3.Бесполое и половое размножение. Особенности размножения вирусов, бактерий, водорослей, мохообразных, папоротникообразных, голосеменных, покры­тосеменных, грибов и лишайников.

Характеристика бесполого размножения

1.Участвует одна родительская особь.

2.Гамет нет.

3.Потомки идентичны родительской особи. Способ изменчивости – мутации.

4.Приводит к быстрому увеличению числа потомков.

5.В основе - митоз.

6. Характерно для растений, некоторых низших животных, микроорганизмов. У высших животных не встречается из-за высокой специализации клеток.

Характеристика полового размножения

1.Участвует две родительские особи (женская ♀и мужская ♂).

2.Образуются гаплоидные гаметы, которые сливаются с образованием зиготы, а затем зародыша.

3.Потомки не идентичны родительской особи. У них, в результате генетической рекомбинации (объединение в зиготе 2х наборов хромосом) ,возникает генетическая изменчивость.

4.Менее быстрое увеличение числа особей.

5.В основе - мейоз.

6. Характерно для большинства растений, животных.

1.Вирусы

Редупликация вирусного генома с помощью ферментов, закодированных в геноме вируса.

2.Бактерии

Бесполое: путем удвоения ДНК с последующим делением клетки.

Половой процесс: гаметы не образуются, происходит обмен генетическим материалом - генетическая рекомбинация. 3 способа получения рекомбинантов – трансформация (прямое поглощение ДНК клетками, приводящее к рекомбинации между разными ДНК), конъюгация (перенос ДНК плазмид или части бактериальной хромосомы в другую бактерию), трансдукция (перенос ДНК бактериофагами).

3.Водоросли

Половое и бесполое. Взрослая особь гаплоидна. В жизненном цикле преобладает гаметофит (Г>С).

Бесполое размножение происходит в летнее время, а осенью половое.

Схема жизненного цикла хламидомонады.

4.Грибы

Бесполое (части мицелия, споры) и половое (гаметами).

5.Лишайник

Бесполым и половым. Особи микобионта (гриба) размножаются всеми способами, фотобионт (водоросль) - вегетативно.

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

6.Мохообразные

Мхи – тупиковая ветвь в развитии растений, т.к. регресс – спорофита

Бесполое: споры, развивающиеся на спорофите (состоящем только из ножки и коробочки). Половым (половое поколение гаметофит – многолетнее зеленое растение). Половые органы – архегонии и антеридии. В жизненном цикле преобладает гаметофит (Г>С).

Взрослая особь гаплоидна. Кукушкин лён мох высотой до 20 см, обитающий в еловом лесу на болотах. Гаметофиты раздельнополы. На верхушке растений половые органы (♂ -антеридии,♀ - архегонии). После оплодотворения на ♀ растении образуется диплоидный спорофит – коробочка на ножке (спорангий). В коробочке происходит мейоз, и образуются гаплоидные споры(n) .Они прорастают в нить – протонему→ новые гаметофиты.

Схема жизненного цикла мха (кукушкин лен) .

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

7.Папоротникообразные

Бесполое - спорами и вегетативно (корневищами) и половое.

В жизненном цикле преобладает спорофит (С > Г). Взрослая особь диплоидна.

На листьях папоротника образуются спорангии– сорусы. Спора митотически делится и образуется заросток (n). На его нижней стороне гаметангии, в которых формируются гаметы. После оплодотворения зигота делится и возникает зародыш→ спорофит.

Схема жизненного цикла папоротника (щитовника мужского).

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

8.Голосеменные

Характеризуются чередованием двух поколений –полового (гаметофит) и бесполого (спорофит).

Взрослая особь диплоидна. В жизненном цикле преобладает спорофит (С > Г).

Дерево – спорофит.

Содержимое пыльцевого зерна – мужской гаметофит.

Содержимое зародышевого мешка – женский гаметофит

Весной у основания новых побегов сосны появляются группы мужских зеленых эллипсовидных шишек. Женские шишки красноватые на концах новых побегов тех же растений.

Схема жизненного цикла сосны.

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ. Один спермий сливается с яйцеклеткой, второй гибнет. Образуется зигота(2n) → зародыш→семя. Семя созревает на второй год, на третий год высыпается. У зрелого семени крыловидный придаток.

ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ

9.Покры­тосеменные

СТРОЕНИЕ ЦВЕТКА

1.Цветоножка,2.Цветоложе,3.Чашелистики чашечки,4.Тычинка,5.пестик,6.Лепестки венчика.

Чашечка + венчик =ОКОЛОЦВЕТНИК

Тычинка и пестик – репродуктивные органы цветка (тычинка -♂ , пестик -♀ ).

Бесполое размножение:вегетативное (корневище, клубень, луковица,ус, черенок, прививка – пересадка побега или почки, культура тканей- из 1-3 клеток выращивают растение).

Половое : цветок – орган полового размножения (видоизмененный побег).

Характеризуются чередованием двух поколений –полового (гаметофит) и бесполого (спорофит). ( С› Г).

Растение – спорофит.

Гаметофит крайне редуцирован: содержимое пыльцевого зерна - МУЖСКОЙ ГАМЕТОФИТ, содержимое зародышевого мешка - ЖЕНСКИЙ ГАМЕТОФИТ

Оплодотворение двойное - по Навашину С.Г. (один спермий оплодотворяет и яйцеклетку = зародыш 2п, второй спермий оплодотворяет центральную клетку = эндосперм 3п). Значение двойного оплодотворения:

1).питательная ткань (эндосперм) не запасается заранее, а развивается после оплодотворения. Поэтому семяпочка развивается быстрее, чем у других растений (например, голосеменных);

2).эндосперм триплоидный (3n)-повышенная продуктивность.

Плод –конечный этап развития воспроизводящих органов цветковых(околоплодник развивается из стенок завязи).

Схема жизненного цикла цветковых.

ФОТОСИНТЕЗ

ХЕМОСИНТЕЗ

ФОТОСИНТЕЗ- процесс образования органических веществ из неорганических под действием солнечного света.

Изучал К.А.Тимирязев. Он определил «космическую» роль растений в 1903г.

ФОТОСИНТЕЗ

↓ ↓

Темновая фаза Световая фаза

Уравнение фотосинтеза

Световая фаза фотосинтеза (световые реакции фотосинтеза) проходят на мембранах тилакоидов в присутствии света. Ее описывает Z- схема.

КОНЕЧНЫЕ ПРОДУКТЫ СВЕТОВОЙ ФАЗЫ: О₂↑(в атмосферу), АТФ (в темновую фазу), НАДФН₂(в темновую фазу).

Темновые реакции фотосинтеза проходят в строме хлоропласта. Их последовательность определена Кальвином в 1961 г (США) (Нобелевская премия) и названа циклом Кальвина.

В данных реакциях свет значения не имеет. Происходит восстановление СО₂ до органических в-в (глюкоза, крахмал) с участием АТФ и НАДФН₂.

Значение фотосинтеза

1. Образование О₂ и аэробного дыхания в 20 раз более эффективного чем анаэробное.

2. Образование озонового экрана О₃(на высоте 15-20 км от Земли) - защита от коротковолновой УФ радиации.

3. Образование органических веществ – источника энергии для авто- и гетеротрофов.

4. Снижение количества СО₂ в атмосфере – предотвращает парниковый эффект.

5. В будущем моделируя фотолиз Н₂О возможно получать Н₂ как топливо (продукт сгорания Н₂О), что заменит ядерную и другие виды энергии.

ХЕМОСИНТЕЗ- способ автотрофного питания, при котором органические вещества синтезируются благодаря энергии окисления неорганических в-в. Открыт Виноградским в 1887г.

Хемосинтетики: азотфиксирующие, нитрифицирующие, железо- и серобактерии.

Значение хемосинтеза:

1.Хемосинтетики – звено в круговороте элементов :S, N, Fe.

2.Природные усвоители ядовитых в-в – NH₃ и Н₂S.

3.Нитрифицирующие бактерии обогащают почву нитритами и нитратами, которые усваивают растения.

4.Используются для очистки сточных вод.