Вегетативное размножение: черенок, прививка и микроклональный метод
Различим размножение корнями, листьями и побегами, разберём прививку и поймём, что растение-клон не обязано быть полностью одинаковым по фенотипу в любой среде.
Федеральная программа · углублённый уровень · 7 класс
Архепластидные, или «растения»
Элементы программы, раскрываемые в этом уроке:
- Вегетативное размножение корнями, листьями, надземными и подземными побегами
- Значение в природе и сельском хозяйстве
- Прививка и работы И. В. Мичурина
- Клонирование, микроклональное размножение и клеточная инженерия
- Практика: наблюдение митоза, циклов растений и методов размножения
Как это устроено
В природе побеги, корни и листья некоторых растений способны давать новые растения. Стеблевой черенок образует корни, корневой отпрыск возникает из почки на корне, лист у отдельных видов способен дать придаточные почки. Клубень картофеля и ус земляники — побеги, а не корни. Вегетативное размножение позволяет сохранить многие свойства исходного сорта быстрее, чем выращивание из семян, но одновременно может распространять общие для клона инфекции.
При прививке живые ткани привоя и подвоя должны оказаться достаточно близко и срастись; после этого по соединению идут вода и вещества. Привой определяет ряд признаков надземной части, подвой — корневые свойства и иногда силу роста. И. В. Мичурин занимался селекцией и методами выращивания плодовых культур; при описании его работы важно отделять проверяемые методы от исторических преувеличений. Прививка не заменяет половое скрещивание и не создаёт наследственный «сплав» двух геномов в каждой клетке.
Микроклональный метод используют в стерильной культуре тканей: сначала берут маленький участок исходного растения, затем стимулируют образование побегов и корней при контроле среды, после чего растения адаптируют к обычным условиям. На каждом шаге важны чистота, состав среды и проверка качества. Метод может дать много близких копий, но не гарантирует полное отсутствие мутаций или болезней без диагностики.
Клон — термин происхождения, а не обещание одинакового роста. Два черенка одного растения на солнце и в тени могут отличаться высотой и цветом из-за среды. Митоз участвует в образовании новых клеток при росте клона; на готовом препарате корешка лука можно видеть некоторые его стадии, но не весь процесс в одном неподвижном кадре.
Словарь урока
Каждое понятие — с примером
- Вегетативное размножение
Образование нового растения из вегетативной части или клетки исходного растения без слияния гамет.
Пример: Новый куст земляники может развиться на усах — специализированных побегах.
- Черенок
Отделённый участок стебля, листа или корня, который при подходящих условиях способен сформировать недостающие органы и дать новое растение.
Пример: Стеблевой черенок традесканции может образовать придаточные корни в воде.
- Отводок
Побег, укореняющийся при связи с материнским растением; после образования корней он может стать самостоятельным.
Пример: При размножении смородины побег пригибают к почве и ждут появления корней.
- Прививка
Соединение частей двух совместимых растений так, чтобы они срослись и продолжили рост как единая система.
Пример: Плодовый сорт яблони прививают на подходящий подвой для сохранения свойств сорта и использования свойств корневой системы подвоя.
Важно: Прививка не сливает наследственные геномы привоя и подвоя в новый гибридный вид.
- Привой
Часть растения, обычно черенок или почка, которую переносят на другое растение при прививке.
Пример: Почка выбранного сорта может стать привоем на подвое другого растения.
- Подвой
Растение или его укоренённая часть, на которую прививают привой.
Пример: Подвой обеспечивает корневую систему привитой яблоне и может влиять на силу роста.
- Клон
Группа клеток или организмов, происходящих от одного предка бесполым путём и обычно имеющих близкий наследственный состав.
Пример: Растения, полученные из черенков одного куста, представляют собой клон в обычном смысле.
Важно: Мутации и условия среды могут делать части клона неодинаковыми по генотипу или внешнему виду.
- Культура тканей растений
Выращивание изолированных растительных клеток или тканей в контролируемой стерильной питательной среде.
Пример: В лаборатории небольшой участок растения может дать новые побеги при подходящем составе среды.
- Микроклональное размножение
Получение многих растений из небольших частей исходного растения в лабораторной культуре тканей с контролем условий и чистоты.
Пример: Метод помогает размножать ценные сорта, когда нужен большой объём посадочного материала.
- Клеточная инженерия растений
Совокупность лабораторных методов работы с растительными клетками, тканями и их развитием для исследования или получения нужных свойств.
Пример: Исследователи могут отбирать клетки с определёнными характеристиками в культуре и регенерировать из них растения.
Важно: Микроклональное размножение само по себе не означает генетическую модификацию.
Пример по шагам
После прививки красноплодного сорта яблони на другой подвой ученик заявил, что семена всех плодов будут иметь половину генов подвоя. Почему это неверно?
- Привой и подвой срастаются, но их клеточные геномы не смешиваются просто из-за соединения тканей.
- Цветки и половые клетки привоя образуются в тканях привоя.
- Наследование семян зависит от полового процесса и пыльцы, а не от автоматической передачи половины генов подвоя.
Вывод: Прививка может менять условия роста и плодоношения, но не является генетическим скрещиванием привоя с подвоем.
Практическая работа
Черенок и границы вывода
- Под руководством учителя возьмите разрешённые комнатные растения одного вида и одинаковые стеблевые черенки; отметьте исходное число узлов и листьев.
- Разместите несколько черенков в одинаковых безопасных условиях, фиксируя воду, свет и срок; наблюдайте появление корней без добавления неизвестных веществ.
- Запишите, сколько черенков укоренилось, и объясните, почему опыт не доказывает способность к укоренению у всех видов растений.
Что можно заключить: Черенок данного вида при данных условиях способен образовать корни; способность зависит от вида, состояния и среды.
Безопасность: Не работайте с ядовитыми или вызывающими аллергию растениями, не используйте острые инструменты без учителя; лабораторную культуру тканей самостоятельно не имитируйте.
Практическая работа
Изучение жизненных циклов растений на гербарных образцах
- На подписанных гербариях мха, папоротника и хвойного растения найдите представленные макроскопические стадии и репродуктивные структуры; отметьте случаи их отсутствия на конкретном листе.
- По отдельным подтверждённым схемам добавьте невидимые на гербарии гаметофиты, споры, гаметы, пыльцу или семена и подпишите плоидность только для названного вида и стадии.
- Сравните, какое поколение крупное и самостоятельное у выбранных примеров, и объясните, почему гербарный спорофит папоротника сам по себе не доказывает весь его жизненный цикл.
Что можно заключить: Гербарий сохраняет морфологические стадии, а полная схема чередования поколений требует микроскопических и временных данных.
Безопасность: Пользуйтесь подготовленными гербариями и изображениями, не собирайте редкие споровые растения в природе.
Практическая работа
Методы микроклонального размножения растений
- По документированному видео лаборатории проследите выбор экспланта известного вида, введение в стерильную культуру, размножение побегов, укоренение и акклиматизацию растений.
- Для каждой стадии укажите цель, контролируемое условие, источник загрязнения или вариации и наблюдаемый результат; отделите стерильную культуру от обычного укоренения черенка в воде.
- Сравните клональное происхождение растений с возможной сомаклональной изменчивостью и влиянием среды; объясните, почему слово «клон» не гарантирует абсолютного тождества признаков.
Что можно заключить: Микроклональное размножение — многостадийная лабораторная технология, а не простое деление растения на части; результат требует контроля чистоты и качества.
Безопасность: Школьники анализируют готовое видео и данные; не работают самостоятельно с дезинфектантами, стерильными средами и неизвестными культурами.
Попробуйте сами
Запишите своё решение, затем сравните его с разбором. Развёрнутые ответы автоматически не оцениваются.
Открываем задания…
Сверка содержания
Раздел и элементы содержания сверены с федеральной программой. Текст и учебные схемы созданы для Умблика; схема не передаёт реальные размеры.