Меню

Этапы оплодотворения у цветкового растения

Bio-Lessons

Образовательный сайт по биологии

Опыление и оплодотворение растений. Половое размножение

Половое размножение характерно для большинства растений, за исключением некоторых водорослей.

Опыление – это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают перекрестное опыление и самоопыление (рис.1).

Рис.1 Виды опыления цветковых растений

При самоопылении происходит перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика в пределах одного и того же цветка.

В природе самоопыление происходит редко, зачастую еще в бутонах, до раскрытия цветка (пшеница, горох, фасоль, фиалка, томат). Главное преимущество самоопыления — оно не зависит от погодных условий и насекомых, поэтому осуществляется при любых условиях. Не все обоеполые цветки являются самоопыляющимися. Большинство растений дают полноценные семена только при перекрестном опылении.

Опыление, при котором пыльца тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого, называют перекрестным. Перекрестное опыление осуществляется насекомыми и ветром. Реже – птицами, летучими мышами и водой.

Строение цветков насекомоопыляемых растений разнообразно (вишня, слива, яблоня, сирень, роза и многие другие). Они имеют ярко окрашенный или белый венчик и сильный запах. Цветки крупные или собраны в соцветия.

Запах цветков и их яркая окраска привлекают насекомых. Пчелы, шмели, мухи, бабочки, жуки и муравьи питаются пыльцой и нектаром цветка. Нектарники, расположенные в глубине цветка, выделяют нектар до тех пор, пока цветок не завянет. Тело насекомого, пытающегося добраться до нектарников, обильно покрывается пыльцой. Перелетая с одного цветка на другой в поисках пищи, они переносят прилипшую к их телу пыльцу с тычинок одних цветков на рыльца пестиков других.

Опыление ветром возникло в процессе эволюции как приспособление к неблагоприятным условиям. Надежда на немногочисленных тогда мух, бабочек, пчел и других насекомых была слабой. Позже насекомых стало больше. Но наряду с насекомоопыляемыми растениями, существуют опыляемые ветром. Это многие злаковые травы лугов, степей и саванн, обитатели леса (береза, ольха, осина, дуб, орешник), пустынь и полупустынь (полыни, солянки) (рис.2).

У ветроопыляемых растений бывает очень много пыльцы. Она легкая, сухая и мелкая. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению ветра. Перистые рыльца пестиков приспособлены к улавливанию пыльцы. Тычиночные нити длинные и свисающие. Раскачиваясь на ветру, они распыляют зрелую пыльцу.

Большинство ветроопыляемых растений цветет до распускания листьев, что облегчает опыление. Но оно зачастую зависит от погоды. В облачные, дождливые дни осадки смывают пыльцу и тем самым снижают урожай.

Искусственное опыление осуществляет человек, перенося пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Такое опыление требует больших затрат времени и трудно осуществимо на больших площадях. Чаще всего к нему прибегают при выведении новых сортов.

Оплодотворение (рис.2) происходит после опыления.Пыльца, или пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, выделяющего липкую жидкость, прорастает, образуя длинную, тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка, постепенно удлиняясь, продвигается по столбику рыльца по направлению к завязи (нижняя, важнейшая часть пестика). В завязи образуются семязачатки (семяпочки). Снаружи они защищены покровами, а внутри находится зародышевый мешок, состоящий из нескольких клеток.

Рис.2 Процесс двойного оплодотворения

Одна из клеток в зародышевом мешке – яйцеклетка, это женская половая клетка (женская гамета). Другая – крупная центральная клетка.

В пыльцевой трубке находятся две маленькие мужские половые клетки (мужские гаметы) – спермии. Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка и врастает в него, один спермий сливается с яйцеклеткой. Слияние двух половых клеток (гамет) называется оплодотворением. Из оплодотворенной яйцеклетки впоследствии разовьется зародыш растения. Второй спермий сливается с крупной центральной клеткой. Из нее образуется ткань эндосперм. В клетках этой ткани накапливаются питательные вещества для развития зародыша. Покровы семязачатка превращаются в семенную кожуру. Таким образом два одинаковых спермия сливаются с двумя разными женскими гаметами. Происходит двойное оплодотворение (открыл у лилейных русский ученый в 1898 г. Г.Навашин). После оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется плод.

Опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика. Бывает самоопыление – внутри закрытого цветка (горох, пшеница) и перекрестное: насекомыми – цветки яркие, с запахом (яблоня, сирень, роза); ветром – цветки без околоцветника, распускаются до появления листьев, много мелкой легкой пыльцы (береза, дуб, полынь). Искусственное опыление проводит человек. После опыления происходит оплодотворение – процесс слияние мужских и женских половых клеток – гамет. Двойное оплодотворение – два спермия из пыльцы, достигнув завязи пестика по пыльцевой трубке, оплодотворяют две женские гаметы. При слиянии яйцеклетки и спермия образуется зародыш. При слиянии второго спермия и центральной клетки образуется эндосперм (запас питательных веществ). Из покровов семязачатка образуется кожура семени, а из стенки завязи пестика – плод.

Источник

Оплодотворение у цветковых растений.

Мужские половые клетки — спермии — формируются в пылинках пыльцы, которые развиваются в пыльниках тычинок цветка. Обычно пыльца состоит из многих пылинок (пыльцевых зерен), соединенных в группы. В пылинках и формируются спермии — мужские половые клетки.

Читайте также:  Растения в почве и поглащают из нее

Женские половые клетки — яйцеклетки — образуются в семязачатках, находящихся в завязи пестика цветка (у цветковых растений бывают завязи с одним или несколькими семязачатками). Чтобы из всех семязачатков развились семена, нужно в каждый семязачаток к яйцеклеткам доставить спермии, так как каждая яйцеклетка оплодотворяется отдельным спермием.

Процессу оплодотворения у растений предшествует опыление. Как только пылинка попадает на рыльце пестика (с помощью ветра или насекомых), она начинает прорастать. Одна ее стенка вытягивается и образует пыльцевую трубку. Одновременно в пылинке образуются два спермия. Они передвигаются к кончику пыльцевой трубки. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, пыльцевая трубка достигает завязи и проникает внутрь семязачатка.

К этому времени в семязачатке, в его срединной части, одна клетка делится и сильно удлиняется, образуя так называемый зародышевый мешок. В нем у одного конца находится яйцеклетка, а в центре — клетка с двумя ядрами, которые вскоре сливаются, образуя одно — центральное ядро. Проникнув в семязачаток, пыльцевая трубка прорастает в зародышевый мешок, и там один спермий сливается (соединяется) с яйцеклеткой, образуя зиготу, из которой развивается зародыш нового растения.

Другой спермий, попавший в зародышевый мешок, сливается с центральным ядром. Образовавшаяся при этом клетка очень быстро делится, и вскоре из нее образуется питательная ткань — эндосперм.

Слияние в зародышевом мешке спермиев — одного с яйцеклеткой, а другого с центральным ядром называется двойным оплодотворением.

Процесс двойного оплодотворения — явление, свойственное только цветковым растениям. Благодаря двойному оплодотворению зародыш нового растения получает очень ценный эндосперм с питательными веществами.

Есть еще вот такая классификация:

13. Строение и функции цветка.

Цветок – орган семенного размножения покрытосемянных растений. Цветок состоит из цветоножки, цветоложа, околоцветника, андроцея и гинецея.

Фертильные части цветка (тычинка, пестик).

Стерильные части цветка (чашечка, венчик, околоцветник).

Цветок — это видоизмененный укороченный побег, приспособленный для размножения покрытосеменных (цветковых) растений.

Исключительная роль цветка связана с тем, что в нем совмещены все процессы бесполого и полового размножения, в то время как у низших и многих высших растений они разобщены. В обоеполом цветке осуществляются микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение, образование семян и плодов. Особенности строения цветка позволяют осуществлять перечисленные функции с минимальными затратами пластических веществ и энергии.

Цветки отличаются большим разнообразием в деталях строения, окраске и размерах. Самые крошечные цветки у рясковых (диаметр около 1 мм), а самые крупные (диаметром от 60 см до 1 м и массой около 6 кг) — у тропического растения-паразита раффлезии Арнольди.

Центральные (главные) части цветка. В центре цветка у большинства растений находится один или несколько пестиков. Каждый пестик состоит из трех частей: завязи — расширенного основания; столбика — более или менее вытянутой средней части; рыльца — верхней части пестика. Внутри завязи расположены один или несколько семязачатков. Снаружи семязачаток окружен покровами, через которые проходит узкий канал — пыльцевход.

Вокруг пестика (или пестиков) расположены тычинки. Их число в цветке различно у цветковых растений: у редьки дикой — 6, у клевера — 10, у вишни — много (около 30). Тычинка состоит из двух пыльников и тычиночной нити. Внутри пыльника развивается пыльца. Отдельные пылинки обычно очень мелкие зернышки. Их называют пыльцевыми зернами. Наиболее крупные пыльцевые зерна достигают 0,5 мм в диаметре.

Околоцветник. У большинства цветков пестики и тычинки окружены околоцветником У вишни, гороха, лютика околоцветник состоит из венчика (совокупность лепестков) и чашечки (совокупность чашелистиков). Такой околоцветник называют двойным. У тюльпана, лилии, ландыша все листочки одинаковы. Такой околоцветник называют простым.

Цветки с двойным околоцветником

Цветки с простым околоцветником

Листочки околоцветника могут срастаться или оставаться свободными. У тюльпана и лилии околоцветник простой раздельнолистный, а у ландыша сростнолистный. У цветков с двойным околоцветником также могут срастаться и чашелистики и лепестки. Цветки примулы, например, имеют сростнолистную чашечку и сростнолепестный венчик. У лютика вишни цветки имеют раздельнолистную чашечку и раздельнолепестный венчик. У колокольчика чашечка раздельнолистная, а венчик сростнолепестный.

Цветки некоторых растений не имеют развитого околоцветника. Например, у цветков ивы он напоминает чешуйки.

Соцветия и цветки ивы

Формула цветка. Особенности строения цветка можно отметить сокращенно в виде формулы. При ее составлении используют следующие сокращения:

Ок — листочки простого околоцветника,

Ч — чашелистики, Л — лепестки, Т — тычинки, П — пестики.

Число частей цветка обозначается цифрами в виде индекса (Ч5 — это 5 чашелистиков), при большом числе частей цветка используют знак ∞ . В случае срастания частей между собой цифру, указывающую их число, заключают в скобки (Л(5) — венчик состоит из 5 сросшихся лепестков). Если одноименные части цветка расположены в несколько кругов, то между цифрами, указывающими на их число в каждом круге, ставят знак + (Т5+5 — 10 тычинок в цветке расположены по 5 в два круга). Например, формула цветка лилии — Ок3+3Т3+3П1, колокольчика — Ч5Л(5)Т5П1.

Читайте также:  Имеют пластиды растения или бактерии

Цветоложе. Все части цветка (около цветник, тычинки, пестики) располагаются на цветоложе — разросшейся осевой части цветка. Большинство цветков имеют цветоножку. Она отходит от стебля и соединяет его с цветком. У некоторых растений (пшеница, клевер, подорожник) цветоножки не выражены. Такие цветки называют сидячими.

Цветки обоеполые и однополые. Обычно в одном цветке бывают и пестик (пестики) и тычинки. Такие цветки называют обоеполыми. У некоторых растений (ива, тополь, кукуруза) в цветке есть только пестик или тычинки. Такие цветки называют однополыми — тычиночными или пестичными (рис. 71).

Однодомные и двудомные растения. У березы, кукурузы, огурца однополые цветки (тычиночные и пестичные) располагаются на одном растении. Такие растения называют однодомными. У тополя, ивы, облепихи, крапивы двудомной на одних растениях находятся только тычиночные цветки, а на других — пестичные. Это двудомные растения.

| следующая лекция ==>
Передвижение по стеблю органических веществ | Жирорастворимые витамины

Дата добавления: 2017-02-20 ; просмотров: 22575 ; 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.

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.

Читайте также:  Приведите примеры деревьев кустарников и травянистых растений

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.

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