Жизненный цикл растений: фазы развития, чередование поколений и размножение

В статье подробно разбирается, что такое жизненный цикл растений, из каких стадий он состоит и чем отличается у разных групп растений – мхов, папоротников, голосеменных и цветковых. Читатель узнает о чередовании поколений гаметофита и спорофита, половом и бесполом размножении, образовании спор, гамет, семян и плодов, а также о процессах опыления и оплодотворения.

Материал будет полезен школьникам, студентам и всем, кто готовится к ЕГЭ по биологии, поскольку жизненный цикл растений – одна из ключевых тем экзамена. Статья помогает понять логику развития растений, запомнить основные стадии и разобраться в особенностях различных типов размножения.

Что такое жизненный цикл растения?

Жизненный цикл растения – совокупность всех фаз развития от образования зиготы до достижения зрелости и способности дать начало следующему поколению. Включает смену поколений с разным набором хромосом, половым и бесполым способами размножения.

За счет полового размножения жизненный цикл обеспечивает генетическое разнообразие потомства, что улучшает адаптацию к изменяющимся условиям среды. Бесполое размножение способствует быстрому увеличению популяции и расселению, потомки генетически идентичны.

Понимание жизненного цикла необходимо для грамотного сельского хозяйства и садоводства, управления размножением и распространением флоры, сохранением видов, изучения адаптации растений к новым условиям и их эволюции.

Какой раздел ботаники изучает жизнедеятельность растений?

Жизненный цикл растений, или онтогенез, изучает ботаника и её разделы, но ключевыми являются морфология и физиология растений. Морфология растений описывает последовательность фаз развития и смену поколений, таких как спорофит и гаметофит, а физиология растений исследует функциональные изменения на каждом этапе индивидуального развития.

Какие бывают стадии жизненного цикла растения?

Жизненный цикл растения включает несколько стадий, где чередуются поколения гаплоидного гаметофита и диплоидного спорофита, основные из которых – зигота, спорофит, гаметофит, взрослое растение, семя.

Зигота – диплоидная клетка или клетка с двойным набором хромосом. Она образуется при слиянии двух гамет при оплодотворении, считается началом нового организма и развивается в спорофит.

Спорофит – диплоидная многоклеточная фаза, развивается из зиготы. На спорофите формируются органы, спорангии, в них происходит мейоз и образуются гаплоидные споры. Споры рассеиваются и дают начало гаметофиту. У высших растений спорофит – доминирующая фаза цикла, представляет собой взрослое растение с корнями, стеблями, листьями и цветками.

Гаметофит – гаплоидная или с одним набором хромосом многоклеточная стадия. Отвечает за формирование гамет – мужских и женских половых клеток, бывает однополым, когда производит один тип гамет, или двуполым, если производит оба типа.

Взрослое растение обычно бывает спорофитом, достигшим зрелости, способным к фотосинтезу и размножению.

Семя формируется после оплодотворения, содержит зародыш и запас питательных веществ. Зародыш развивается из зиготы и защищен семенной оболочкой.

Подберите репетитора по биологии

Опишите свои требования и получите предложения исполнителей

Оставить заявку

Какой жизненный цикл у споровых растений?

Жизненный цикл споровых растений характеризуется чередованием спорофита и гаметофита, чаще с преобладанием спорофита. У споровых сосудистых растений, например, папоротников, на нижней стороне листьев расположены спорангии, в которых происходит мейоз и образуются гаплоидные споры.

Из спор прорастают гаплоидные гаметофиты, они называются заростками и представляют собой небольшие пластинчатые или самостоятельные растения. Заросток несет мужские (антеридии) и женские (архегонии) половые органы, в которых формируются гаметы. После оплодотворения развивается новая зигота, из нее начинает расти спорофит, гаметофит постепенно отмирает.

Какой жизненный цикл у голосеменных?

Жизненный цикл голосеменных растений, таких как сосна, проходит с доминированием спорофита и сильным упрощением гаметофита. Спорофит представляет собой самостоятельный крупный древесный организм, способный к фотосинтезу и образованию шишек, специализированных органов размножения.

Гаметофит редуцирован и полностью зависит от спорофита. Мужской гаметофит или пыльцевое зерно сформирован из нескольких клеток, развивается внутри микроспорангиев мужских шишек. Женский гаметофит созревает внутри семязачатка женской шишки, состоит из множества клеток, пределы шишки не покидает и формирует несколько архегониев с яйцеклетками.

На примере сосны жизненный цикл голосеменных состоит из следующих стадий:

1. спорофит (взрослое дерево);
2. образование спор, которые формируются в шишках;
3. развитие мужских и женских гаметофитов;
4. опыление, пыльца переносится ветром;
5. оплодотворение внутри женского гаметофита с формированием зиготы;
6. формирование семени, из зиготы развивается зародыш;
7. прорастание семени.

Какой жизненный цикл у цветковых растений?

Жизненный цикл цветковых растений отличается рядом уникальных особенностей: доминированием спорофита, двойным оплодотворением, образованием семени и плода. К цветковым (покрытосеменным) относятся яблоня, роза, дуб, земляника, береза, подорожник, пшеница и др.

Спорофит у цветковых – самое развитое и заметное поколение, он формирует органы растения: корни, стебли, листья, цветки и плоды. В специальных органах спорофита семяпочках и пыльниках образуются микроспоры и мегаспоры. Из микроспор развиваются мужские гаметы, а из мегаспор женские.

При опылении пыльца переносится на рыльце пестика, где начинается прорастание пыльцевой трубки, по которой два спермия попадают в зародышевой мешок. Двойное оплодотворение – уникальный процесс для цветковых растений: один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, будущего зародыша, а второй с центральной клеткой зародышевого мешка, формируя эндосперм – будущий запас питательных веществ.

После оплодотворения из семяпочки развивается семя, а из завязи плод, который защищает и способствует распространению семян. При благоприятных условиях семя прорастает, создается новый спорофит и цикл повторяется.

Как проходит размножение растений?

Размножение растений происходит двумя основными способами: половым и бесполым, у каждого из которых есть свои особенности.

Половое размножение связано с участием половых клеток, гамет, которые образуются в гаметофите. У голосеменных оплодотворение происходит в женских шишках, где с яйцеклетками сливаются мужские гаметы (пыльца), принесенные ветром.

У покрытосеменных в тычинках цветка образуются мужские гаметы (спермии), а в пестике женские гаметы (яйцеклетки). После опыления пыльца прорастает пыльцевой трубкой к зародышевому мешку, где происходит двойное оплодотворение, формируются зигота и питательный эндосперм.

Бесполое размножение (агамогенез) возможно из соматических клеток растения без участия гамет. Новое растение развивается из частей родительского организма – корней, стеблей, листьев или специальных структур. У споровых агамогенез происходит через споры – специальные клетки, образующиеся при неблагоприятных условиях. Споры обеспечивают выживание растений, в благоприятном климате прорастают и дают начало гаметофиту, половому поколению растений.

Как образуются споры и гаметы?

Споры образуются в результате мейоза у высших растений или митоза у низших растений и грибов, служат для бесполого размножения. Гаметы получаются при митозе и необходимы для полового размножения, сливаются в процессе оплодотворения.

Где происходит мейоз в цикле растения?

У растений мейоз происходит в период образования спор в спорангиях, которые находятся в спорофите. Эти споры прорастают в гаметофит, где формируются гаметы, участвующие в оплодотворении. Мейоз обеспечивает переход от диплоидного спорофита к гаплоидному гаметофиту.

Чем отличаются однолетние и многолетние растения?

Однолетние растения проходят жизненный цикл за один сезон. Они прорастают, растут, цветут, дают семена, а к концу сезона отмирают, оставляя только семена, из которых на следующий год вырастут новые растения.

Многолетние растения способны переживать зиму и живут более двух лет. Обычно у них отмирает надземная часть, тогда как в почве сохраняются корни и корневища, которые весной дают новые побеги.

Узнайте точные цены на услуги репетиторов

Оставьте заявку и получите предложения от частных преподавателей биологии в вашем городе

Уточнить стоимость

Что такое спорофит и гаметофит?

Спорофит и гаметофит – два разных поколения в жизненном цикле растений, которые отличаются функциями и набором хромосом. Спорофит отвечает за бесполое размножение, развивается из оплодотворенной яйцеклетки, зиготы, и представляет собой диплоидную многоклеточную фазу. Путем мейоза уменьшает число хромосом вдвое и в специальных органах (спорангиях) производит споры. Преобладает у папоротников, голосеменных и покрытосеменных.

Гаметофит путем митоза формирует половые клетки гаметы (сперматозоиды и яйцеклетки), отвечает за половое размножение и является гаплоидной многоклеточной фазой. Гаметофит преобладает у мхов в виде зеленого растения, спорофит мал и зависит от гаметофита.

Как происходит процесс увядания растений?

Увядание растений происходит, когда воды из почвы поступает меньше, чем испаряется, тургор клеток снижается, листья становятся мягкими и поникают, стебли опускаются вниз. Часто процесс сопровождается перераспределением ресурсов: питательные вещества из увядающих органов, например, цветов, направляются в корни или стебли.

Увядание может быть связано с физиологическими изменениями, которые запускают процессы старения и отмирания тканей: снижением синтеза белка, нарушением целостности клеточных мембран, изменением гормонального баланса.

Как запомнить жизненный цикл растения?

Чтобы запомнить жизненный цикл растения, вам следует визуализировать и зарисовать каждую стадию, от семени до взрослого растения с плодами. Ваша цель – не просто запомнить стадии, а освоить их логическую связь. Для эффективного запоминания жизненного цикла цветкового или спорового растения, например папоротника, используйте метод ассоциаций для сложных понятий, таких как гаметофит и спорофит. Усвоить чередование поколений поможет структурирование информации в виде схемы.

Если вы, как любитель школьник или студент, чувствуете, что ошибаетесь в последовательности стадий от прорастания до цветения и не понимаете процесс опыления, наймите репетитора по биологии. Репетитор поможет вам разобраться в теме быстрее и эффективнее, чем вы будете изучать ее самостоятельно. Индивидуальный подход частного педагога позволит вам как ученику усвоить материал с учетом вашего типа памяти. Он подберет подходящие мнемотехники, чтобы вы освоили даже самый сложный жизненный цикл мха или голосеменного растения, включая такие термины, как архегоний и антеридий, и успешно достигли своей цели

Есть ли в ЕГЭ по биологии вопросы про жизненный цикл растений?

Да, в ЕГЭ по биологии есть задания про жизненный цикл растений. Они встречаются в части 1 и части 2 и могут проверять:

• стадии жизненного цикла растений;
• отличие спорофита и гаметофита;
• образование спор и гамет;
• процессы опыления, оплодотворения, формирования семян и плодов;
• особенности жизненных циклов мхов, папоротников, голосеменных и покрытосеменных растений.

Чаще всего такие вопросы встречаются в темах 24–26 кодификатора и могут быть в формате тестов, схем и заданий на последовательность. Если вы готовитесь сдавать ЕГЭ по биологии, важно уделить внимание жизненному циклу растений, так как эта тема регулярно встречается в экзаменационных заданиях.