Меню

Этапы образования спермиев у цветковых растений

Образование спермиев

Половое размножение покрытосеменных растений.

Двойное оплодотворение.

Двойное оплодотворение у растений имеет большое биологическое значение. Оно было открыто Навашиным в 1898 г. Далее рассмотрим подробнее, как происходит двойное оплодотворение у растений.

Биологическое значение

Процесс двойного оплодотворения способствует активному развитию питательной ткани. В связи с этим семяпочка не запасает вещества впрок. Это, в свою очередь, объясняет ее быстрое развитие.

Схема двойного оплодотворения

Коротко явление можно описать следующим образом. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений состоит в проникновении в завязь двух спермиев. Один сливается с яйцеклеткой. Это способствует началу развития диплоидного зародыша. Второй спермий соединяется с центральной клеткой. В результате формируется триплоидный элемент. Из этой клетки появляется эндосперм. Он является питательным материалом для развивающегося зародыша.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных начинается после образования гаплоидного сильно редуцированного поколения. Оно представлено гаметофитами.

Формирование клеток: общие сведения

Процесс двойного оплодотворения цветковых растений осуществляется особыми половыми клетками. Их формирование происходит в два этапа. Первая стадия называется спорогенез, вторая – гематогенез. В случае образования мужских клеток эти этапы именуются микроспорогенез и микрогематогенез. При образовании женских половых элементов приставка меняется на «мега» (или «макро»). Спорогенез основывается на мейозе. Это процесс формирования гаплоидных элементов. Мейозу, так же как и у представителей фауны, предшествует размножение клеток посредством митотических делений.

Образование спермиев

Первичное формирование мужских половых элементов осуществляется в особой ткани пыльника. Она называется археспориальной. В ней в результате митозов происходит формирование многочисленных эелементов – материнских клеток пыльцы. Они и вступают затем в мейоз. Вследствие двух мейотических делений образуется 4 гаплоидные микроспоры. Некоторое время они лежат рядом, формируя тетрады. После этого происходит их распад на пыльцевые зерна — отдельные микроспоры. Каждый из образованных элементов начинает покрываться двумя оболочками: внешней (экзина) и внутренней (интина). Затем начинается следующий этап – микрогаметогенез. Он, в свою очередь, состоит из двух митотических последовательных делений. После первого формируется две клетки: генеративная и вегетативная. Впоследствии первая проходит еще одно деление. В результате образуется две мужские клетки – спермии.

Дата добавления: 2017-01-08 ; просмотров: 5152 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Лекция № 15. Половое размножение у покрытосеменных растений

Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Цветок — видоизмененный, укороченный, неразветвленный побег, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, завершающегося образованием семян и плода.

Строение цветка

У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать.

Цветки большинства видов растений имеют и тычинки, и пестики. Такие цветки называют обоеполыми (вишня, горох). Цветки, которые имеют только пестики, называют пестичными (женскими). Цветки, которые имеют только тычинки, называют тычиночными (мужскими). В зависимости от распределения однополых цветков на растениях различают: однодомные растения — растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб); двудомные растения — растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других — мужские цветки (крапива двудомная, конопля, облепиха); многодомные растения — растения, у которых на одних и тех же экземплярах встречаются как обоеполые, так и однополые цветки в различных количественных соотношениях (гречиха, некоторые виды ясеня, клена).

Цветоножка — междоузлие под цветком. Цветки, лишенные цветоножки, называются сидячими (цветки в соцветии корзинка у подсолнечника, астры, одуванчика).

Цветоложе — укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.

Околоцветник — стерильная часть цветка, его покров. Околоцветник может быть простым (не дифференцированным на чашечку и венчик, образованным совокупностью однородных листочков, имеющих одинаковые размеры и окраску) и двойным (дифференцированным на чашечку и венчик, отличающиеся друг от друга размерами и окраской. Простой околоцветник может быть венчиковидным (образованным ярко окрашенными листочками) или чашечковидным (образованным зелеными листочками). Цветки, лишенные околоцветника (ива, тополь), называются голыми.

Чашечка — наружная часть двойного околоцветника, представляет собой совокупность чашелистиков — видоизмененных прицветных листьев. Обычно чашелистики имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Они сходны с обычными листьями, но устроены проще.

Различают: раздельнолистную чашечку — чашечку, образованную свободными (несросшимися) чашелистиками (капуста, лютик); сростнолистную чашечку — чашечку, образованную частично или полностью сросшимися чашелистиками (картофель, табак, горох).

Венчик — внутренняя, обычно окрашенная часть двойного околоцветника. Представляет собой совокупность лепестков, часто имеющих яркую окраску. Количество лепестков венчика может быть различным. Лепестки могут быть более или менее одинаковыми (лютик,яблоня) либо отличаться размерами и формой (фиалка, горох). В результате венчик может быть правильным, неправильным или асимметричным. Венчик, как и чашечка, может быть раздельнолепестным и сростнолепестным. Раздельнолепестной венчик состоит из свободных, несросшихся лепестков. Сростнолепестной венчик состоит из сросшихся в той или иной степени лепестков. Главная функция венчика — привлечение опылителей.

Читайте также:  Дикие съедобные растения под ред акад в а келлера

Андроцей

Андроцей — совокупность тычинок одного цветка. Количество тычинок в цветке — от одной (орхидные) до нескольких сотен (некоторые кактусы). У большинства растений тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить — нижняя, как правило, суженная стерильная часть тычинки. Нижний конец тычиночной нити отходит от цветоложа, а верхний конец несет пыльник. Обычно тычиночные нити тонкие, длинные, округлые в сечении. Пыльник — верхняя расширенная фертильная часть тычинки. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных связником. Каждая половинка имеет два пыльцевых гнезда (микроспорангия), в которых происходит образование микроспор, а впоследствии пылинок. Связник является продолжением тычиночной нити, через него в пыльник поступают питательные вещества.

Микроспорогенез

Микроспорогенез — процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток — микроспороцитов, имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Микроспоры быстро обособляются друг от друга.

Микрогаметогенез

Микрогаметогенез — процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждое пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.

Гинецей

Гинецей — совокупность пестиков одного цветка. Обычно в пестике выделяют три части: завязь, столбик и рыльце.

Завязь — замкнутая, нижняя, полая часть пестика, несущая и защищающая семязачатки. Завязь бывает: верхняя, нижняя, полунижняя. В завязи может располагаться от одного (пшеница, вишня) до нескольких тысяч (мак) семязачатков. Стенки завязи выполняют функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды (высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и т.д.). Внутри завязи (в семязачатках) происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие в образовании околоплодника.

Столбик — средняя более или менее удлиненная стерильная часть пестика, отходящая обычно от верхушки завязи, соединяет завязь и рыльце.

Рыльце — верхняя расширенная часть пестика, предназначено для восприятия пыльцы. Рыльце может быть разнообразной формы (двухлопастное, звездчатое, перистое и т.д.) и размера в зависимости от особенностей опыления. При отсутствии столбика рыльце называют сидячим.

Семязачаток состоит из нуцеллуса (ядра) — центральной части, являющейся мегаспорангием, двух покровов — интегументов, которые при смыкании образуют узкий канал — микропиле, или пыльцевход, через который пыльцевая трубка проникает к зародышевому мешку. С помощью семяножки семязачаток прикрепляется к плаценте. Место прикрепления семязачатка к семяножке называют рубчиком. Противоположную микропиле часть семязачатка, где сливаются нуцеллус и интегументы, называют халазой.

В семязачатке происходят мегаспорогенез, мегагаметогенез и процесс оплодотворения. После оплодотворения (реже без него) из семязачатка формируется семя.

Мегаспорогенез

Процесс формирования мегаспор называется мегаспорогенезом. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. После заложения семязачатка и формирования нуцеллуса в области микропиле начинает разрастаться одна археспориальная (спорогенная) клетка — мегаспороцит, или материнская клетка мегаспор.

Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. У большинства покрытосеменных из нее путем мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Из них лишь одна (обычно нижняя, обращенная к халазе, реже верхняя, обращенная к микропиле) дает начало женскому гаметофиту — зародышевому мешку. Остальные мегаспоры отмирают.

Мегагаметогенез

Процесс формирования женских половых клеток происходит в зародышевом мешке. Формирование женского гаметофита начинается с разрастания мегаспоры, которая далее три раза делится митозом. В результате этого образуются восемь клеток, которые располагаются следующим образом: три — на одном полюсе зародышевого мешка (микропилярном), три — на другом (хадазальном), две — в центре. Две оставшиеся сливаются в центре клетки, образуя диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных на микропилярном полюсе, отличается большими размерами и является яйцеклеткой. Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными и называются синергидами. Группа из трех клеток, находящихся на противоположном, халазальном полюсе, называется антиподом. Таким образом, сформированный женский гаметофит включает шесть гаплоидных клеток (яйцеклетка, две клетки-синергиды, три клетки-антипода) и одну диплоидную клетку.

Читайте также:  Травы и растения лечение глаз

Оплодотворение. Образование семян и плодов

Купить проверочные работы
и тесты по биологии

Процессу оплодотворения предшествует опыление — перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать: образуется пыльцевая трубка, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки выделяет вещества, размягчающие ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки принимает участие сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев (у некоторых растений спермагенная клетка дает начало двум спермиям еще до прорастания пыльцы). Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок, как правило, через микропиле. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм (питательная ткань) семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. Вышеописанный процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 году русским ботаником С.Г. Навашиным.

После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка — эндосперм, из интегументов — семенная кожура, из всего семязачатка — семя, а из стенок завязи — околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами.

Перейти к лекции №14 «Размножение организмов»

Перейти к лекции №16 «Онтогенез многоклеточных животных, размножающихся половым способом»

Смотреть оглавление (лекции №1-25)

Источник

Размножение цветковых растений

Цветок состоит из околоцветника (лепестков и чашелистиков) и репродуктивных частей – тычинок и пестиков.

  • Тычинки состоят из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике образуется пыльца, состоящая из вегетативной и генеративной клетки.
  • Пестики состоят из завязи, столбика и рыльца. Внутри завязи находится семязачаток, внутри семязачатка – зародышевый мешок, внутри зародышевого мешка – семь клеток, одна из которых яйцеклетка, а вторая – центральная диплоидная клетка.

При опылении пыльца оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка пыльцы прорастает в пыльцевую трубку, растущую через столбик пестика по направлению к зародышевому мешку. Генеративная клетка пыльцы делится на два спермия, которые двигаются по пыльцевой трубке.

Двойное оплодотворение (оплодотворение двумя спермиями) открыл русский ученый С.Г.Навашин. Попав в зародышевый мешок

  • один спермий оплодотворяет яйцеклетку, получается диплоидная зигота, из который вырастает зародыш;
  • второй оплодотворяет центральную диплоидную клетку, получается триплоидный эндосперм, который запасает вещества для питания зародыша при прорастании семени.

Семя (образуется из семязачатка) состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

  • Зародыш образуется из зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Он состоит из зародышевого стебелька, зародышевого корешка, зародышевой почки и зародышевых листьев – семядолей.
  • Эндосперм образуется из оплодотворенной центральной диплоидной клетки, он запасает вещества для питания зародыша (проростка) при прорастании семени.
  • Семенная кожура образуется из оболочки семязачатка.

Плод (образуется из завязи пестика) состоит из семени и околоплодника.

  • Семя образуется из семязачатка.
  • Околоплодник образуется из стенки завязи, он защищает семена и способствует их распространению.

Еще можно почитать

Задания части 1

Выберите один, наиболее правильный вариант. Какая клетка после опыления цветковых растений может образовывать пыльцевую трубку?
1) вегетативная
2) центральная
3) генеративная
4) вторичная

Выберите один, наиболее правильный вариант. У цветковых растений пыльцевые зерна образуются в
1) семязачатке
2) завязи пестика
3) околоцветнике
4) тычинках

Выберите один, наиболее правильный вариант. Сухие многосеменные плоды – это
1) крылатка, зерновка
2) коробочка, боб
3) семянка, орешек
4) костянка, ягода

Выберите один, наиболее правильный вариант. Плод покрытосеменных образуется из
1) семязачатков
2) завязи пестика
3) околоплодника
4) пыльцевых зерен

ЦВЕТОК
Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие структуры цветкового растения являются генеративными?

1) тычинки
2) споры
3) пестики
4) заросток
5) камбий

Выберите три варианта. Какую функцию выполняет цветок растения?
1) опыление
2) поглощение веществ
3) оплодотворение
4) вегетативное размножение
5) отложение запасных веществ
6) формирование семян и плодов

ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
1. Выберите три варианта. Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется

1) образованием цветка
2) слиянием спермия с центральной клеткой
3) формированием пыльцевого зерна
4) слиянием спермия и яйцеклетки
5) образованием зиготы в зародышевом мешке
6) делением зиготы путем мейоза

Читайте также:  Почему растение назвали подорожник подорожником

2. Выберите три варианта. Чем характеризуется оплодотворение у покрытосеменных растений?
1) происходит слияние ядер женской и мужской гамет
2) яйцеклетка окружается большим числом сперматозоидов
3) гаплоидное ядро гаметы сливается с диплоидной центральной клеткой
4) в процессе участвуют подвижные мужские гаметы
5) процесс может происходить вне организма
6) происходит в зародышевом мешке взрослого организма

3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В процессе двойного оплодотворения у цветковых растений происходит
1) образование тычинок
2) слияние спермия и центрального ядра
3) формирование пыльцевого зерна
4) слияние спермия и яйцеклетки
5) образование зиготы
6) образование плода

4. Известно, что у покрытосеменных растений происходит двойное оплодотворение. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, из которой потом развивается зародыш, а второй спермий оплодотворяет центральную клетку, из которой потом развивается триплоидный эндосперм. Используя эти сведения, выберите из приведенного ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию данных признаков этого организма. Запишите цифры, под которыми они указаны.
1) В результате первого оплодотворения образуется зигота.
2) В процессе размножения происходит деление клетки пополам.
3) Потомство сохраняет все наследственные признаки родителя.
4) Центральная клетка диплоидна.
5) Зародыш развивается из диплоидной зиготы.
6) В размножении участвуют части растения.


ОПЛОДОТВОРЕНИЕ КРОМЕ
1. Все приведённые ниже термины, кроме двух, используются для описания изображенного на рисунке процесса двойного оплодотворения у цветковых растений. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

1) пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка
2) в оплодотворении участвуют вегетативная клетка и спермий
3) из материнских клеток спор образуются микро и макроспоры
4) гаметы – спермии и яйцеклетки – образуются в результате мейоза микроспор
5) яйцеклетка оплодотворяется одним спермием, а другой спермий оплодотворяет центральную клетку.

2. Все приведённые ниже термины, кроме двух, используют для описания двойного оплодотворения у покрытосеменных. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) опыление
2) триплоидная клетка
3) зигота
4) мейоз
5) зародышевый мешок

3. Все приведённые ниже процессы, кроме двух, характеризуют двойное оплодотворение у покрытосеменных. Определите два процесса, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
1) образование триплоидной клетки
2) образование бластомеров
3) оплодотворение яйцеклетки
4) попадание пыльцы на рыльце пестика
5) слияние спермия с диплоидной центральной клеткой

ПЛОД
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Плодом является

1) клубень картофеля
2) ягода арбуза
3) боб гороха
4) кочан капусты
5) корнеплод свёклы
6) коробочка мака


Установите соответствие между характеристиками и частями плода яблони, обозначенными на рисунке цифрами 1, 2. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) формируется из семязачатка
Б) развивается в результате деления зиготы и триплоидной клетки
В) образуется из стенок завязи и цветоложа
Г) способствует распространению и расселению семян
Д) имеется только у цветковых растений
Е) содержит зародыш и две семядоли


Проанализируйте таблицу «Типы плодов». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
1) зерновка
2) айва, яблоня, груша
3) семянки и орешки с крыловидным выростом
4) плод односемянный, сочный и с одревесневшим внутренним слоем околоплодника
5) мак, белена, гвоздика
6) семена лежат в пленчатых сухих камерах
7) огурец, арбуз, кабачок

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
1. Установите последовательность процессов оплодотворения цветковых растений

А) образование зиготы
Б) прорастание вегетативной клетки в пыльцевую трубку
В) перемещение спермиев к пыльцевходу
Г) соединение спермия с яйцеклеткой

2. Установите последовательность процессов, происходящих при размножении и развитии цветковых растений, начиная с момента формирования пыльцы. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) проникновение спермиев в зародышевый мешок
2) образование триплоидной клетки
3) прорастание пыльцевой трубки
4) формирование семени из семязачатка
5) образование генеративной и вегетативной клеток

3. Установите последовательность этапов индивидуального развития однолетнего покрытосеменного растения из семени
1) образование плодов и семян
2) появление вегетативных органов
3) появление цветков, опыление
4) оплодотворение и формирование зародыша
5) прорастание семени

4. Установите последовательность процессов, происходящих при размножении цветковых растений. Запишите соответствующую последовательность цифр.
1) формирование зиготы и эндосперма
2) проникновение спермиев в семязачаток
3) перенос пыльцы на рыльце пестика
4) слияние спермиев с ядрами зародышевого мешка
5) формирование пыльцевой трубки

Источник