Другой вариант бесполого размножения осуществляется путем отделения от организма его части, состоящей из большего или меньшего числа клеток. Из них развивается взрослый организм. Примером может служить почкование у губок и кишечнополостных или размножение растений побегами, черенками, луковицами или клубнями. Такая форма бесполого размножения обычно называется вегетативным размножением. В своей основе оно аналогично процессу регенерации. Вегетативное размножение играет важную роль в практике растениеводства. Так, может случиться, что высеянное растение (например, яблоня) обладает некой удачной комбинацией признаков. У семян данного растения эта удачная комбинация почти наверняка будет нарушена, так как семена образуются в результате полового размножения, а оно связано с рекомбинацией генов. Поэтому при разведении яблонь обычно используют вегетативное размножение -- отводками, черенками или прививками почек на другие деревья.
Бесполое размножение, воспроизводящее идентичные исходному организму особи, не способствует появлению организмов с новыми вариантами признаков, а тем самым ограничивает возможность приспособления видов к новым для них условиям среды. Средством преодоления этой ограниченности стал переход к половому размножению.
3. Половое размножение
Принципиальное отличие полового размножения от бесполого состоит в том, что в нем участвуют обычно два родительских организма, признаки которых перекомбинируются у потомства. Половое размножение свойственно всем эукариотам, но преобладает оно у животных и высших растений.
Переход к этому типу размножения имел огромное значение для эволюции жизни на Земле. Половое размножение создает бесконечное разнообразие особей, в том числе и таких, которые успешно адаптируются к изменчивым внешним условиям, «завоевывают мир», распространяясь в новые места обитания, и оставляют потомство, передавая ему свой наследственный материал. Потомки же двух успешных родительских особей могут оказаться обладателями еще более удачной комбинации наследственных признаков, и соответственно они разовьют успех родителей. Особи с неудачной комбинацией признаков будут элиминированы естественным отбором. Таким образом, половое размножение создает богатый материал для естественного отбора и эволюции. Любопытно и другое: само возникновение особи как индивидуальности, неделимого и смертного существа, является результатом перехода к половому размножению. При бесполом размножении клетка бесконечно делится, повторяя саму себя: она потенциально бессмертна, но особью может быть названа только условно, так как не отличима от неопределенного множества дочерних клеток. При половом размножении, напротив, все потомки различаются между собой и отличаются от родителей, а те с течением времени умирают, унося с собой свойственные им неповторимые особенности. Американский зоолог Р.Хегнер, обсуждая простейших, выразил это таким образом: «Они приобрели очередное новшество - пол; цена этого приобретения - неминуемая естественная гибель... Не велика ли эта цена?»[ Гормональная регуляция размножения у млекопитающих. М., 1987] Подчеркнем однако, что одновременно открылись возможности для развития и совершенствования, и они привели к появлению разнообразных живых форм, не сопоставимых по уровню организации с теми организмами, которые остановились на бесполом размножении.
3.1. Половое размножение животных
Переход к половому размножению связан с появлением специализированных половых клеток - мужских и женских гамет, в результате слияния которых (оплодотворения) образуется зигота - клетка, из которой развивается новый организм, обладающий новой комбинацией исходных генетических признаков.[ Мэйнард Смит Дж. Эволюция полового размножения. М., 1981]
Половое размножение впервые появилось у простейших, но переход к нему не был связан с немедленной утратой способности к репродукции бесполым путем: ряд животных сохранили ее, обычно чередуя бесполое размножение с половым. Такое чередование поколений наблюдается у некоторых простейших, кишечнополостных и оболочников.
3.2. Гаметы и гонады
Основой образования гамет (гаметогенеза) служит мейоз - клеточное деление с уменьшением вдвое числа хромосом, вследствие чего гаметы, в отличие от всех других клеток организма, гаплоидны. Слияние гамет восстанавливает число хромосом в зиготе до диплоидного. Последующее деление зиготы происходит путем митоза. Отметим, что у всех многоклеточных организмов деление всех клеток тела, кроме половых, происходит путем митоза. Следовательно, бесполое размножение клеток посредством деления надвое сохранилось в эволюции как основной механизм роста и развития организма, но не его репродукции.
У многих простейших половое размножение происходит с участием морфологически одинаковых мужских и женских гамет (у фораминифер, например, они представлены очень мелкими клетками, образующимися в гаплоидной родительской клетке в цикле чередования поколений). Такое явление называется изогамией. Она свойственна только одноклеточным.
Однако уже у некоторых простейших, например споровиков, и у всех многоклеточных организмов произошла дифференциация гамет: они стали различаться по форме и функции - возникла гетерогамия, т.е. разделение половых клеток на яйца (женские гаметы) и сперматозоиды (мужские гаметы).
Большинству животных свойственна т.н. оогамия: крупная неподвижная яйцеклетка (яйцо) и мелкий подвижный сперматозоид, за счет активных движений которого происходит его контакт с яйцом, ведущий к оплодотворению.
У губок и некоторых ресничных червей половые клетки рассеяны в теле и выводятся через разрывы стенки тела или через ротовое отверстие, но у многих плоских червей (а в зачаточной форме - и у гидры) появились гонады - специальные железы, продуцирующие гаметы. Мужские гонады - это семенники, женские - яичники. Правда, у таких гермафродитных животных, как брюхоногие моллюски, мужские и женские половые клетки созревают в одной и той же гонаде, но обычно в разное время, так что гонада функционирует то как семенник, то как яичник, и самооплодотворения не происходит. У других гермафродитных животных, например плоских червей или пиявок, одна особь содержит и яичники, и семенники; однако даже в случае одновременного созревания яиц и сперматозоидов животное избегает самооплодотворения и обычно спаривается с другой особью (исключение составляют, например, солитеры (цепни), одиночно живущие в кишечнике). Гермафродитизм наиболее распространен у червей и моллюсков и редко встречается у более высокоорганизованных форм - иглокожих, членистоногих и позвоночных; с другой стороны, он довольно редок и у таких древнейших многоклеточных, как кишечнополостные и в частности медузы.
Уже у некоторых червей и моллюсков в дополнение к гонадам сформировались половые протоки - семяпроводы и яйцеводы. Гонады и половые протоки составляют основные функциональные части внутренних половых органов, и они имеются у всех более высокоорганизованных животных.
1. Что является основой вегетативного размножения?
Вегетативное размножение — это свойство, которое отличает растительные организмы от животных. Основой вегетативного размножения является способ-ность растений к регенерации. Регенерация — это возобновление целого организма с его частей вследствие деления клеток. В результате вегетативного размножения происходит появление большого количества одинаковых потомков, которые яв-ляются копией родительского растения. Все вместе они образуют клон — потом-ство, которое возникает из одной особи путем вегетативного размножения. Кло-нирование позволяет человеку сохранять сортовые признаки многих культурных растений. Сегодня разработан метод культуры клеток и тканей, благодаря которо-му получают клоны растений, выращивая их на питательной среде из одной клет-ки или группы клеток. Клонирование позволяет выращивать ценные или редкие растения из отдельных клеток (например, выращивание женьшеня), быстро полу-чать большую растительную массу для извлечения из нее определённых полезных веществ. Итак , основой вегетативного размножения является регенерация.
2. Как осуществляется естественное веге-тативное размножение?
Как вам уже известно, у растений есть ви-доизменённые органы — луковица., корневище, клубень и т. п., которыми и осуществляется ве-гетативное размножение. Луковицами размножаются лилии, нарциссы, тюльпа-ны и т. п. А такие растения, как пырей, лан-дыш, осот, могут быстро захватить большую площадь с помощью корневищ. Разделению и превращению частей корневища в самостоя-тельные растения могут содействовать жи-вотные, живущие в почве (например, кроты, мыши, жуки) и т. п. Некоторые растения раз-множаются клубнями (картофель, хохлатка, топинамбур). Растения часто размножаются надземными побегами. Так, у земляники лес-ной в течение лета вырастает несколько пол-зучих побегов — усов, на верхушках которых развиваются молодые побеги и придаточные корни. Со временем усы высыхают и отмирают, а новые растения начинают жить самостоятельно. Тополь, ива, осина могут размножаться укоренением веток. Ветер сломает ветку, перенесёт на влаж-ную почву — и вот она уже укоренилась и дала начало новому растению. У многих древесных растений (например, вишня, малина, сирень) распространено размно-жение корневыми отпрысками. Итак, естественное вегетативное размножение происходит с помощью частей вегетативных органов и их видоизменений.
3. Какие есть способы искусственного вегетативного размножения культурных растений? Материал с сайта
Человек для вегетативного размножения растений часто избирает те самые спо-собы, которыми размножаются дикорастущие виды: усам и размножают клубнику, клубнями — картофель и т. п. Корневыми отпрысками размножают сирень, малину, а делением куста — ягодные культуры. В растениеводстве используют также и особые способы вегетативного размножения — черенкование и прививку. Черенкование — это размножение отделёнными от организма частями побега или корня. Черенком называют часть побега или корня с несколькими почками. Стеблевыми черенками, то есть частями побега с несколькими почками, размножают традесканцию, вино-град и т. п. Частями корней с несколькими придаточными почками — корневыми че-ренками — размножают малину, сливу. Такие растения, как бегония, лимон, размно-жают листовыми черенками — отдельными листьями, на которых есть придаточные почки, дающие начало придаточным корням и побегам. Прививка — это срастание черенка одного растения (привой) с другим укоренённым растением (подвой). Изве-стно около 100 разнообразных способов прививок, которые объединяют в три типа: прививка глазком (окулировка) — прививка привоя, имеющего всего одну почку, взятую с тонким слоем коры (например у роз); прививка черенком (копули-ровка) — прививка наискось срезанного черенка привоя с несколькими почками (у фруктовых деревьев и т. п.); прививка сближением (облактировка) — прививка, при которой привой не отделяется от родительского растения до полного срастания с подвоем (например у винограда). Итак, искусственное вегетативное размножение проводят, используя части вегетативных органов или их видоизменений, применяя специальные способы размножения — черенкование и прививку.
Задачи : углубить и конкретизировать понятия о способах вегетативного размножения; учить практическим умениям размножать растения и ухаживать за ними; воспитывать любовь к труду и бережное отношение к растениям.
Оборудование : комнатные растения пеларгония (6-8 шт.), фуксия (3-5 шт.), бриофиллум (3 шт.), бегония-рекс (2-3 шт.), традесканция (5-6 шт.), кливия (1 шт.), аспарагус (1 шт.); ящики с почвой (10-12 шт.); скальпели; линейки; посадочные палочки; лейки.
Методические рекомендации . Занятие лучше проводить в школьной теплице или оранжерее. Если их нет, то урок проводят в биологическом кабинете, готовят чистый прокаленный песок, перегнойную почву, скальпели, посадочные ящики, палочки, растения. Перед уроком следует соединить по два стола, покрыть их пленкой или бумагой, расставить необходимое оборудование для работы по звеньям. Проводится беседа о способах вегетативного размножения. Затем учитель определяет задачи по участию школьников в озеленении школы, по размножению комнатных растений и уходу за ними. Перед выполнением практической работы учитель показывает, как черенкуют пеларгонию: на черенке должно быть 2-3 почки, срез черенка делают косо (под углом). Учитель проделывает все операции: размечает линейкой поверхность в ящике на квадраты 10×10 см или 6×6 см. Делает посадочной палочкой ямку глубиной 2-3 см и сажает черенок под углом 45°, уплотняет почву и поливает из маленькой лейки. Так же последовательно проделывает все операции по размножению листом, при этом обращает внимание учащихся на то, что надрезы делают в месте соединения центральной и боковой жилок. На листе может быть до десяти надрезов. Для ознакомления с размножением корневыми отпрысками учитель демонстрирует кливию, луковичные растения (тюльпаны, нарциссы, амариллисы, кринумы). При выполнении практической работы каждое звено получает задание:
Цели урока:
Ход урока
I. Организационный момент – 2 мин.
Приветствие отметка отсутствующих, выяснение причины отсутствия.
II. Опрос.
1.По карточкам.
2.Фронтальный. – 8 мин .
1.Что лишнее в предложенных предложениях и почему вы так считаете?
Для чего же мы с вами с вами на протяжении нескольких уроков изучали строение вегетативных органов растений? Для того ли только, чтобы знать это? Конечно же, нет. Эти знания имеют большое практическое значение в садоводстве и цветоводстве. Об этом мы поговорим сегодня на уроке.
Послушайте выдержку из дневника садовода-любителя и подумайте, как ему помочь?
Из дневника садовода-любителя
На часах только девять утра, а солнце уже вовсю припекает. Денёк обещает быть жарким. На небе ни облачка, а дождичка бы не мешало: вторую неделю ждут его яблони и сливы, крыжовник и смородина. Эх, люблю я свой сад, любуюсь каждый день и переживаю за него. Яблочки-то у меня крупные, наливные урождаются, а вот смородина каждый год мелкая и кислая. То ли дело у соседа: ягоды размером с вишню, сладкие, да много-то как! Такую и собирать приятно. Только вот нет у меня такой , а хочется…
Что же нужно сделать? Ответ на этот вопрос вы найдёте сегодня на уроке, тема которого «Вегетативное размножение цветковых растений».
Формулировка цели урока (озвучивание слайда).
2. Актуализация прежних знаний (вопросы классу) - 2 мин
Давайте посмотрим на тему, которую записали, и разберём, что она означает. Начнём с конца.
Вот видите, вы уже почти всё знаете, осталось познакомиться с тем, какими способами осуществляют вегетативное размножение цветковых растений.
Способы вегетативного размножения цветковых растений:
а) “усами”
* Перед фрагментом “Размножение отводками” сообщение учителя :
К сожалению, при размножении стеблевыми черенками не всегда удаётся легко получить новое растение: черенки являются очень уязвимыми, они могут загнивать, повреждаться болезнями и вредителями. Поэтому в садоводстве чаще применяют другой, более надёжный способ – размножение отводками.
* Перед фрагментом “Прививка почкой (окулировка)” сообщение учителя :
Следующий способ размножения является достаточно сложным и может быть выполнен при наличии необходимых навыков. Без него не обходится ни один садовод, поэтому следите за тем, в каком порядке проводятся действия и запоминайте названия.
Итоговый вопрос по данному этапу урока: “Подскажите, как помочь садоводу, у которого никак не уродится хорошая смородина?
Вегетативное размножение комнатных растений
Знание способов вегетативного размножения растений имеет большое значение в комнатном цветоводстве.
Каланхое (бриофиллум) размножается выводковыми почками . Они опадают с листьев, быстро укореняются, и вскоре вырастают дочерние растения.
Специальные приспособления для вегетативного размножения имеются у некоторых видов кактусов – это боковые побеги – “детки” . Иногда уже в раннем возрасте они бывают снабжены зачаточными корешками.
Комнатное растение циперус размножают делением взрослого растения на части . Взрослое растение острым ножом делят на несколько частей и каждую из них сразу сажают в отдельный горшочек. Но для этого растения существует ещё один интересный способ размножения : верхушку побега можно наклонить и опустить в стакан с водой. Через две недели растение готово к посадке в почву!
Комнатное растение хлорофитум размножается посадкой дочерних розеток , которые образуются на горизонтальных побегах, легко приживаются и быстро начинают расти как самостоятельные растения.
Многие растения укореняются при контакте стебля с почвой, т.е. размножаются отводками . Один из побегов пришпиливают и присыпают в средней части почвой. Лучшее время для отводков – начало периода активного роста. Таким способом размножают традесканции , плющ .
Один из самых распространённых способов размножения комнатных растений–черенкование . Чаще всего используют стеблевые или листовые черенки в зависимости от вида растения . Корневыми черенками комнатные растения практически не размножают. При размножении стеблевыми черенками можно использовать верхушечный черенок, тогда будет расти верхушечная почка. Но если черенок без верхушки, то он должен содержать хотя бы один узел (из междоузлия не вырастет новый побег). Черенок должен быть здоровым, без посторонних пятен, повреждений.
Черенки одних растений можно просто поставить в воду и подождать, когда появятся корни, а потом пересадить в землю. К таким растениям относятся фикусы , традесканции . Черенки других растений укореняются сложнее. Это, например, комнатные розы . Для их укоренения лучше использовать смесь песка и торфа.
Стеблевыми черенками размножаются также алоэ (столетник), монстера , толстянка (денежное дерево). Так размножается и комнатная лиана хойя . При этом на каждом заготовленном черенке должно быть не менее двух пар листьев. Срезать необходимо ниже узла, так как корни появляются на междоузлиях. Укореняется в воде и в смеси песка и торфа.
Другой разновидностью черенков являются листовые . Для листового черенка важно правильно определить его возраст. Если лист ещё совсем молодой, то все его силы уйдут на то, чтобы закончить рост. Если слишком старый, то может легко увянуть.
Листовыми черенками легко размножается популярное комнатное растение сентполия (узумбарская фиалка) . Весной или летом срезают лист с черешком длиной 2-3 см и помещают в воду или сразу в почву (при этом заглубляют на одну треть листовой пластинки). Через некоторое время вырастают миниатюрные розетки с листочками.
Листовыми черенками можно размножать бегонии , глоксинии , а также сансевиерию (щучий хвост) . Лист сансевиерии разрезают поперёк на несколько частей (длиной 5-7 см) и сажают с наклоном в слегка влажный речной песок или специальную смесь, поддерживая температуру воздуха 20-22С.
Таким образом, знание особенностей вегетативного размножения растений позволит нам украсить свой дом, класс, школу разнообразными комнатными растениями, создать уют и улучшить экологическую обстановку.
IV. Закрепление (выполнение практических заданий) – 8 мин.
Сообщение учителя .
V. Домашнее задание – 2 мин.
Сообщение учителя . Открываем дневники и записываем домашнее задание §49
Составить четверостишие со словами: ветки, соседки,попрошу, посажу
VI. Итог урока – 2 мин.
Сообщение учителя . Сегодня на уроке мы изучили способы вегетативного размножения цветковых растений и научились применять полученные знания на практике.
Оценки за урок, их комментирование.
1. Из перечисленного перечня выберите особенности строения и функций, характерные для листьев растений (не менее трёх).
А) образуют на свету органические вещества из неорганических
Б) поглощают воду и минеральные вещества из почвы
В) защищают растения от перегрева, испаряя воду
Г) представляют собой боковой орган побега
Д) представляют собой осевой орган побега
Е) имеют клеточное строение
Задание. Для каждого из слоев клеток листа выберите соответствующие характеристики(цифры) и занесите их в таблицу.
Задание. «Внутреннее строение листа»
Рассмотрите рисунок и ответьте на вопросы:
Размножение цветковых растений является воспроизведением разновидностями себе равных. Оно дает возможность поддерживать преемственность между различными поколениями и поддерживать количество популяций на каком-то определенном уровне.
Способы размножения растений
Рассмотрим основные способы размножения растений.
Вегетативное размножение растений, сравнивая с таким способом размножения, как бесполое, возможно с помощью стеблей, листочков, почек и так далее. Вегетативное размножение растений должно осуществляться в благоприятных условиях: как и бесполое размножение.
Рассмотрим в таблице ниже, какой вегетативный орган использовать для размножения некоторых культур:
Бесполое размножение производится посредством спор. Спора является специализированной клеткой, которая прорастает без объединения с иными клетками. Они могут являться диплоидными и гаплоидными. Бесполое размножение возможно посредством жгутиков для передвижения. Бесполое может распространяться посредством ветров. Бесполое распространение – это самый распространенный способ размножения комнатных растений.
Размножение комнатных растений
Половое размножение растений имеет отношение к объединению особых половых клеток, которые называют гаметами. Гаметы бывают одинаковые и различные в морфологическом состоянии. Изогамия является слиянием одних и тех же гамет; гетерогамия является слиянием различных по габариту гамет. Для определенных групп растительности свойственно чередование поколений.
Существуют следующие виды размножения растений:
Этот способ очень известный и в то же время довольно надежный. Размножаются посредством деления кустистых корней посадки, которые могут вырастать от корневых побегов из спящих почек.
Для деления кустов потребуется нож, с помощью которого можно аккуратным образом разделить кустик на нужное число, однако, на каждой части должно быть не меньше 3 побегов либо почек. Затем все части нужно рассадить по емкостям и обеспечить необходимые для новых посадок условия роста. К тому же в некоторых случаях, чтобы получились новые корневые побеги, перед вегетационным периодом куст нужно подрезать, при этом нужно оставлять побеги лишь в центральной части растения. К концу летнего периода вырастают новые побеги, которые можно использовать для размножения.
Черенкование растений
Размножение комнатных растений также можно проводить с помощью еще одного способа деления кустов, только его отличие его в том, что он не является естественным вариантом размножения посадок.
Размножение с помощью черенков состоит в том, чтобы срезать со взрослых растений его черенков для укоренения и дальнейшего выращивания новых экземпляров растений - точной копии материнского. Исходя из того, какая часть растения применяется для черенкования, черенки бывают корневыми, стеблевыми и листовыми. Луковичные растения тоже можно так размножать.
Рассмотрим основные разновидности черенкования:
Это хороший способ размножения для комнатных растений, в основном образующих новые побеги по бокам, которые произрастают у корней. Смысл метода заключается в том, что корневище растения делится на части, длина которых по 10 сантиметров. Области срезов обмакиваем древесным углем. Потом черенки нужно посадить в грунт в заранее изготовленные бороздки с маленьким уклоном вниз, при этом на основание необходимо нанести немного речного песка. Потом бороздки нужно засыпать песком, смешанным с грунтом.
Таким образом, выходит, что около корней располагается маленькая прослойка песка, которая облегчает адаптацию посадок. К тому же расстояние от корней до грунта не должно быть более трех сантиметров.
Их можно получить посредством срезания маленьких стеблей растений, которые могут быть зелеными, полуодревесневшими и одревесневшими.
Зеленые черенки представляют собой новые побеги растения с зелеными стебельками, в основном у них точка роста и около 4 выросших листочков. Исходя из числа последних, рост побега может быть разным. Применять данный метод лучше весной или в начале лета, когда растение активно развивается. Для этого нужно срезать верхнюю часть побегов, которые имеют вышеупомянутые особенности. У различных растений период укоренения различный.
Зеленые чернки
Метод отводок состоит в том, что новые посадки вырастают посредством укоренения побегов при их развитии.
Воздушные отводки являются довольно эффективным методом увеличения числа посадок. Размножение таким способом подходит не для всех видов посадок. В основном его используют тогда, когда длина посадки оказывается достаточно большой.
Вначале нужно определить длину будущей посадки и подобрать соответствующий участок на стебле, освободить его от листочков и сделать пару надрезов около стебля в освобожденной территории. Затем на участке надреза нужно наложить мох либо почву для укоренения.
Интересным вариантом является пленка, которой покрывают пластиковый горшок. В центральной части его основания необходимо сделать дырки, равные диаметру стеблей, а потом распилить его на две части, таким образом, чтобы область распила имела место между дырками. Потом две части емкости нужно объединить на растении, таким образом, чтобы стебель был в этой дырке, и закрепить его. Обернуть с помощью мха область стебля, поместить в емкость, куда засыпаем легкий грунт. После всех вышеперечисленных моментов грунт постоянно нужно увлажнять, а когда побег начнет давать корни, стебель материнской посадки нужно обрезать под основанием горшка, а новую посадку пересадить в другую емкость для дальнейшего выращивания. Таким образом, можно размножать следующие растения: фикус, жасмин и драцену.
