Отдел голосеменные, хар-е признаки, особ-ти стр-я стробилов, разв-е семязачатка, пыльцевые зерна и опыление
Древесные растения, деревья или кустарники. Спорофит преобладает над гаметофитом. Гаметофит сильно редуцирован и всю жизнь проводит на спорофите или внутри его. Анатомическое строение стебля сложное, эвстела, имеется камбий. Корни главный и боковые. Листья различаются по форме, размерам и строению. Это разноспоровые растения. Размножаются с помощью семян, которые в отличие от цветковых растений не имеют зашиты.
Развитие семени - семя развивается из семязачатка семяпочки после оплодотворения. Семязачаток закладывается на мегаспорофилле в виде небольшого бугорка, состоящего из мелких паренхимных клеток - это нуцеллус. Этот бугорок обрастает интегументом (покровом), появляется в виде кольцевого валика в основании нуцеллуса. Интегумент не полностью обрастает нуцеллус, оставляя на его верхушке узкий канал - микропиле (пыльцевход). Семязачаток прикреплен к плаценте семяножкой -фуникулюсом. Место перехода интегумента в семяножку наз. халада.
Внутри нуцеллуса выделяется одна крупная архиспориальная клетка (2п) - эта клетка превращается в материнскую клетку мегаспор, которая делится редукционно и образ-ся 4 (п) мегаспоры. Нижняя из которых разрастается и вытесняет 3 верхние, которые погибают. Семязачаток - это видоизмененный мегаспорангий, в котором полного развития достигает только 1 мегаспора. Нуцеллус - это видоизмененная стенка мегаспорангия. Интегумент гипотезы:
1 .Индузиальная - интегумент происходит из покрывальца папоротника, имеет исторический интерес. 2.Синангинальная - принимается всеми учеными, предложена в 1908г. М. Бенсон. Семязачаток является синангием, у которого все спорангии кроме одного - центрального стерилизовались и образовали интегумент. Подтверждением гипотезы явл. Примитивные семязачатки семенных папоротников.
Семязачатки имели сегментированный интегумент с проводящим пучком, в каждом семенная камера. Сегментные интегументы известны также у мезозойских беннетитовых и современных саговниковых. Семязачаток - видоизмененный и сильно специализированный мегаспорангий. Единственная мегаспора, делясь митотически, образует первичный эндосперм, гомологичный вегетативной части женского гаметофита разноспоровых папоротников. На женском гаметофите образ-ся 2 сильноредуцированнных архегония. Редукция выражена в том, что они имеют слабо развитую шейку; маленькую брюшную канальцевую клетку, крупную яйцеклетку.
Женский гаметофит развивается внутри мегаспорангия, где создаются наиболее благоприятные условия защиты от высыхания. Развитие гаметофита идет за счет питания на спорофите. Микроспоры образуются в микроспорангиях, которые развиваются на микроспорофиллах.
Для большинства голосеменных хар-но развитие шишек (стробил), несущих на себе микро-, мегаспорофиллы. Первое деление ядра микроспоры происходит еще внутри спорангия, обр-ся одна или несколько протериальных клеток, которые соответ-ют вегетативным кл-кам мужского гаметофита, они вскоре разрушаются. Всегда образуется антеридиальная кл-ка, которая делится на 2 кл-ки: вегетативную (кл. пыльцевой трубки) и генеративную (2 кл. пыльцевые зерна), что соотв-ет сильно редуцированному гаметофиту.
Пыльца при помощи ветра переносится на семязачаток и удерживается каплями жидкости, выделяемой семязачатком; при подсыхании пыльца втягивается внутрь в особую полость, находящуюся на микропиле - это пыльцевая камера. Вегетативная кл-ка растет с образованием пыльцевой трубки по направлению к архегонию. Генеративная кл-ка делится с образ-ем 2 клеток: кл. ножки антеридия и сперматоген. кл-ки. В целом это сильно редуцированный антеридий. В дальнейшем сперматогенная кл-ка делится и образ-ся 2 сперматозоида у низших форм или 2 спермия. Один спермий сливается с яйцекл-кой, другой - погибает. Зигота сразу делится митозом и образ-ся зародыш с зачаточными корнем, стеблем, почечкой, 2-15 семядолями и подвеском, которые вдавливают зародыша в первичный эндосперм. Нуцеллус дегенерирует в процессе развития зародыша, семязачаток превращается в семя. СЕМЯ - это видоизмененный мегаспорангий, в котором единственная мегаспора прорастает в женский гаметофит, происходит оплодотворение и развивается зародыш нового растения спорофита.
Строение семени.Снаружи семя покрыто кожурой, которая представляет собой сильно разросшийся и одревесневший (как у сосны) покров семяпочки - интегумент. Под кожурой находится тонкая пленочка, это остаток нуцеллуса, под пленкой первичный эндосперм (жен. гаметофит) состоит из ткани, богатой пит-ми вещ-ми. В зародыше нах-ся зародыш спорофита.
Преимущества семенного размножения:
1. Спора покрыта тонкой оболочкой, которая не может ее защитить длительное время, поэтому в условиях сухого климата споры быстро гибнут. Семя снаружи покрыто плотной кожурой.
2. У споровых растений развитие гаметофита идет на влажной почве. Когда почва подсыхала, гаметофит погибал. У голосеменных жен. гаметофит защищен семязачатком, полностью зависит от родительского спорофита, но менее чувствителен к обезвоживанию.
3. Когда из споры развивается новое растение , то спора не несет запаса пит-ных вещ-в, растение питается самостоятельно. Зародыш семени снабжен большим запасом пит-х вещ-в, отложенных в эндосперме. Кроме этого, семя сод-т сформировавшийся зародыш. При прорастании семени растение сначала питается за счет эндосперма и только когда корешок достигнет значительной длины, начинает питаться самостоятельно.
4. У всех споровых растений для оплодотворения требуется капельно-жидкая вода, у голосеменных нет потребности в воде, т. к. пыльца переносится ветром, а муж. гаметофиты доставляют пыльцевой трубкой. Половой процесс стал независим от воды. Исключение: в наст, время сущ-ет небольшая группа голосеменных, у которых оплодотворение происходит в жидкой среде, это внутр. жид-ть семязачатка, находящаяся в пыльцевой камере.
5. Семя - это эффективная единица расселения, у семян разв-ся приспособления, облегчающие их распространение.
Голосеменные - древняя группа растений. Первые ископаемые остатки известны из отложений девона палеозойской эры. Лучшим доказ-вом явилась находка 1968 г., когда в верхнедевонских отложениях Сев. Америки было обнаружено семя, названное археоспермат, оно принадлежало растению, которое жило более 370 млн. лет назад. Расцвет голосеменных был в мезозойскую эру. Произошли от одной из боковых ветвей разноспоровых древнейших папоротниковидных. ОТДЕЛ подразделяют на 6 классов:
Lyginopleridopsida - семенные папоротники,
Cycadopsida - саговниковые,
Bennettitopsida - беннеттитовые,
Gnetopsida - гнетовые,
Ginkgoopsida - гинкговые,
Pinopsida - хвойные.
Некл формы жизни. Состав и стре вирусов, их двойственная природа, многообразие. Размне. Стадии взаимодействия вирусной частицы с бактер-ой кл на примере Т-фага. Профаг. Происхожд-е.
Вирусы - субкл стр-ры, наделенные св-вами живой и нежив прир и спо-ные к репродукции т. в живой кл-хозяина, используя д/этого ее ген аппарат. Вирусы м. сущ-ть в виде кристаллов. Им оч < размеры^» не> набор ген информ-и => < н.к. Большое разнообр-е достигается в с-ве генного мат-ла. В состав ген мат-ла ДНК, РНК - 2х цепочечные или одноцепочечные. Н.к. м.б. замкнуты или линейны. У некот вирусов ген материал не в одной вирусн частице, а в неск-х. Развитие вируса - если все частицы собир-ся в одной растит кл. Это разнообразие говорит о двойственной природе вирусов. Вирусы им св-во живой и неживой прир. Это паразиты на генетич ур-не среди других орг-мов. Вирусы - частицы д.б. из капсомеров. Выделена стр-ра вирусов: палочковидные и сферические. Вирусы раст, жив-х, чел и бактериофаг. В состав входит н.к., одноцепочечная мол РНК и П-ой компонент - вирусный белок (образует 130 витков). В целом белковый чехол определяет морфологию вируса. Вирус Е.соШ или Т-фаг. Сост-т из головки фага и отростка фага. Белок и н.к. соствл-т по 50%. Отросток - из базальной пластинки, им полый стержень, а поверх белковый чехол, закрученный в спираль около 500нм, а в d=15HM. У некот вирусов дополнит компонент вирус оспы поверх белковой еще липидная обол-ка. Уровни взаимод-я с кл-хозяина. 1-ый ур-нь - молекул-й. Взаимод-е вирусной н.к. с комп-ом кл. 2-ой ур-нь - клеточный. Взаимод-е вируса с прокариот-ой кл. 3-ий ур-нь - организменный. Взаимод-е вируса на ур-не попул-и прокариот. 4-ый Ур-нь - взаимод-е с однокл эукариот-им организмом.
Формы взаимод-я: 1 .Цитоплазматическая - хар-ся тем, что в рез-те действия вируса происходит его размн-е, кл-хозяин let.
2.Вирусопатическая - происходит разруш-е вируса, кл борется с вирусом (интерферон).
З.Аллобиофорическая - вирус и кл в тесном контакте на протяж-и длит-го t, не нанося др др вреда.
Стадии взаимод-я:
Адсорбции. В нитях фага им-ся хеморецепторы. Распол-е вируса на поверхности кл. 2подстадии. Не специфическая - адсорбция взоимод-е вирус-кл на ур-не электростат-х сил и специфическая адсорбция - взоим-е компон-в вируса и компн-ми кл. У кл рецепторы взоимод-ет с нитями рецепторов фагов, плотное прикрепл-е. Стадия инекции сокращение белкового чехла в рез-те полый стержень прокалывает мембрану. На этой стадии идет перетекание ядра внутрь кл ч\з 10 мин кл начинает синтезировать компоненты вируса и белки вируса. Стадия внутрикл-го разв-я, ч\з 10 мин в кл обр-ся зрелые вирусные частицы. Стадия выход вирусных частиц - лизис мембран синтез-ет лизоцим, выход вируса. За короткий промежуток t вся попул-я м.б. разрушена, защитные р-ции в частности интерфероны, кот сп-бны разрушать н.к., =>, 2 стадия и тд не идут. Это вирусопатическая форма - аллобиоформ. Бактериальная хр-ма встраив-ся в генный апп-т, вирус нах-ся в стадии профага, это сост-е вируса, когда его н.к. встроены в бактериальную хр-му в таком сост-е кл-вирус могут долго существ-ть, но при размн-и новые кл будут носителями вирусной инфор-ии. Стадия профага защитный мех-м кл. Вирусы произошли от » высокоорг-х орг-в. Гипотеза регрессив-й эвол-ии т.е. вирусы явл-ся первосущест-ми. Из бакт в рез-те совершен-я мех-в паразитизма. Шел постепенный регресс, используя различные пит в-ва форм-сь автотрофы - гетерот-е паразитические формы - облигатные, кот существуют т. в орг-ме хозяина. Переходные гр микоплазмы к рикеции -привели к образ-ю вирусов. Переход объясн-ся тем, что постепенное упрощение мех-в получение Е=$ тер-ся, упрощ-ся ген-й апп-т. Прогрессивная эвол-я все вирусы имеют белок и н.к. именно они осущ-ют зарождение жизни. Что раньше??? Опарин - каждый из этих компонентов, возникли из » простых сис-м. В основе белков н.к., н.к. из нуклеотидов а.к. и нуклеотиды м.б. синтезированы абиогенным путем до появления жизни. Фокс - мол белка несет в себе инф-ю (последов-ть сооед-я ам.к.), => мол белка возникла раньше т.к. д/синтеза белка нужен фермент - это белок. Из теории Опарина. Синтез белка абиогенным путем предбиолог-й период, далее появление сферических структур. Они могу адсорбировать на поверхности различные эл-ты, в том числе и нуклеотиды. Т.к. белковая мол несла опред-ю информацию то в рез-те синтеза н.к. эта инф-я передавалась мол н.к. в рез-те накопл-я н.к. происходит нарушение консерватора. Из белка выходит н.к. облад-я инф-еий о белке, т.е. возникли стр-ры, напоминающие стр-ру вируса. Дальнейшее разв-е в 2-х направл-х, возникновение прокариот-х стрк-р, из др вирусы. По мере совершения кл некл стр-ры приспособились к ним, так возникло многообр-е, размн-е в кл отрицает эту версию. Опыты, в которых вирусы способны к репродукции в некл д/этого необходимы готовые рибосомы.
23.3 Типы взаимоотн-й м/у попул-ми различ видов конкуренция, симбиоз. 3-н конкурент-о исключ-я.
Если д/роста и выживания кажд из попл-й необходимо влияние др попул-и (положи-й член попул) , то такую связь назыв-т мутуализмом. Если с др стороны эти благопр-е влияния вызыв-т увелич-е попул , или V ее роста, не будучи необходимым д/роста и выживания такое взоимодей-е -кооперация или протокооперация. И мутуализм и протокооперация приводят к сходному рез-ту: рост любой попул-и в отсутств-и др, либо замедлен или равен нулю. По достижению равновесия обе попул продолж-т сосущет-ть, обычно сохраняя опред-е состнош-е. Термин симбиоз употреб-т в том же смысле, а иногда его понимают » широко, включая в него комменсализм и паразитизм. Симбиоз означает совместная жизнь. В самом широком смысле конкуренция это взоим-е 2-х орг-в стремящихся к одному и тому же. Межвид-я конкурен-я любое взоим-е м\д 2-я или более взоимод-ми , кот вредно сказывается на их росте и выживании. Она м. принимать 2-е формы. Тенденция к экол разобщен-ю наблюдаем-е при конкурен-и тесно связаны или сходных в иных отношениях видов это известно как принцип конкурен-го искл-я. Конкур-е взоим-е может касаться простр-ва пищи или биогенн-х в-в, в зав-ти от хищников, подверженности заболеван-м и др. Межвидовая конкур-я может привести либо к взаимному приспособлению 2-х видов либо к замещении попул одного вида др. либо к тому что один вид вынудит др переселиться, или перейти на др ресурсы. 1 Конкурен-я непосредст-е взоимод-е (- -) прямое взоимное подавление обоих видов. 2 Конкур-я взоим-я из-за ресурсов (+ -)(--) опосредованное подавление возникающее когда появл-ся недостаток в каком -либо факторе использ-е обоими видами. 3 Протокоопирация (+ +) взоим-е др с др полезно для обоих. Но неявл-ся облигатным . 4 Мутуализм (++) облигатное взоимод-е полезное для обеих попул-й.
Кл хвойные, подкл хвойные. Общая хар-ка подкл. Морфологическое и анатомическое строение вегетативных органов. Строение семени. Порядок сосновые. Основные представители порядка, особенности их строения. Хозяйственное значение хвойных.
Насчитывают около 600 видов, объединяемых в 55 родов и 8 семейств. Распространены хвойные главным образом в северном полушарии. Хвойные представлены деревьями и реже кустарниками. Травянистых раст среди них нет. Ветвление у них моноподиальное. Ветви распол-ны спирально, но часто спирали столь сближ-ся, что получ-ся мутовчатое распол-е ветвей. Верхушечный побег всегда сохран-ся. Если же он отмирает его место занимает ближайшая боковая ветвь. В рез-те крона у хвойных им. конусовидную форму. У одних хвойных образ-ся одинаковые, однородные побеги со спиральным расположением листьев разнообразной формы, у др же развив-ся побеги 2х родов -удлиненные и укороченные. Анатомическое стр-е стебля хвойных, в общем, однообразно. Стебель им слаборазвитую сердцевину. Далее к периферии распол-ся мощно развитая вторичная древесина, затем кольцо камбия. Вторичная флоэма сост-т из ситовидных трубок с ситечками на продольных стенках. Сопровождающих кл нет. В коре разв-ся мощная пробка. Древесина хвойных сост-т из трахеид, им разную длину, причем в пр-се эволюции они укорачивались. Вторичная ксилема сост-т из крупных трахеид с окаймленными порами на радиальных стенках. Древесная паренхима слабо развита или совсем отсутствует. У болыи-ва хвойных в коре, в древесине и часто в листьях, им-ся иногда очень многочисленные смоляные каналы, содержащие эфирные масла, смолы. Смоляные каналы выстланы эпителиальными клетками, которыми и выделяются смолы. Далее следует слой мертвых клеток и за ним слой клеток, богатых питательными веществами. Смоляные ходы постоянно имеются у представителей семейства сосновых. Листья у большинства хвойных узкие, игольчатые, получившие название хвои. Узкие листья имеют обычно одну жилку, а широкие часто со многими, равноправными жилками, среди них реже выделяются более крупная, средняя жилка. Листья обычно сидячие, реже с короткими черешками, большей частью цельные, редко выемчатые на верхушке. Размеры листьев сильно варьируют. Так игольчатые листья елей длиной в 1-2см, а у некоторых сосен-доЗО-40см. Чешуйчатые листья часто мелкие. Листья бывают в сечении плоские, четырехгранные, округлые. Листовые следы у хвойных двойные или простые. Лист сосны снаружи одет толстостенным эпидермисом, на поверхности которого развита мощная кутикула. Устьица (обычного строения) глубоко погруженные. Это говорит о приспособленности листьев к уменьшению испарения (ксероморфные листья). Далее следует несколько слоев клеток гиподермы (подкожицы). За ней расположен мезофилл, состоящий из складчатой паренхимы. У большинства хвойных имеется главный стержневой корень. Но нередко сильно развита система боковых корней. Размножение хвойных осуществляется в основном семенами. Вегетативное размножение развито слабо. Спорофиллы у большинства хвойных собраны в более или менее тесные собрания, называемые шишками. Шишка сосны состоит из длинной центральной оси, на которой расположены кроющие чешуи; в пазухах последних развиваются семенные чешуи. На них на верхней поверхности находятся семяпочки. Семяпочки голосеменных бывают прямыми, обращенными и промежуточного типа. Они состоят из нуцеллуса, интегумента и расположены на короткой семяпочке. Семяпочка возникает в виде небольшого бугорка (нуцеллус, из основания которого вскоре образуется кольцеобразный валик (он будет интегументом). В начале развития семяпочки ткань нуцеллуса состоит из одинаковых клеток, затем в более глубоких нуцеллуса выделяется более крупная археспориальная клетка, являющаяся единственной материнской клеткой мегаспор. Она делится редукционно в результате чего образуются четыре клетки- мегаспоры, затем одна из мегаспор сильно увеличивается в размерах, заполняется питательными веществами и также делится, тогда как другие три мегаспоры оттесняются поверху и вскоре разрушаются. Микроспоры попадают через микропиле на вершину нуцеллуса в семяпочке. Зигота сразу же после оплодотворения приступает к делению. Ядро, опускаясь на дно архегония, делится дважды, в результате образуется четыре ядра, которые делятся еще раз, образуя два этажа по четыре ядра в каждом. Клетки нижнего этажа делятся дальше. При первом делении образуется восемь клеток. После этого нижние клетки делятся еще раз. Возникают еще четыре клетки. В результате из оплодотворенной яйце клетки формируется четыре этажа по четыре клетки в каждом. Это так называемый предзародыш. Далее из нижнего этажа клеток развивается зародыш. Клетки второго этажа вытягиваются, образуя подвесок. Клетки третьего этажа остаются без изменения, а клетки четвертого этажа - камеры – способствуют передаче питательных веществ из эндосперма к зародышу. Затем клетки подвеска сильно удлиняются и продвигают формирующийся зародыш во все новые слои эндосперма и выделяют при этом энзимы. Зрелый зародыш состоит из зачаточного корешка, стебелька, семядоли и почки. Интегумент образует твердый покров семени. К подклассу сосновые или хвойные относят: деревья, реже кустарники с вечнозелеными листьями. Листья игловидные или уплощенные называются хвоей. Листорасположение спиральное. Древесина с хорошо выраженными годичными кольцами. Трахеиды с окаймленными порами, расположенными на радиальных стенках в один ряд, реже в два ряда. Имеются смоляные ходы. Шишки больше однополые. Семенная чешуя, находящаяся в пазухе кроющей чешуи, свободная. На внутренней стороне семенной чешуи, находятся две семяпочки, направленные пыльцевходом вниз. Семенные и кроющие чешуи деревянистые, замкнутые до созревания шишки. У некоторых родов кроющие чешуи развиты слабо. Зрелое семя у большинства сосновых снабжено пленчатым крылышком, образовавшимся из поверхностных слоев семенной чешуи. Зародыш с различным числом семядолей (от2до18). Распространены в северном полушарии. Хвойные имеют народнохозяйственное значение. Это топливо, стройматериал. Древесина некоторых пихт, елей идет на приготовление бумаги. Многие хвойные содержат смолу, бальзамы, которые после перегонки дают терпентин, канифоль и др.ценные продукты.