-ный набор хро-мо-сом, а спо-ро-фит ди-пло-и-ден.

2) Спора об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из спо-ро-нос-ных кле-ток спо-ро-фи-та,

а га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры путём ми-то-за.

№4. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для гамет и спор рас-те-ния плауна булавовидного? Объ-яс-ни-те, из каких кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния они об-ра-зу-ют-ся.

Га-ме-ты плауна об-ра-зу-ют-ся на га-ме-то-фи-тах (заростках) из га-п-ло-ид-ной клет-ки путём ми-то-за. Набор хро-мо-сом у гамет оди-нар-ный — n.

Споры мха плауна об-ра-зу-ют-ся на ди-пло-ид-ном спо-ро-фи-те (взрослое растение) в спо-роносных колосках путём мей-о-за из ди-пло-ид-ных кле-ток. Набор хро-мо-сом у спор оди-нар-ный — n

№5. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для га-ме-то-фи-та и гамет папоротника? Объ-яс-ни-те из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки?

1) Га-ме-то-фит (заросток) и га-ме-ты папоротника га-п-ло-ид-ны, и набор хро-мом, и ко-ли-че-ство ДНК в клет-ках от-ве-ча-ют фор-му-ле nc.

2) Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры, ко-то-рая об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из тка-ней спо-ро-фи-та (взрослого растения)

3) Спора де-лит-ся ми-то-зом, об-ра-зуя при прорастании га-ме-то-фит.

№6. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для споры, га-ме-то-фи-та и спо-ро-фи-та хвоща? Из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти ста-дии раз-ви-тия мха?

1) Спора и га-ме-то-фит (заросток) хвоща со-дер-жат га-п-ло-ид-ный набор хро-мо-сом, а спо-ро-фит (взрослое растение) ди-пло-и-ден.

2) Спора об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из кле-ток спороносного колоска спо-ро-фи-та,а га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры путём ми-то-за.

3) Спо-ро-фит об-ра-зу-ет-ся после опло-до-тво-ре-ния из зи-го-ты путём ми-то-за.

№7 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для кле-ток мя-ко-ти иго-лок и спер-ми-ев сосны? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки

1) в клет-ках иго-лок сосны набор хро-мо-сом - 2n; в спер-ми-ях сосны - n;

2) взрос-лое рас-те-ние сосны раз-ви-ва-ет-ся из зи-го-ты (2n);

3) спер-мии сосны раз-ви-ва-ют-ся из га-п-ло-ид-ных мик-ро-спор (n) путём ми-то-за

№8 Какой хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев пыльцевого зерна цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

1) набор хромосом вегетативной и генеративной клеток — n;

2) вегетативная и генеративная клетки пыльцы образуются путём митоза при прорастании гаплоидной споры;

3) хромосомный набор спермиев — n;

4) спермии образуются из генеративной клетки путём митоза

№9 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для ядер кле-ток эпи-дер-ми-са листа и вось-ми-ядер-но-го за-ро-ды-ше-во-го мешка се-мя-за-чат-ка цвет-ко-во-го рас-те-ния? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки.

1. Эпи-дер-мис листа имеет ди-пло-ид-ный набор хро-мо-сом. Взрос-лое рас-те-ние яв-ля-ет-ся спо-ро-фи-том.

2. Все клет-ки за-ро-ды-ше-во-го мешка га-п-ло-ид-ны, но в цен-тре на-хо-дит-ся ди-пло-ид-ное ядро(об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те сли-я-ния двух ядер) — это уже не вось-ми-ядер-ный, а се-ми-кле-точ-ный за-ро-ды-ше-вый мешок. Это га-ме-то-фит.

3. Спо-ро-фит об-ра-зу-ет-ся из кле-ток за-ро-ды-ша се-ме-ни путем ми-то-ти-че-ско-го де-ле-ния. Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся путем ми-то-ти-че-ско-го де-ле-ния из га-п-ло-ид-ной споры.

№10. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для ве-ге-та-тив-ной, ге-не-ра-тив-ной кле-ток и спер-ми-ев пыль-це-во-го зерна цвет-ко-во-го рас-те-ния? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки.

1) набор хро-мо-сом ве-ге-та-тив-ной и ге-не-ра-тив-ной кле-ток — n;

2) ве-ге-та-тив-ная и ге-не-ра-тив-ная клет-ки пыль-цы об-ра-зу-ют-ся путём ми-то-за при про-рас-та-нии га-п-ло-ид-ной споры;

3) хро-мо-сом-ный набор спер-ми-ев — n;

4) спер-мии об-ра-зу-ют-ся из ге-не-ра-тив-ной клет-ки путём ми-то-за

В публикации использованы материалы ЕГЭ прошлых лет

Роль полового размножения в живой природе.

При половом размножении постоянно создаются новые комбинации генов, что увеличивает генетическое разнообразие потомства и, соответственно, шансы приспособиться к меняющимся условиям среды. Создание новых комбинаций генов происходит в процессе мейоза . Мейоз имеет место в ходе образования гаплоидных клеток (спор или гамет) из диплоидных клеток. При этом хромосомы, доставшиеся организму от матери и отца, перестают существовать как целое - в результате кроссинговера образуются новые варианты хромосом, скомбинированные из отцовских и материнских. Таким образом, хромосомы детей, как правило, не идентичны хромосомам родителей - они содержат другие комбинации аллелей (вариантов генов).

В ходе мейоза происходит редукция хромосомного набора - образование из диплоидной клетки 4 гаплоидных клеток (n), у которых каждая хромосома представлена уже не парой сестринских хроматид, а 1 хроматидой. У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы.

Диплоидность клеток в жизненном цикле восстанавливается при оплодотворении - слиянии гамет. При этом объединяются два разных хромосомных набора из двух различных геномов (генома матери и генома отца).

Типы жизненных циклов.

Различные организмы демонстрируют большое разнообразие жизненных циклов, однако во всех типах жизненных циклов можно выделить диплоидную фазу , или диплофазу (от оплодотворения до мейоза) и гаплоидную фазу , или гаплофазу (от мейоза до следующего оплодотворения).

Например, у животных (на рисунке слева) гаплоидны только гаметы, у растений (на рисунке по центру) есть диплоидное поколение (спорофит ) и гаплоидное поколение (гаметофит ), в то время как у многих одноклеточных преобладает гаплоидная фаза, а зигота после оплодотворения делится путем мейоза, в результате чего снова получаются гаплоидные клетки.

Жизненные циклы растений.

У низших растений встречаются все вышеперечисленные типы жизненных циклов. Так, преобладание диплофазы характерно для фукуса (бурая водоросль), диатомовых и некоторых зеленых водорослей (кодиум, кладофора). Гаметофит и спорофит имеются, например, у порфиры (красная водоросль), ламинарии (бурая водоросль), ульвы (зеленая водоросль). Наконец, у хламидомонады, хары и спирогиры преобладает гаплофаза, а единственной диплоидной стадией в жизненном цикле является зигота.

У высших растений в жизненном цикле представлены как гаметофит, так и спорофит. У мхов привычные нам зеленые растения являются гаплоидными. На них формируются органы полового размножения: антеридии , в которых образуются многочисленные сперматозоиды, и архегонии , в каждом из которых имеется одна яйцеклетка. Образующиеся гаметы после оплодотворения дают начало диплоидной стадии, которая развивается непосредственно на гаплоидной. Спорофит мхов состоит из гаустории , с помощью которой он прикрепляется к гаметофиту, ножки и коробочки . Спорофит мхов не способен к фотосинтезу и живет за счет гаплоидной части растения, поэтому как правило имеет коричневый цвет. Внутри коробочки множество клеток делится мейозом, образуя гаплоидные споры. Споры дают начало новым зеленым гаплоидным растениям. Таким образом, преобладающей стадией в жизненном цикле мхов является гаплоидная.

Основная жизненная стадия у сосудистых растений (плауны, хвощи, папоротники, семенные) - диплоидная . На листьях папоротников или в специальных структурах у хвощей и плаунов образуются спорангии, в которых в результате мейоза формируются мелкие одноклеточные споры. Разлетаясь и попадая в подходящие условия, они дают начало гаплоидной стадии - заростку . На заростках образуются антеридии и архегонии, формируются гаметы, происходит оплодотворение, и из зиготы развивается диплоидное растение.

У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует, она представлена группами клеток, развивающихся в специальных органах диплоидных родительских организмов. Некоторое время отдельно существует только мужской гаметофит в виде пыльцевого зерна , но в нем в это время не происходит заметных процессов жизнедеятельности. Женский гаметофит голосеменных растений представляет собой первичный эндосперм , у цветковых растений редуцированным женским гаметофитом является зародышевый мешок . После оплодотворения развившийся из зиготы новый диплоидный организм проходит первые этапы развития также под защитой материнского организма.

Понятие о жизненном цикле растений

В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового размножения и связанное с этим чередований поколений.

Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом (n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются в половых органах путём митоза: сперматозоиды (n) - в антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n) .

Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).

После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В специальных органах - спорангиях (2n) спорофита (2n) после мейоза образуются гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты (n).

Жизненный цикл зелёных водорослей

В жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание, пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n), которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая оболочкой зимует, после чего при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).

Жизненный цикл мхов (кукушкин лён)

У мхов в цикле развития преобладает половое поколение (n). Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). На мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n). С помощью воды (во время дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение, возникает зигота (2n). Зигота находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит (2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт женского гаметофита (n).

В коробочке спорофита (2n) путём мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры – мужские и макроспоры – женские. Из спор (n) путём митоза развиваются сначала предростки, а затем взрослые растения (n).

Жизненный цикл папоротников

У папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает спорофит (2n). На нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых путём мейоза образуются споры (n). Из споры (n), попавшей во влажную почву, прорастает заросток (n) – обоеполый гаметофит. На его нижней стороне развиваются антеридии (n) и архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n) и яйцеклетки (n). С капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n), а из нее – зародыш нового растения (2n).

На чешуйках женских шишек расположены семязачатки – мегаспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В архегониях образуются 2 яйцеклетки (n), одна погибает.

На чешуйках мужских шишек располагаются пыльцевые мешки – микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.

Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении, образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

Покрытосеменные растения являются спорофитами (2n). Органом их полового размножения является цветок.

В завязи пестиков цветка находятся семязачатки – мегаспорангии (2n), где происходит мейоз и образуются 4 мегаспоры (n), 3 из них погибают, а из оставшейся – развивается женский гаметофит – зародышевый мешок из 8 клеток (n), одна из них – яйцеклетка (n), а две сливаются в одну – крупную (центральную) клетку с диплоидным набором хромосом (2n).

В микроспорангиях (2n) пыльников тычинок путём мейоза образуются микроспоры (n), из которых развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).

После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n). Такое оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.

В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш (2n) и эндосперм (3n).

Общие выводы

1. В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и развитие спорофита.

2. В гаметах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём митоза.

3. В спорах растений гаплоидный набор (n) хромосом, они образуются путём мейоза.

У высших растений, в отличие от низших, зигота дает начало многоклеточному зародышу. В результате роста и дифференциации зародыша развивается спорофит. Как и зигота, все клетки зародыша и развивающегося из него спорофита характеризуются удвоенным числом хромосом.

На спорофите образуются спорангии, в которых развиваются споры -- очень маленькие, обычно едва различимые невооруженным глазом одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения. При образовании спор число хромосом в результате мейоза уменьшается вдвое, и поэтому каждая спора по отношению к клеткам спорофита является гаплоидной.

Как половая, так и бесполая формы размножения имеют определенные биологические преимущества. При половом размножении достигается комбинация наследственного материала родительских форм. Образующаяся при половом воспроизведении особь генетически не тождественна ни одному из своих родителей. Половой процесс обеспечивает рекомбинативную генетическую изменчивость организмов из поколения в поколение, поэтому половое размножение дает виду преимущества, реализующиеся при естественном отборе.

У всех высших растений, кроме мохообразных, в жизненном цикле преобладает спорофит, гаметофит развит слабее и относительно недолговечен. Спорофиты представляют собой крупные многоклеточные организмы со сложным анатомическим строением и расчленением тела на органы - стебли, листья, корни (настоящие или придаточные).

Решение задач по теме по жизненным циклам растений

Важно не забыть, что у животных при образовании гамет происходит сначала митоз, а потом мейоз. У растений наоборот, сначала мейоз, а потом митоз . При спорогенезе у растений из диплоидных клеток образуются гаплоидные клетки, которые потом делятся митозом

№1 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для гамет и спор рас-те-ния мха ку-куш-ки-на льна? Объ-яс-ни-те, из каких кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния они об-ра-зу-ют-ся.

Га-ме-ты мха ку-куш-ки-на льна об-ра-зу-ют-ся на га-ме-то-фи-тах из га-п-ло-ид-ной клет-ки путём ми-то-за. Набор хро-мо-сом у гамет оди-нар-ный — n.

Споры мха ку-куш-ки-на льна об-ра-зу-ют-ся на ди-пло-ид-ном спо-ро-фи-те в спо-ран-ги-ях путём мей-о-за из ди-пло-ид-ных кле-ток. Набор хро-мо-сом у спор оди-нар-ный — n

№2 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для га-ме-то-фи-та и гамет мха сфаг-ну-ма? Объ-яс-ни-те из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки?

1) Га-ме-то-фит и га-ме-ты сфаг-ну-ма га-п-ло-ид-ны, и набор хро-мом, и ко-ли-че-ство ДНК в клет-ках от-ве-ча-ют фор-му-ле nc.

2) Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры, ко-то-рая об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из тка-ней спо-ро-фи-та.

3) Спора де-лит-ся ми-то-зом, об-ра-зуя га-ме-то-фит.

№3 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для споры, га-ме-то-фи-та и спо-ро-фи-та мха ку-куш-кин лён? Из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти ста-дии раз-ви-тия мха?

1) Спора и га-ме-то-фит мха со-дер-жат га-п-ло-ид-ный набор хро-мо-сом, а спо-ро-фит ди-пло-и-ден.

2) Спора об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из спо-ро-нос-ных кле-ток спо-ро-фи-та,

а га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры путём ми-то-за.

№4. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для гамет и спор рас-те-ния плауна булавовидного? Объ-яс-ни-те, из каких кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния они об-ра-зу-ют-ся.

Га-ме-ты плауна об-ра-зу-ют-ся на га-ме-то-фи-тах (заростках) из га-п-ло-ид-ной клет-ки путём ми-то-за. Набор хро-мо-сом у гамет оди-нар-ный — n.

Споры мха плауна об-ра-зу-ют-ся на ди-пло-ид-ном спо-ро-фи-те (взрослое растение) в спо-роносных колосках путём мей-о-за из ди-пло-ид-ных кле-ток. Набор хро-мо-сом у спор оди-нар-ный — n

№5. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для га-ме-то-фи-та и гамет папоротника? Объ-яс-ни-те из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки?

1) Га-ме-то-фит (заросток) и га-ме-ты папоротника га-п-ло-ид-ны, и набор хро-мом, и ко-ли-че-ство ДНК в клет-ках от-ве-ча-ют фор-му-ле nc.

2) Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры, ко-то-рая об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из тка-ней спо-ро-фи-та (взрослого растения)

3) Спора де-лит-ся ми-то-зом, об-ра-зуя при прорастании га-ме-то-фит.

№6. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для споры, га-ме-то-фи-та и спо-ро-фи-та хвоща? Из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти ста-дии раз-ви-тия мха?

1) Спора и га-ме-то-фит (заросток) хвоща со-дер-жат га-п-ло-ид-ный набор хро-мо-сом, а спо-ро-фит (взрослое растение) ди-пло-и-ден.

2) Спора об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те мей-о-за из кле-ток спороносного колоска спо-ро-фи-та,а га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся из споры путём ми-то-за.

3) Спо-ро-фит об-ра-зу-ет-ся после опло-до-тво-ре-ния из зи-го-ты путём ми-то-за.

№7 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для кле-ток мя-ко-ти иго-лок и спер-ми-ев сосны? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки

1) в клет-ках иго-лок сосны набор хро-мо-сом - 2n; в спер-ми-ях сосны - n;

2) взрос-лое рас-те-ние сосны раз-ви-ва-ет-ся из зи-го-ты (2n);

3) спер-мии сосны раз-ви-ва-ют-ся из га-п-ло-ид-ных мик-ро-спор (n) путём ми-то-за

№8 Какой хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев пыльцевого зерна цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.

1) набор хромосом вегетативной и генеративной клеток — n;

2) вегетативная и генеративная клетки пыльцы образуются путём митоза при прорастании гаплоидной споры;

3) хромосомный набор спермиев — n;

4) спермии образуются из генеративной клетки путём митоза

№9 Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для ядер кле-ток эпи-дер-ми-са листа и вось-ми-ядер-но-го за-ро-ды-ше-во-го мешка се-мя-за-чат-ка цвет-ко-во-го рас-те-ния? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки.

1. Эпи-дер-мис листа имеет ди-пло-ид-ный набор хро-мо-сом. Взрос-лое рас-те-ние яв-ля-ет-ся спо-ро-фи-том.

2. Все клет-ки за-ро-ды-ше-во-го мешка га-п-ло-ид-ны, но в цен-тре на-хо-дит-ся ди-пло-ид-ное ядро(об-ра-зу-ет-ся в ре-зуль-та-те сли-я-ния двух ядер) — это уже не вось-ми-ядер-ный, а се-ми-кле-точ-ный за-ро-ды-ше-вый мешок. Это га-ме-то-фит.

3. Спо-ро-фит об-ра-зу-ет-ся из кле-ток за-ро-ды-ша се-ме-ни путем ми-то-ти-че-ско-го де-ле-ния. Га-ме-то-фит об-ра-зу-ет-ся путем ми-то-ти-че-ско-го де-ле-ния из га-п-ло-ид-ной споры.

№10. Какой хро-мо-сом-ный набор ха-рак-те-рен для ве-ге-та-тив-ной, ге-не-ра-тив-ной кле-ток и спер-ми-ев пыль-це-во-го зерна цвет-ко-во-го рас-те-ния? Объ-яс-ни-те, из каких ис-ход-ных кле-ток и в ре-зуль-та-те ка-ко-го де-ле-ния об-ра-зу-ют-ся эти клет-ки.

1) набор хро-мо-сом ве-ге-та-тив-ной и ге-не-ра-тив-ной кле-ток — n;

2) ве-ге-та-тив-ная и ге-не-ра-тив-ная клет-ки пыль-цы об-ра-зу-ют-ся путём ми-то-за при про-рас-та-нии га-п-ло-ид-ной споры;

3) хро-мо-сом-ный набор спер-ми-ев — n;

4) спер-мии об-ра-зу-ют-ся из ге-не-ра-тив-ной клет-ки путём ми-то-за

В публикации использованы материалы ЕГЭ прошлых лет

Роль полового размножения в живой природе.

При половом размножении постоянно создаются новые комбинации генов, что увеличивает генетическое разнообразие потомства и, соответственно, шансы приспособиться к меняющимся условиям среды. Создание новых комбинаций генов происходит в процессе мейоза . Мейоз имеет место в ходе образования гаплоидных клеток (спор или гамет) из диплоидных клеток. При этом хромосомы, доставшиеся организму от матери и отца, перестают существовать как целое - в результате кроссинговера образуются новые варианты хромосом, скомбинированные из отцовских и материнских. Таким образом, хромосомы детей, как правило, не идентичны хромосомам родителей - они содержат другие комбинации аллелей (вариантов генов).

В ходе мейоза происходит редукция хромосомного набора - образование из диплоидной клетки 4 гаплоидных клеток (n), у которых каждая хромосома представлена уже не парой сестринских хроматид, а 1 хроматидой. У человека путем мейоза образуются половые клетки (гаметы), каждая из них несет 23 хромосомы.

Диплоидность клеток в жизненном цикле восстанавливается при оплодотворении - слиянии гамет. При этом объединяются два разных хромосомных набора из двух различных геномов (генома матери и генома отца).

Типы жизненных циклов.

Различные организмы демонстрируют большое разнообразие жизненных циклов, однако во всех типах жизненных циклов можно выделить диплоидную фазу , или диплофазу (от оплодотворения до мейоза) и гаплоидную фазу , или гаплофазу (от мейоза до следующего оплодотворения).

Например, у животных (на рисунке слева) гаплоидны только гаметы, у растений (на рисунке по центру) есть диплоидное поколение (спорофит ) и гаплоидное поколение (гаметофит ), в то время как у многих одноклеточных преобладает гаплоидная фаза, а зигота после оплодотворения делится путем мейоза, в результате чего снова получаются гаплоидные клетки.

Жизненные циклы растений.

У низших растений встречаются все вышеперечисленные типы жизненных циклов. Так, преобладание диплофазы характерно для фукуса (бурая водоросль), диатомовых и некоторых зеленых водорослей (кодиум, кладофора). Гаметофит и спорофит имеются, например, у порфиры (красная водоросль), ламинарии (бурая водоросль), ульвы (зеленая водоросль). Наконец, у хламидомонады, хары и спирогиры преобладает гаплофаза, а единственной диплоидной стадией в жизненном цикле является зигота.

У высших растений в жизненном цикле представлены как гаметофит, так и спорофит. У мхов привычные нам зеленые растения являются гаплоидными. На них формируются органы полового размножения: антеридии , в которых образуются многочисленные сперматозоиды, и архегонии , в каждом из которых имеется одна яйцеклетка. Образующиеся гаметы после оплодотворения дают начало диплоидной стадии, которая развивается непосредственно на гаплоидной. Спорофит мхов состоит из гаустории , с помощью которой он прикрепляется к гаметофиту, ножки и коробочки . Спорофит мхов не способен к фотосинтезу и живет за счет гаплоидной части растения, поэтому как правило имеет коричневый цвет. Внутри коробочки множество клеток делится мейозом, образуя гаплоидные споры. Споры дают начало новым зеленым гаплоидным растениям. Таким образом, преобладающей стадией в жизненном цикле мхов является гаплоидная.

Основная жизненная стадия у сосудистых растений (плауны, хвощи, папоротники, семенные) - диплоидная . На листьях папоротников или в специальных структурах у хвощей и плаунов образуются спорангии, в которых в результате мейоза формируются мелкие одноклеточные споры. Разлетаясь и попадая в подходящие условия, они дают начало гаплоидной стадии - заростку . На заростках образуются антеридии и архегонии, формируются гаметы, происходит оплодотворение, и из зиготы развивается диплоидное растение.

У семенных растений самостоятельной гаплоидной стадии не существует, она представлена группами клеток, развивающихся в специальных органах диплоидных родительских организмов. Некоторое время отдельно существует только мужской гаметофит в виде пыльцевого зерна , но в нем в это время не происходит заметных процессов жизнедеятельности. Женский гаметофит голосеменных растений представляет собой первичный эндосперм , у цветковых растений редуцированным женским гаметофитом является зародышевый мешок . После оплодотворения развившийся из зиготы новый диплоидный организм проходит первые этапы развития также под защитой материнского организма.