Із досвіду викладання біології у загальноосвітній школі я можу зробити висновок, що учням досить складно розібратися у питаннях про чергування нестатевого і статевого поколінь у життєвому циклі рослин. При вивченні біології рослин у 7 класі, учням все зрозуміло з приводу цього питання, а вже коли йде підготовка до екзаменів, або ЗНО, згадати про чергування поколінь стає важко.

         Чергування поколінь – спорофіту і гаметофіту – спостерігається у життєвому циклі усіх вищих наземних рослин, тобто чергування диплоїдного спорофіту і гаплоїдного гаметофіту. В ході циклу від зиготи одного покоління до зиготи наступного покоління вони змінюють один одного. У більшості рослин домінує спорофіт.

         Гаметофіт – це статеве, тобто гаплоїдне покоління, яке здатне до статевого розмноження і утворює гамети – статеві клітини. Ці гамети формуються у органах статевого розмноження рослин – антеридіях і архегоніях.

         Антеридії – невеликі овальні тільця, зовнішня стінка яких вкрита одним, інколи кількома рядами стерильних клітин. В антеридіях утворюються чоловічі гамети – сперматозоїди, які виходять із дозрілого антеридія зовні і активно переміщаються лише у воді.

         Архегонії – невеликі колбоподібні тільця, що складаються із нижньої розширеної частини – черевця і верхньої видовженої частини – шийки. Зовні архегоній оточують нестатеві клітини, що захищають його від висихання. У черевці знаходиться нерухома жіноча гамета – яйцеклітина. Над нею розміщена канальцева клітина, а всередині шийки – ряд шийкових канальцевих клітин.

         При дозріванні яйцеклітини черевцева і шийкова канальцеві клітини розпливаються в слиз і архегоній виходить на верхівку. По каналу шийки, заповненому слизом, сперматозоїди проникають у черевце, і один із них зливається із яйцеклітиною, тобто відбувається запліднення. В результаті утворюється диплоїдна зигота, із якої виростає покоління диплоїдного спорофіту. Він називається спорофітом, тому що здатний до нестатевого розмноження з утворенням гаплоїдних спор, які дають початок новому гаметофітному поколінню.

         У процесі розвитку та існування рослинного світу, одне із поколінь, тобто спорофіт або гаметофіт завжди переважає над іншим і на його долю приходиться більша частина життєвого циклу.

         Спорофітом у мохів є коробочки зі спорами, які розміщені на гаметофіті, тобто рослині. У плаунів спори розміщені на спеціалізованих листках і зібрані групами на верхівках пагонів у стробіли, тобто спорофітом у них є вся рослина. У хвощів спорофітом є також вся рослина, на верхівці якої, а саме на весняних пагонах, розміщені спороносні зони зі спорангіями – стробіли. У папоротей спорофітом знову є вся рослина, так як на нижній стороні листків розміщені мішечки зі спорами – соруси.  

         У хвощів, плаунів і папоротеподібних рослин гаметофіт являє собою досить маленьку, десь до 3 см, зелену пластинку  - заросток, який не має вегетативних органів, а до грунту прикріплюється за допомогою ризоїдів. Існують заростки незалежно від дорослої рослини кілька тижнів, лише у плаунів – кілька років. На заростках розвиваються антеридії і архегонії, у яких дозрівають гамети. Завдяки краплі води, достатньо навіть, і росинки, сперматозоїди, плаваючи у цій воді, підпливають до яйцеклітин і зливаються з ними.

         У мохоподібних у життєвому циклі переважає гаметофіт – невелика, до 50 см,  листостеблова рослина, яка здійснює і фотосинтез, і водопостачання, і мінеральне живлення. Спорофіт у них розвивається із заплідненої яйцеклітини всередині архегонія і постійно пов’язаний із гаметофітом не лише морфологічно, але й фізіологічно. Для розмноження мохів необхідна вода, щоб сперматозоїди могли підпливти до архегоніїв. Тільки у достатньому вологому середовищі антеридії лопаються і сперматозоїди звільняються. У зв’язку із цим мохоподібні рослини ростуть лише на сирих і затінених місцях.

         У голонасінних і покритонасінних рослин гаметофіт повністю втратив здатність до самостійного способу життя і весь його розвиток відбувається на спорофіті всередині макроспорангія. У голонасінних жіночий гаметофіт  - багатоклітинний гаплоїдний ендосперм з двома або кількома архегоніями. У покритонасінних жіночий гаметофіт редукований до 7 клітин, архегоній відсутній і називається зародковим мішком. Чоловічий гаметофіт насінних рослин розвивається із мікроспори і являє собою пилкове зерно, що проростає у пилкову трубку з утворенням двох сперміїв.

         Утворення жіночого гаметофіту у покритонасінних відбувається у насінному зачатку всередині зав’язі маточки. Насінний зачаток – це видозмінений мегаспорангій, який захищений покривами. Тут, поблизу пилковходу, починає розвиватися єдиний диплоїдний мегаспороцит. Він ділиться мейотично, даючи 4 гаплоїдні макроспори (мегаспори). Три з них невдовзі розрушаються, а четверта, що найдалі від пилковходу, розвивається у зародковий мішок. Він інтенсивно росте, і в результаті утворюється 8 дочірніх ядра, два з яких переміщаються до центру зародкового мішка і зливаються, перетворюючись на одне диплоїдне ядро. Ядра розміщуються двома рядами на протилежних кінцях – полюсах. На полюсі біля пилковходу утворюється яйцевий аппарат, що складається із яйцеклітини і двох клітин-синергид. На протилежному полюсі розміщуються клітини-антиподи. Ця восьмиядерна семиклітинна структура – зародковий мішок – є зрілим жіночим гаметофітом, готовим до запліднення, якому передує запилення.

         Чоловічий гаметофіт формується так: у пилкових мішках – спорангіях – пиляках тичинок є особливі диплоїдні клітини – мікроспороцити – материнські клітини мікроспор. Кожний із мікроспороцитів ділиться мейотично в результаті чого утворюється 4 мікроспори. Потім гаплоїдне ядро кожної мікроспори ділиться шляхом мітозу і утворюється пилкове зерно – пилок – чоловічий гаметофіт квіткових рослин. Він складається із двох – вегетативної і генеративної або з трьох – вегетативної і двох генеративних клітин, вкритих подвійною оболонкою.

         Отже, сукупність статевого – гаметофіту і нестатевого – спорофіту поколінь становить цикл відтворення організмів, який забезпечує безперервність життя певного виду організмів. У насінних рослин на відміну від вищих спорових, пристосування до наземного способу життя виражається у повній незалежності статевого розмноження від рідкого середовищ