Кафедра биологии и общей экологии
специальность 032400
«РАЗНОСПОРОВОСТЬ У ВЫСШИХ РАСТЕНИЙ»
Курсовая работа
студентки 6Б-21
Тумановой Н.С.
Научный руководитель
Румянцева А.В.
ЧЕРЕПОВЕЦ
2001
СОДЕРЖАНИЕ стр
2.1. Отдел Риниофиты …………………………….…………..…7
2.2. Отдел Зостерофиллофиты… …………………………….….7
2.3. Отдел Моховидные ………………………………..…………7
2.4. Отдел Плауновидные ………………………………………...7
2.5. Отдел Псилотовидные ….…………………………………...10
2.6. Отдел Хвощевидные ………………………………….……..10
2.7. Отдел Папоротниковидные ………………………………...10
2.8. Отдел Голосеменные…………………………………………12
2.9. Отдел Цветковые……………………………………………..14
Приложение……………………………………..…………20
Тема моей курсовой работы называется «Разноспоровость высших растений». В своей работе я рассматриваю все высшие растения, которые являются разноспоровыми. Высшие растения делятся на девять отделов:
Из этих отделов к разноспоровым высшим растениям относят:
Объектом исследования в этой курсовой работе является разноспоровость как явление, заключающееся в существовании мегаспор и микроспор. Микроспорой называется мелкая спора высших разноспоровых растений, из которой развивается мужской гаметофит (половое поколение); у высших споровых растений из микроспоры развивается мужской заросток, у семенных растений микроспорами являются пыльцевые зерна (пылинки). Мегаспора (макросора), более крупная из спор, образуемых высшими разноспоровыми растениями, из которой развивается женский гаметофит(половое поколение); у высших споровых растений мегаспора, прорастая, дает начало женскому заростку (у семенных растений он называется зародышевым мешком). Микроспоры, более мелкие, образуются в микроспорангии, а мегаспоры, более крупные, развиваются в мегаспорангиях. Каждая микроспора дает начало одному мужскому гаметофиту, а из каждой мегаспоры образуется по одному женскому гаметофиту. Поэтому некоторые авторы, например Б. М. Козо-Полянский, называют микроспоры «мужскими спорами», а мегаспоры – «женскими спорами».
В своей курсовой работе я ставлю цель выделить отделы высших растений, относящихся к разноспоровым. Также выделить особенности образования мегаспор и микроспор, их размеры и строение.
Для написания этой курсовой работы я пользуюсь основным литературным источником – «Жизнь растений» (4 том, 5 том 1часть). В этой книге достаточно полно освещены вопросы, необходимые для написания курсовой работы. Более полно явление разноспоровости рассмотрено в отделах Голосеменные и Цветковые. В общей характеристики этих отделов четко обозначены различия микроспор и мегаспор в их строении, местоположении и развитии. Таким образом основными задачами курсовой работы является обоснование всех факторов разноспоровости высших растений, выявлении особенности разноспоровости. Для решения задач поставленных в моей курсовой работе по изучению явления разноспоровости высших растений необходимо знать их жизненный цикл.
Жизненный цикл высшего растения состоит из двух фаз (или поколений) – бесполой, или спорофазы (спорофита), и половой, или гаметофазы (гаметофита). Началом развития полового поколения является спора, которая, как нам уже известно, образуется внутри спорангии. В спорангии может образовываться самое различное число спор. У равноспоровых высших растений, у которых споры еще не дифференцированы на микроспоры и мегаспоры, в каждом спорангии обычно образуется не менее 32 спор и лишь очень редко только 8 спор.
У разноспоровых высших растений число микроспор в каждом микроспорангии также обычно не бывает меньше 32, но в мегаспорангии, как правило, образуется только одна мегаспора.
Развитие спор внутри спорангии, особенно развитие мегаспор, происходит довольно сложным путем. Внутри спорангии закладывается первичная спорообразующая ткань. В результате нескольких митотических делений всех спорогенные клетки или только часть их дают начало материнским клеткам спор, или спороцитам. Из каждого спороцита в результате мейоза может образовываться 4 споры. Число хромосом в спорах по сравнению со спороцитом в двое меньше, что объясняется редукцией числа хромосом, происходящей в процессе мейоза следовательно, именно здесь происходит смена ядерных фаз, переход спорофазы в гамето фазу.
Микроспоры и мегаспоры окружены оболочкой (спородермой). Спородерма выполняет разнообразные функции, связанные с жизнедеятельностью споры. На ранних стадиях развития оболочка обеспечивает избирательное поступление веществ из полости спорангия (или гнезда пыльника) в развивающуюся спору. Покидая материнское растение, споры некоторое время существуют самостоятельно. В этих условиях на их оболочку, не прикрытую другими клетками, ложится полная ответственность за сохранение содержимого от высыхания, чрезмерного увлажнения или механических повреждений. Кроме этого, являясь наружным скелетом, спородерма сохраняет определенную форму.
Большое количество жизненно важных функций, ложащихся на оболочку всего лишь одной клетки, вызвало необходимость постоянного совершенствовать строение спородермы. В результате выработалась чрезвычайно прочная, устойчивая к высоким температурам, химическим реагентам и воздействию микроорганизмов, совершенная по конструкции, форме и скульптуре оболочка. Особенностью наружных слоев спородермы является также их поистине удивительная сохранность в ископаемом состоянии.
Существенным признаком в строении спородермы являются также ее форма, определяющаяся многими факторами: соединением спор в тетраде, расположением апертур, свойствами каллозы и т. д. Для бессеменных растений наиболее характерны споры, имеющие тетраэдрическую (плауны, многие папоротники, мхи) или бобовидную, переходящую в эллипсовидную (многие папоротники) форму. Хвощи и большинство моховидных имеют шарообразные споры. Голосеменные унаследовали эллипсовидную и шарообразную формы, в некоторых линиях эволюции трансформировав ее путем образования воздушных мешков.
Спородерма современных растений составлена из нескольких хорошо различимых слоев, имеющих различное происхождение и строение. Самый наружный слой – перина – характерен для многих спор мхов, папоротников, хвощей. В виде фрагментов образуется у некоторых голосеменных и, как исключение, представляет самый верхний слой спородермы некоторых очень примитивных цветковых растений. Он формируется из структур, образующихся в клетках стенках спорангия или гнезда пыльника. Следующий слои спородерма – экзина и интина, образуются протопластом самой споры.
Морфологические признаки слоев спородермы формируются постепенно в процессе развития спор. Сразу же после мейоза вокруг каждой споры образуются временная оболочка – каллоза.
Содержимое споры представляет собой первую клетку гаметофазы, и из нее в результате ряда митотических делений развивается гаметофит. Каждый изоспора дает начало обоеполому многоклеточному гаметофиту, на котором развиваются многоклеточные половые органы – антеридии и архегонии. Из гетероспор также развиваются гаметофиты, но содержимое микроспор дает начало только мужским гаметофитам, а содержимое мегаспор – женским гаметофитам.
Рассмотрев, жизненный цикл высших растений я отметила особенности как равноспоровых, так и разноспоровых растений.
Риниофиты (Rhyniophyta) относят к равноспоровым растениям. В спорангиях риниофитов развивались многочисленные споры, по строению оболочки типичные для высших растений. Споры развивались в тетрадах и были снабжены трехлучевым тетрадным рубцом. Раскрывание оболочки такой споры происходило вдоль лучей тетрадного рубца.
Зостерофиллофиты (Zosterophyllophyta) также относят к равноспоровым растениям. Их спорангии снабжены короткой ножкой и содержат одинаковые споры.
Моховидные (Bryophyta) тоже являются равноспоровыми растениями. Споры – обычно одноклеточные образования, служащие для бесполого размножения мхов и их распространения. Размеры спор сильно колеблются. Форма спор варьирует незначительно, обычно они шаровидные, реже овальные, иногда слабо округло-угловатые, редко почковидные.
А вот среди плауновидных (Lycopodiophyta) есть как равно-, так и разноспоровые растения. Разноспоровые растения обладают листьями с язычками. Споры плауновидных обычно с трехлучевым рубцом. Гаметофиты разноспоровых плауновидных однополые, незеленые, развиваются обычно в течение нескольких недель за счет питательных веществ, содержащихся в споре, и по достижении зрелости не выступают наружу, за пределы оболочки споры.
Класс изоэтопситы (Isoetopsida) включает разноспоровые плауновидные. Сюда относят порядки: селагинелловые (Selaginellales), лепидодендровые (Lepidodendrales) и полушниковые (Isoetales), причем лепидондровые полностью вымерли, а два других порядка представлены и ныне живущими растениями.