Одноклеточные растения способны к размножению

Обновлено: 05.10.2024

Как происходит размножение у одноклеточных водорослей?

Размножение одноклеточных водорослей представляет собой процесс, при котором особи водорослей воспроизводятся при помощи различных способов, существующих в природе.

Самые распространенные способы размножения водорослей — бесполый и половой, при чем один организм может использовать любой из вариантов. Однако некоторые одноклеточные водоросли могут размножаться, к примеру, только бесполым путем — к таким относится хлорелла.

Наиболее удобный пример для рассмотрения процесса размножения одноклеточных водорослей — хламидомонада. При благоприятных условиях существования она обычно выбирает бесполый способ размножения.

Бесполое размножение хламидомонады

Бесполое размножение хламидомонады состоит из следующих этапов:

остановка движения и потеря водорослью жгутиков;
образование двух, четырех или восьми подвижных клеток в материнской клетке;
выход зооспор из материнской клетки и самостоятельный рост до состояния взрослой хламидомонады.

Под зооспорами понимают подвижные клетки хламидомонады, которые формируются в случае бесполого размножения.

Половое размножение хламидомонады

Если условия существования неблагоприятные, то хламидомонада выбирает половой способ размножения.

Для этого способа характерны следующие моменты:

образование половых клеток или гамет внутри хламидомонады;
попарное соединение различных гамет хламидомонады при выходе в воду и образование зиготы с толстой оболочкой;
деление зиготы и образование четырех клеток (молодых хламидомонад) в случае наступления благоприятных условий.

Зигота — это сперматозоид и яйцеклетка, которые объединены под одной оболочкой.

Вегетативное размножение водорослей

Чем еще размножаются водоросли? Ответом на этот вопрос будет вегетативный способ размножения. Примеры большинства одноклеточных водорослей указывают на много- и разнообразие вегетативного размножения.

Этот процесс происходит как при помощи частей слоевища, так и распадом нити на одноклеточные части в результате отмирания отдельных клеток.

Некоторые водоросли имеют специальные образования, которые и обеспечивают вегетативное размножение.

К примеру, на слоевище сфацелярии или бурой водоросли есть почка, которая позже отпадает и прорастает в новое слоевище.

Для харовых водорослей характерно образование новых одноклеточных клубеньков, зимующих отдельно и дающих новую особь весной.

Акинеты являются клетками с запасами питательных веществ, которые присущи одноклеточным водорослям.

Такие клетки практически невосприимчивы к температурным перепадам, поэтому склонны к выживанию даже в неблагоприятных условиях окружающей среды — в случае гибели обычных вегетативных клеток. Нитчатые водоросли обладают акинетами такого типа, однако почти всегда их называют спорами.

Практически всем группам водорослей свойственно разделение собственного слоевища на отдельные клетки. Это довольно наглядный пример того, как одноклеточные водоросли размножаются вегетативным способом.

Перечисленные выше способы размножения считаются условно бесполыми. Чисто бесполый способ размножения характеризуется:

первоначальным делением на несколько частей протопласта клетки;
выходом продуктов деления из материнской клетки в результате разрыва ее оболочки.

Перед началом деления в протопласте клеток происходят разнообразные и до конца не изученные физиологические процессы, которые в итоге приводят к клеточному размножению. Половое размножение водорослей отличается от бесполого, в первую очередь, тем, что во втором случае происходит выход продуктов деления из оболочки материнской клетки.

Бывают случаи, когда внутри одноклеточных водорослей происходит образование одной споры, которая, в отличие от акинеты, покидает материнскую клетку.

Простое деление на двое, таким образом — тип размножения, присущий одноклеточным водорослям и другим группам данных организмов. Тем не менее этот тип размножения чаще встречается именно у одноклеточных водорослей. Основное преимущество такого способа — отсутствие существенных энергетических затрат. Его реализация связана с перешнуровкой одноклеточных водорослей. Благодаря этому способу сохраняется возможность равномерного распределения клеточных компонентов материнской клетки между двумя дочерними организмами (также и покровов).

В случае деления эвглены происходит эффективное деление ее клеточной оболочки (пелликулы) на две части между дочерними клетками.

Половой процесс одноклеточных жгутиковых водорослей характеризуется рядом особенностей. В результате него две особи сливаются — это называется гологамией.

Гологамия является процессом полового размножения, характерным для одноклеточных жгутиковых водорослей.

Слияние двух безжгутиковых вегетативных клеток представляет собой процесс конъюгации. Он представляет собой единственный вариант полового размножения одноклеточных водорослей, связанный с дроблением содержимого клетки и формирование специализированных клеток (гамет).

Для всех водорослей кроме конъюгат и красных водорослей характерно наличие гамет со жгутиками. Формирование примитивных одноклеточных водорослей происходит в вегетативных клетках.

Наиболее характерный способ размножения всех водорослей, в том числе одноклеточных — когда водоросли размножаются бесполым путем или вегетативным.

Выделяют несколько видов полового размножения:

хологамия. Это процесс слияния неспециализированных клеток. Характерен для отдельных видов одноклеточных водорослей;
изогамия. Представляет собой процесс слияния одинаковых гамет без полового разделения;
гетерогамия. Клетки в этом случае морфологически одинаковые, однако физиологически и генетически они различаются (происходит разделение полов);
оогамия. Процесс образования гамет, в котором важное значение имеют различия в строении и подвижности. Для яйцеклетки характерны крупные размеры, у нее нет подвижности. Для сперматозоидов характерны мелкие размеры, которые снабжаются жгутиком.

Размножение одноклеточных водорослей является довольно сложным. Однако это и многогранный процесс. За счет многообразия вариантов размножения эта группа живых организмов может приспосабливаться к меняющимся условиям среды и осваивать новые ареалы обитания, несмотря на примитивность строения.

На планете существуют растения, состоящие из одной-единственной клетки — одноклеточные водоросли. Некоторые водоросли образуют так называемый фитопланктон. Активно размножаясь в морской воде, фитопланктон образует целые луга на водной поверхности. В течение месяца потомство одной водоросли может достигнуть 100 миллионов клеток. Но планктонные водоросли живут недолго, и колоссальной численности достигают лишь на протяжении короткого периода.

К одноклеточным представителям пресноводных водорослей относятся хлорелла и хламидомонада. Возможно, вы замечали зеленоватый налет на внутренних стенках домашних склянок с водой. Это и есть хлорелла. Помимо стенок домашней утвари эти микроскопические растения облюбовали лужи, канавы и пруды.

Хлорелла имеет сферическую форму и достигает размеров от 2 до 10 мкм. Хлоропласты хлореллы содержат хлорофилл, необходимый для фотосинтеза. Для получения питательных веществ из солнечного света хлорелле требуются только вода, диоксид углерода, свет, а также немного минералов для размножения.

Хламидомонада отличается от хлореллы наличием жгутика, активно вращая который, водоросль может ловко передвигаться, как бы ввинчиваясь в воду. Каждая клетка-водоросль содержит пигментное тельце, называемое красным светочувствительным глазком. Глазок содержит в себе красный пигмент — гематохром. Он реагирует на свет, и хламидомонада с помощью биения жгутиков движется по направлению к свету. Хламидомонада способна размножаться как половым, так и бесполым способом. За счет красного пигмента, присутствующего в клетках вместе с хлорофиллом, в местах активного размножения хламидомонад образуются красноватые пятна.

Целостный организм состоит из дискретных единиц — клеток. Жизнь почти всех клеток короче жизни особи, поэтому существование каждой особи поддерживается размножением клеток. Каждый вид организмов также дискретен, т. е. состоит из отдельных особей. Каждая из них смертна. Существование вида поддерживается размножением особей.

Следовательно, размножение — необходимое условие существования вида и преемственности последовательных генераций внутри вида.

!. В основе классификации форм размножения эукариот лежит тип исходных клеток:

• при бесполом размножении организм производит потомство из соматических клеток, передавая дочерним организмам только собственные наследственные признаки в неизменяемом генетическом материале. Происходит простое копирование;

• при половом размножении между специализированными половыми клетками происходит обмен генетическим материалом. В этом случае дочерний организм получает генетический материал от разных исходных особей.

Всем видам эукариот свойственны оба вида размножения. Бесполое размножение.

• митотическое деление;
• шизогония (множественное деление);
• почкование;
• спорообразование;

• вегетативное размножение;
• спорообразование.

• без оплодотворения;
• с оплодотворением.

Органоиды обычно распределяются равномерно. В ряде случаев обнаружено, что делению предшествует их удвоение. После деления дочерние особи растут и, достигнув величины материнского организма, переходят к новому делению. Шизогония, или множественное деление, — форма размножения, развившаяся из предыдущей. При шизогонии происходит многократное деление ядра без цитокинеза, а затем и вся цитоплазма распределяется на частички, обособляющиеся вокруг ядра. Из одной клетки образуется много дочерних. Почкование заключается в том, что на материнской клетке первоначально образуется небольшой бугорок, содержащий ядро. Почка растет, достигает размеров материнской особи и затем отделяется от нее.

Спорообразование встречается у животных, относящихся к типу простейших, классу споровиков. Спора — одна из стадий жизненного цикла, служащая для размножения, она состоит из клетки, покрытой оболочкой, защищающей от неблагоприятных условий внешней среды. Некоторые бактерии после полового процесса способны образовывать споры.

Вопрос 41. Вегетативное (бесполое) размножение многоклеточных

1. Вегетативное размножение

3. Размножение с помощью спор

1. У многоклеточных растений одна из характерных форм бесполого размножения — вегетативное размножение. Для такого размножения могут служить отдельные части вегетативных органов. Так, осот, пырей и многие другие многолетние травы размножаются подземными участками стебля — корневищами.

В ряде случаев образуются специальные органы, служащие для вегетативного размножения. Это видоизмененные части стебля — клубни картофеля, луковицы лука, чеснока.

При вегетативном размножении у многоклеточных животных новый организм образуется из группы клеток, отделяющейся от материнского организма. Вегетативное размножение встречается лишь у наиболее примитивных из многоклеточных животных — губок, кольчатых червей и др.

За счет размножения группы клеток на теле этих животных образуется выпячивание — почка. В почку входят клетки экто-и энтодермы. У гидры почка постепенно увеличивается, на ней формируются щупальца, и затем она отделяется от материнской особи.

Ресничные и кольчатые черви делятся перетяжками на несколько частей, з каждой из которых восстанавливаются недостающие органы.

У некоторых кишечнополостных встречается размножение стробиляцией, когда полипоидный организм довольно интенсивно растет и по достижении известных размеров начинает поперечными перетяжками делиться на дочерние особи. В это время полип напоминает стопку тарелок или блюдец. Образовавшиеся особи — медузы — отрываются и начинают самостоятельную жизнь.

2. Особая форма вегетативного размножения – полиэмбриония, когда эмбрион делится на несколько частей, каждая из которых развивается в самостоятельный организм. Полиэмбриония распространена у ос, ведущих паразитический образ жизни в личиночном состоянии, среди млекопитающих она встречается у броненосца.

3. Размножение путем спорообразования связано с возникновением специальных клеток – спор. Эта форма размножения характерна:

У нитчатых зеленых водорослей из некоторых клеток могут формироваться споры. Они получили название зооспор, так как снабжены ресничками или жгутиками и могут плавать в воде. У более высокоорганизованных растений споры образуются в специальных органах – спорангиях. Споры наземных растений неподвижны, очень мелки, содержат ядро, цитоплазму и покрыты плотной оболочкой, хорошо защищающей от неблагоприятных условий. Каждая такая клетка дает начало новому организму. Число образуемых растениями спор огромно. Благодаря мелким размерам споры легко разносятся ветром. Таким образом, размножение спорообразованием имеет ряд ценных приспособлений для расселения и поддержания существования видов растений, имеющих эту форму размножения.

У многих растений (мхи, папоротникообразные) размножение спорообразованием чередуется с половым размножением.

Вопрос 42. Половое размножение одноклеточных

1. Половое размножение у одноклеточных.

2. Конъюгация, гаметическая копуляция

3. Изогамия и анизогами

1. Кроме митотического деления, у одноклеточных обнаружен также половой процесс, который заключается обычно в слиянии двух половых клеток — гамет. Формы полового процесса у одноклеточных организмов можно объединить в две группы: конъюгацию, при которой специальные половые клетки не образуются, и гаметическую копуляцию, когда формируются половые элементы и происходит их попарное слияние.

2. У некоторых видов бактерий существуют особи, которые можно назвать женскими (реципиентными) и мужскими (донорскими). Последние имеют цитоплазматический фактор пола F+.

Между такими особями периодически осуществляется половой процесс, называемый конъюгацией.

У бактерий (гаплоидов) конъюгаты после синтеза ДНК образуют между собой протоплазматический мостик, через который часть ДНК переходит из донорской клетки в реципиентную, что приводит к комбинативной изменчивости вида.

У инфузорий существует своеобразная форма конъюгации. Инфузории — животные из типа простейших. Их характерной чертой является наличие двух ядер:

При конъюгации инфузории сближаются попарно, между ними образуется протоплазматический мостик. Одновременно в ядерном аппарате каждого из партнеров совершаются сложные процессы: макронуклеус растворяется, а микронуклеус делится без предварительного удвоения хромосом (путем мейоза), в результате чего формируется стационарное и мигрирующее ядра. Каждое из них содержит гаплоидный набор хромосом. Мигрирующее ядро переходит в цитоплазму партнера, где оба ядра (стационарное и мигрирующее) сливаются, образуя так называемый синкарион, содержащий диплоидный набор хромосом. После ряда сложных перестроек из синкариона формируются обычные макро- и микронуклеусы. После конъюгации инфузории расходятся. Каждая из них сохраняет самостоятельность, но благодаря обмену кариоплазмой наследственная информация каждой особи изменяется, что (как и в других случаях полового процесса) может привести к появлению новых комбинаций свойств и признаков.

Гаметической копуляцией называется половой процесс у одноклеточных организмов, при котором две особи приобретают половые различия, т. е. превращаются в гаметы и полностью сливаются, образуя зиготу.

3. В процессе эволюции степень различия гамет нарастает. На первом этапе полового размножения у гамет еще не наблюдается морфологической дифференцировки, т. е. имеет место изогамия. Примером может служить размножение раковинной корненожки полистолиллы. У этих одноклеточных животных ядро делится путем мейоза, три гаплоидных ядра лизируются, а клетка, приобретая пару жгутиков, становится подвижной изо-гаметой.

Дальнейшее усложнение процесса связано с дифференцировкой гамет на крупные и мелкие клетки, т. е. появлением анизогамии. Наиболее примитивная форма ее существует у некоторых колониальных жгутиконосцев. У Pandorina morum образуются как большие, так и малые гаметы, причем и те и другие подвижны. Более того, сливаться попарно могут не только большая гамета с малой, но и малая с малой, однако большая гамета с большой никогда не сливаются. Следовательно, у пандорины наряду с появлением анизогамии еще сохраняется изогамия.

У другого колониального жгутиконосца – Eudorina elegans и хламидомонад макро- и микрогаметы еще подвижны, но сливаются лишь разные гаметы, т. е. проявляется исключительно анизогамия. Наконец, у вольвокса большая гамета становится неподвижной, она во много раз крупнее мелких подвижных гамет.

Такая форма анизогамии, когда гаметы резко различны, получила название оогамии. У многоклеточных животных при половом размножении имеет место лишь оогамия.

Вопрос 43. Половое размножение многоклеточных. Строение половых клеток (гамет)

1. Гаметы у многоклеточных

1. Гаметы представляют собой высокодифференцированные половые клетки. В процессе эволюции они приобрели приспособления для выполнения специфических функций. Формированию гамет у многоклеточных предшествует особая форма деления клеток — мейоз. В результате мейоза в половых клетках образуется не диплоидный, как в соматических клетках, а гаплоидный набор хромосом. Развитие гамет у многоклеточных животных происходит в половых железах – гонадах. Различают два типа половых клеток:

Ядра как мужских, так и женских гамет в равной мере содержат наследственную информацию, необходимую для развития организма. Но другие функции яйцеклетки и сперматозоида различны, поэтому по строению они резко отличаются друг от друга.

Сперматозоиды развиваются в семенниках, яйцеклетки — в яичниках. Семенниками обладают особи мужского пола (самцы), яичниками — женские особи (самки).

2. Если мужские и женские клетки развиваются в одной особи, такой организм называется гермафродитом. Гермафродитизм свойствен многим животным, стоящим на сравнительно низких ступенях эволюции органического мира:

• плоским и кольчатым червям;

• как патологическое состояние в других группах животных. При естественном гермафродитизме мужские и женские половые железы могут функционировать одновременно на протяжении всей жизни данной особи. В таких случаях организмы, как правило, имеют ряд приспособлений, препятствующих самооплодотворению.

У моллюсков половая железа периодически продуцирует то яйцеклетки, то сперматозоиды. Это зависит как от возраста особи, так и от условий существования. Например, у устриц это может быть обусловлено преобладанием белкового или углеводного питания.

3. Яйцеклетки неподвижны, имеют шаровидную или слегка вытянутую форму. Они содержат все типичные клеточные органоиды, но строение их отличается от такового у других клеток, так как приспособлено для реализации возможности развития целого организма. Размеры яйцеклетки значительно превышают размеры соматических клеток. Внутриклеточная структура цитоплазмы в яйцеклетках специфична для каждого вида животных, чем обеспечиваются видовые, а нередко и индивидуальные, особенности развития.

В яйцеклетках содержится ряд веществ, необходимых для развития зародыша. К их числу относится питательный материал — желток. У некоторых видов животных накапливается столько желтка в яйцеклетках, что они могут быть видны невооруженным глазом.

Яйцеклетки покрыты оболочками, которые по происхождению бывают:

Первичная оболочка образуется из поверхностного слоя еще незрелой половой клетки — овоцита. Под электронным микроскопом видно, что она пронизана микроворсинками и отростками фолликулярных клеток, прилегающих к поверхности яйцеклетки. По этим структурам в овоцит поступают питательные вещества. После завершения периода роста они стягиваются, а пористость первичной оболочки исчезает.

Вторичная оболочка состоит из фолликулярных клеток или выделяемых ими секретов.

Третичными оболочками являются, например, белковая, подскорлуповая и скорлуповая оболочки яиц птиц. Яйцеклетки не у всех видов животных обладают всеми тремя типами оболочек, иногда может встречаться всего одна или две из них. Яйцеклетки млекопитающих третичной оболочки не имеют.

4. Сперматозоиды обладают способностью к движению, чем в известной мере обеспечивается возможность встречи с яйцеклеткой. По морфологическому строению и малому количеству цитоплазмы сперматозоиды резко отличаются от всех других клеток, но все основные органоиды в них имеются.

Типичный сперматозоид имеет:

На переднем конце головки расположена акросома, состоящая из видоизмененного комплекса Гольджи. Основную массу головки занимает ядро. В шейке находятся центриоль и спиральная нить, образованная митохондриями. При исследовании сперматозоидов обнаружено, что протоплазма головки сперматозоида имеет не коллоидное, а жидкокристаллическое состояние. Этим достигается устойчивость сперматозоидов к неблагоприятным влияниям внешней среды. Размеры сперматозоидов всегда микроскопические.

Для некоторых животных характерны атипичные сперматозоиды, строение которых весьма разнообразно. Скажем, сперматозоиды ракообразных обладают выростами в виде лучей.

А.2. Наследственный аппарат расположен в нуклеарной области у:

1)дифтерийной палочки 2) вируса натуральной оспы 3) инфузории – туфельки 4) эвглены зеленой

А.3. На рисунке изображен:

1) Можжевельник 2) Кипарис

3) Сосна4) Пихта

А.4.Если в груше пять семян, то сколько яйцеклетокучаствовало в их образовании?

1) 2 3) 52) 104) ни одной

А.5. Семена голосеменных растений:

1) однодольные2) двудольные 3)многодольные4) нет верного ответа

А.6. * Определите верность следующих суждений:

А)У представленного на рисунке организма уже имеется клеточная дифференциация: одни клетки выполняют роль соматических, а другие становятся репродуктивными

Б)Набор хромосом в представленном организме диплоидный: 2n

1)верно только А 2) верно только Б 3) оба суждения верны 4)оба ошибочны

А.7. Семена сосны снабжены крылышком, которые формируются из:

1) семязачатков 2) остатков шишки 3) околоплодника 4)тканей семенной кожуры

А.8. * За счет чего осуществляется рост побега из верхушечной почки?

1) апикальной меристемы 2) латеральной меристемы

3) вторичной меристемы 4) все ответы неверные

А.9. У высших водных растений, в отличие от обитающих на суше:

1) НЕ бывает цветков 2)устьица располагаются на верхней стороне листа

3) нет листьев 4) нет побега

А.10. Большинство настоящих грибов в клетках имеет:

1) клеточный центр 2) лейкопласты (бесцветные пластиды)

3)вакуоли 4) клеточную пектиновую оболочку

А.11. * Тип ветвления, при котором конус нарастания делится на два, называется:

1)дихотомическое2)симподиальное3) моноподиальное4) все ответы верны

А.12. Корневой чехлик отсутствует у:

1) одуванчика2)повилики3) лютика4) анютиных глазок

А.13. Растения, как правило, запасают вещества, богатые энергией, в форме:

1) гликогена 2) глюкозы 3)крахмала 4) жира

А.14. У плодоносящей земляники корни:

1) главный и боковые 2)боковые и придаточные 3) боковые 4) придаточные

А.15. * Определите верность следующих суждений:

А) У ботрических (рацемозных) соцветий первым распускается самый нижний цветок

Б) Цимозные соцветия характеризуются симподиальным ветвлением.

1) верно только А2) верно только Б3)оба суждения верны 4) оба суждения ошибочны

1) видоизмененные придаточные корни 2)видоизмененная система побегов

3) видоизмененный побег 4)видоизмененные листья

А.17. К видоизмененным побегам относятся:

1)колючки терна 2) колючки акации 3)колючки барбариса

4)колючки нижней части ствола некоторых пальм

А.18. Интенсивность метаболизма наиболее высокав:

1) эпидермисе2) колленхиме 3) склеренхиме 4)паренхиме

А.19. Женский гаметофит голосеменных формируется:

1)из мегаспоры 2) нуцеллуса 3) архегония 4) антеридия

А.20. У улотрикса мейоз происходит в:

1)зиготах2) спорах 3) клетках, дающих начало гаметам 4) нет верного ответа

А.21. Листостебельное растение, которое преобладает в жизненном цикле Покрытосеменных, это:

1) гаметофит2)диплоидный спорофит

3) гаплоидный спорофит 4) все варианты неправильные

А.22. * Правильный цветок (через который можно провести несколько осей симметрии), называется:

1) зигоморфный2)актиноморфный

3) несимметричный4) все ответы неправильные

А.23. Синезеленые водоросли, вероятно не принадлежат к царству растений, потому что:

1)являются прокариотическими организмами

2) отличаются составом фотосинтезирующих пигментов

3) относятся к одноклеточным организмам 4) являются составной частью лишайников

А.24. Организмом с миксотрофным типом питания является:

1) эудорина2) эвглена снежная 3) ряска 4)все перечисленные организмы

В.1. Чем характеризуется оплодотворение у покрытосеменных растений:

1)происходит слияние женских и мужских половых гамет

2) яйцеклетка окружается большим числом сперматозоидов

3)гаплоидное ядро спермия сливается с диплоидной центральной клеткой

4) в процессе участвуют подвижные мужские гаметы

5) процесс может происходить вне организма

6) происходит в зародышевом мешке взрослого организма

В.2. Прогрессивными чертами голосеменных растений были:

1)Способность к фотосинтезу.

2)Появление сосудистой системы и механической ткани.

3)Появление органов и тканей.

4)Для оплодотворения не нужна вода.

5)Размножение семенами с уже сформированным зародышем и запасом питательных веществ.

6)Развитие гаметофита на спорофите.

В.3. * Установите правильную последовательность, характерную для размножения голосеменных растений, начиная с микроспорогенеза.

1)микроспоры мейотически делятся и образуют многочисленные тетрады гаплоидных микроспор (спорическая редукция).

2)ядро микроспоры дважды делится митотически, затем одна из клеток еще раз митотически делится, образуя незрелую пыльцу.

3)проникновение пыльцы в промежутки между семенными чешуями женских шишек, где она задерживается, благодаря выделяющейся здесь жидкости.

4)пыльца созревает, микроспорангии вскрываются и пыльца высыпается наружу.

5)покрытие микроспор наружной плотной оболочкой (экзиной), под которой позже формируется внутренняя оболочка

6)внутри микроспорангиев развивается большое количество диплоидных материнских клеток микроспор

В.4. Установите последовательность расположения слоев дерева на распиле, начиная с наружного

Читайте также: