Решение задач по теме « Жизненный цикл растений»

                                       Решение задач по теме « Жизненный цикл растений»

      Среди заданий ЕГЭ есть задачи по жизненному циклу растений. Чтоб успешно справиться с заданием, ученик должен четко знать, что такое гаметофит и спорофит, их хромосомный набор, какое поколение доминирует в жизненном цикле. Только у мхов взрослые мужские и женские растения – это гаметофит, у остальных высших растений в жизненном цикле доминирует диплоидный спорофит. Это взрослые растения, которые мы видим. А у мха спорофит – это коробочка со спорами, паразитирующая на женском гаметофите (взрослое растение)

     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 хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для гамет и спор рас­те­ния мха ку­куш­ки­на льна? Объ­яс­ни­те, из каких кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния они об­ра­зу­ют­ся.

По­яс­не­ние.

Га­ме­ты мха ку­куш­ки­на льна об­ра­зу­ют­ся на га­ме­то­фи­тах из га­п­ло­ид­ной клет­ки путём ми­то­за. Набор хро­мо­сом у гамет оди­нар­ный — n.

Споры мха ку­куш­ки­на льна об­ра­зу­ют­ся на ди­пло­ид­ном спо­ро­фи­те в спо­ран­ги­ях путём мей­о­за из ди­пло­ид­ных кле­ток. Набор хро­мо­сом у спор оди­нар­ный — n

№2 Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для га­ме­то­фи­та и гамет мха сфаг­ну­ма? Объ­яс­ни­те из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти клет­ки?

По­яс­не­ние.

1) Га­ме­то­фит и га­ме­ты сфаг­ну­ма га­п­ло­ид­ны, и набор хро­мом, и ко­ли­че­ство ДНК в клет­ках от­ве­ча­ют фор­му­ле nc.

2) Га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся из споры, ко­то­рая об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те мей­о­за из тка­ней спо­ро­фи­та.

3) Спора де­лит­ся ми­то­зом, об­ра­зуя га­ме­то­фит.

№3 Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для споры, га­ме­то­фи­та и спо­ро­фи­та мха ку­куш­кин лён? Из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти ста­дии раз­ви­тия мха?

По­яс­не­ние.

1) Спора и га­ме­то­фит мха со­дер­жат га­п­ло­ид­ный набор хро­мо­сом, а спо­ро­фит ди­пло­и­ден.

2) Спора об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те мей­о­за из спо­ро­нос­ных кле­ток спо­ро­фи­та,

а га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся из споры путём ми­то­за.

3) Спо­ро­фит об­ра­зу­ет­ся после опло­до­тво­ре­ния из зи­го­ты путём ми­то­за.

№4. Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для гамет и спор рас­те­ния плауна булавовидного? Объ­яс­ни­те, из каких кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния они об­ра­зу­ют­ся.

По­яс­не­ние.

Га­ме­ты плауна об­ра­зу­ют­ся на га­ме­то­фи­тах ( заростках) из га­п­ло­ид­ной клет­ки путём ми­то­за. Набор хро­мо­сом у гамет оди­нар­ный — n.

Споры мха плауна об­ра­зу­ют­ся на ди­пло­ид­ном спо­ро­фи­те (взрослое растение) в спо­роносных колосках путём мей­о­за из ди­пло­ид­ных кле­ток. Набор хро­мо­сом у спор оди­нар­ный — n

№5. Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для га­ме­то­фи­та и гамет папоротника? Объ­яс­ни­те из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти клет­ки?

По­яс­не­ние.

1) Га­ме­то­фит (заросток) и га­ме­ты папоротника га­п­ло­ид­ны, и набор хро­мом, и ко­ли­че­ство ДНК в клет­ках от­ве­ча­ют фор­му­ле nc.

2) Га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся из споры, ко­то­рая об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те мей­о­за из тка­ней спо­ро­фи­та ( взрослого растения)

3) Спора де­лит­ся ми­то­зом, об­ра­зуя при прорастании га­ме­то­фит.

№6. Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для споры, га­ме­то­фи­та и спо­ро­фи­та хвоща? Из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти ста­дии раз­ви­тия мха?

По­яс­не­ние.

1) Спора и га­ме­то­фит (заросток) хвоща со­дер­жат га­п­ло­ид­ный набор хро­мо­сом, а спо­ро­фит ( взрослое растение) ди­пло­и­ден.

2) Спора об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те мей­о­за из кле­ток спороносного колоска спо­ро­фи­та, а га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся из споры путём ми­то­за.

3) Спо­ро­фит об­ра­зу­ет­ся после опло­до­тво­ре­ния из зи­го­ты путём ми­то­за.

№7 Какой хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для кле­ток мя­ко­ти иго­лок и спер­ми­ев сосны? Объ­яс­ни­те, из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти клет­ки

По­яс­не­ние.

Эле­мен­ты от­ве­та:

1) в клет­ках иго­лок сосны набор хро­мо­сом – 2n; в спер­ми­ях сосны – n;

2) взрос­лое рас­те­ние сосны раз­ви­ва­ет­ся из зи­го­ты (2n);

3) спер­мии сосны раз­ви­ва­ют­ся из га­п­ло­ид­ных мик­ро­спор (n) путём ми­то­за

№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.

Пояснение.

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 хро­мо­сом­ный набор ха­рак­те­рен для ядер кле­ток эпи­дер­ми­са листа и вось­ми­ядер­но­го за­ро­ды­ше­во­го мешка се­мя­за­чат­ка цвет­ко­во­го рас­те­ния? Объ­яс­ни­те, из каких ис­ход­ных кле­ток и в ре­зуль­та­те ка­ко­го де­ле­ния об­ра­зу­ют­ся эти клет­ки.

По­яс­не­ние.

1. Эпи­дер­мис листа имеет ди­пло­ид­ный набор хро­мо­сом. Взрос­лое рас­те­ние яв­ля­ет­ся спо­ро­фи­том.

2. Все клет­ки за­ро­ды­ше­во­го мешка га­п­ло­ид­ны, но в цен­тре на­хо­дит­ся ди­пло­ид­ное ядро(об­ра­зу­ет­ся в ре­зуль­та­те сли­я­ния двух ядер) — это уже не вось­ми­ядер­ный, а се­ми­кле­точ­ный за­ро­ды­ше­вый мешок. Это га­ме­то­фит.

3. Спо­ро­фит об­ра­зу­ет­ся из кле­ток за­ро­ды­ша се­ме­ни путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния. Га­ме­то­фит об­ра­зу­ет­ся путем ми­то­ти­че­ско­го де­ле­ния из га­п­ло­ид­ной споры.

№10. 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.

По­яс­не­ние.

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

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).

Жизненный цикл голосеменных растений (сосна)

Листостебельное растение голосеменных растений – спорофит (2n), на котором развиваются женские и мужские шишки (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).