Что такое оплодотворение у цветка

Строение цветка

Чтобы понять и запомнить строение цветка, сначала нужно получить представление о типах размножения растений и о их жизненном цикле.

Размножение — это общее свойство всех живых организмов, в основе которого лежит способность клеток к делению.

Оно может выполнять две разные функции: производство потомства, генетически идентичного родительскому (бесполое размножение), или создание особей, отличающихся от родительских по составу генов (половое).

Бесполое размножение происходит без участия половых клеток и без объединения генетического материала родительских особей. Появившийся в результате организм полностью генетически идентичен материнскому. Половое размножение — это процесс, происходящий при участии половых клеток — гамет, с объединением их генов и получением новой генетической комбинации. Все способы размножения имеют свои недостатки и достоинства.

Достоинства и недостатки полового и бесполого типов размножения

Если окружающая среда стабильна на протяжении многих поколений, то организму избирательно выгодно размножаться бесполым путём — столонами, ползучими побегами, корневыми отпрысками и др., производя новые особи, так же хорошо адаптированные, как и они сами. Однако если условия нестабильны, то поколение, идентичное родительскому, может оказаться не готовым к переменам. Если все представители вида будут одинаковыми по генному составу, то все могут погибнуть.

Земляника размножается ползучими побегами

Нестабильность окружающей среды может быть результатом многих факторов:

• оползни;
• лавины;
• влияние деятельности человека;
• нерегулярные климатические события (сильные морозы, засухи, ураганы, наводнения).

В среде генетически разнообразных особей вида при изменяющихся условиях большинство представителей погибнет. Но нескольких, сумевших приспособиться и выжить, может быть достаточно, чтобы вновь заселить участок.

При половом размножении растения образуют множество очень мелких гамет, производящих в свою очередь тысячи семян. И все они отличаются по генотипу, а значит представляют собой тысячи возможностей приспособиться к каким-либо условиям. Далеко не все они выживут и дадут начало новым растениям, но даже малая доля победителей обеспечит нормальное существование вида.

Один из чемпионов по производству семян — одуванчик

Половое размножение имеет и негативные аспекты:

• для его осуществления требуется как минимум две особи;
• половые клетки должны перемещаться от одного растения к другому. У семенных растений пыльца может переноситься ветром, насекомыми, птицами и др.;
• каждый способ опыления требует большого запаса пыльцы на случай невыполнения таких условий и затраты питательных веществ, а также энергии на производство нектара для привлечения опылителей.

Потенциальные партнёры могут быть расположены слишком далеко друг от друга. Например, в популяции деревьев те немногие особи, которые растут на самых больших высотах, могут не иметь соседей, не получать пыльцы и не давать потомства многие годы.

В то время как те, которые растут на более низких высотах, имеют многочисленных соседей. Растения же, размножающиеся бесполым путём, могут давать потомство и при отсутствии рядом других особей их вида.

Некоторые из них в таких условиях приспособились к самоопылению, но при этом тоже не формируется генетическое разнообразие.

Есть растения, размножающиеся как половым, так и бесполым путём (на всякий случай). Клубника имеет цветы и семена, появившиеся в результате слияния спермиев и яйцеклеток разных особей. Но она так же быстро размножается и при помощи столонов.

У многолетней травы бамбука цветы и семена появляются лишь изредка (у некоторых видов — раз в 80 лет), но их корневища ежегодно дают многочисленные отпрыски.

Каланхое, наряду с большим количеством семян, ежегодно по краям своих листьев производит множество выводковых почек.

Выводковые почки каланхое

Семена часто имеют приспособления для распространения на дальние расстояния. Поедая клубнику, животные переносят её семена с собственными испражнениями. Плоды и семена бамбука уносятся ветром, а кокоса — водой. Так растения занимают далеко расположенные и разные по условиям участки.

Новые растения, произведённые вегетативным путём, напротив, не способны к расселению на дальние расстояния. Столоны, корневища и выводковые почки приводят к появлению новых растений в том же районе, что и их родители. Зато воспроизводство бесполым путём позволяет растению быстро заполнить своими копиями вновь занятую им область. Причём все его потомки будут так же приспособлены к местным условиям, как и оно.

Целая роща осин может быть клонами одного дерева и иметь общий корень

Половое размножение покрытосеменных растений

О бесполом размножении мы подробно поговорим в отдельном уроке. Органом же полового (и бесполого) размножения растений является цветок. В нём производятся гаметы и закладываются зародыши. Для того, чтобы лучше понять суть цветка, давайте сначала вспомним жизненный цикл растений.

Жизненный цикл растений

Жизненный цикл млекопитающих, в том числе и человека, прост: взрослые диплоидные особи имеют половые железы, которые путём мейоза производят гаплоидные половые клетки, называемые гаметами (сперматозоиды и яйцеклетки).

Особи, производящие сперматозоиды, называются самцами, а особи, производящие яйцеклетки — самками. Один сперматозоид и одна яйцеклетка соединяются вместе, образуя диплоидную клетку — оплодотворённую яйцеклетку или зиготу.

Она вырастает и превращается в новую диплоидную особь, напоминающую своих родителей, но не являющуюся их копией.

У растений жизненный цикл более сложен. Знакомые нам деревья, кустарники и травы — это только одна фаза жизненного цикла растений, называемая фазой спорофита (исключение составляют мхи и печёночники, у них знакомое нам растение — это гаплоидный гаметофит). Спорофиты растений всегда диплоидны, как и большинство взрослых животных, и у них есть органы с клетками, образованными в результате мейоза (у покрытосеменных они расположены в цветках).

Жизненный цикл покрытосеменных растений

У животных мейоз приводит к образованию гаплоидных гамет, а у растений — к образованию гаплоидных спор.

Разница между гаметами и спорами велика: гаметы в процессе оплодотворения могут сливаться с другими гаметами, тем самым производя диплоидную зиготу. Гаметы, которые не подвергаются слиянию, погибают, потому что они не могут жить сами по себе и обычно не способны вырасти в новую гаплоидную особь.

Исключение — неоплодотворённые яйца некоторых насекомых, таких как пчёлы, они превращаются в стерильных рабочих пчёл.

Споры растений, напротив, не могут участвовать в оплодотворении, но каждая из них подвергается митозу и вырастает в совершенно новую гаплоидную стадию, называемую гаметофитом. Она называется так потому, что производит гаметы. Во время полового размножения спорофит производит не новое диплоидное растение, как он сам, а гаплоидную часть своего жизненного цикла.

Источник: https://tvoiklas.ru/stroenie-zvetca/

§ 24. Половое размножение покрытосеменных растений

1. Что такое цветок?

Цветок — это видоизменённый побег, обеспечивающий функцию семенного размножения.

2. Какое строение он имеет?

В состав цветка входит стебельная часть (цветоножка и цветоложе), околоцветник (венчик с лепестками и чашечка с чашелистиками), пестик и (или) тычинки. В зависимости от вида растения строение цветка может различаться.

3. Какое строение имеет тычинка?

Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Внутри пыльника находится пыльца.

4. Какое строение имеет пестик?

Пестик состоит из столбика, рыльца и завязи.

5. Что называют соцветием?

Соцветие — это группа цветов, расположенных близко друг к другу и прикреплённых к стеблю в определённом порядке.

6. Какой процесс называют оплодотворением?

Оплодотворение — это процесс слияния мужской и женской гамет.

Вопросы в конце параграфа

1. Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным?

У цветковых растений процесс оплодотворения называют двойным потому, что в ходе него происходит сразу два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, находящейся в завязи, а второй спермий сливается с крупной центральной клеткой зародышевого мешка.

2. Как образуется зародыш растения?

После оплодотворения в завязи цветка образуется зигота, которая начинает делиться. Сначала она делится на две клетки, потом каждая из этих клеток делится также на две клетки, потом делятся образовавшиеся четыре клетки и т.д. В результате многократных делений образуется зародыш нового растения. 

3. В результате какого процесса, происходящего в завязи, образуется эндосперм?

Эндосперм семени цветкового растения образуется в результате деления оплодотворённой центральной клетки. В процессе деления этой клетки образуются клетки, способные накапливать запас питательных веществ необходимый для прорастания зародыша.

4. Из чего развивается семенная кожура?

Семенная кожура развивается из покрова семязачатка. 

5. Какие способы опыления вы знаете?

Самоопыление, перекрёстное опыление и искусственное опыление.

6. С какой целью проводят искусственное опыление?

Искусственное опыление чаще всего проводят с целью выведения новых сортов растений или с целью придания растению определённых характеристик: высокой урожайности, морозоустойчивости, повышенной сопротивляемости болезням и вредителям и т.д.

Подумайте

Почему перекрёстное опыление распространено в природе значительно шире, чем самоопыление?

Растения, для которых характерно перекрёстное опыление, могут лучше и быстрее приспосабливаться к условиям окружающей среды, поскольку при перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского растений. Благодаря этому следующие поколения растения могут приобретать новые полезные свойства, они более жизнеспособны и выносливы.

Задания

Проанализировав текст § 24 и рисунок 102, объясните, с чем связаны особенности строения оболочки пыльцевого зерна.

Если посмотреть на пыльцевые зёрна разных растений под микроскопом, то можно увидеть, что пыльца может быть различной и по размерам, и по строению, и по цвету. 

Такие различия внешнего вида пыльцевых зёрен цветов объясняются тем, что растение приспосабливается к характерному для него способу распространения пыльцы, чтобы «доставка» пыльцевых зёрен к метсу назначения (яйцеклеткам) проходила наиболее эффективно.

Например, пыльцевые зерна ветроопыляемых растений обычно сухие, гладкие, пористые и многочисленные. Такую пыльцу легче подхватывает ветер и разносит её на большие территории.

Пыльцевые зерна насекомоопыляемых растений наоборот отличаются сложными формами, различными выступами, зацепками, нередко клейкой поверхностью и самыми разными размерами. Такие особенности позволяют пыльцевым зёрнам быстро прикрепиться к поверхности насекомого и своевременно попасть на другой цветок для его опыления и оплодотворения. 

Задания для любознательных

Проанализируйте рисунок 105. Сделайте вывод и обсудите его в классе.

На рисунке 105 в учебнике показан график соотношения гаметофита и спорофита у растений в процессе эволюции.

Упрощенно можно сказать что: 

• гаметофит -поколение клеток растения, у которого развиваются мужские и женские половые клетки — гаметы;
• спорофит — поколение клеток растения, которые развиваются из оплодотворенной яйцеклетки.

Рассматривая график можно увидеть, что у водорослей наибольшего развития достигает гаметофит — поколение клеток, образующих гаметы. А растений более высших порядков преобладающей формой становится спорофит — поколение клеток, производящее споры.

Можно сказать, что практически всё тело цветковых растений является спорофитом, поскольку к гаметофитам относится только пыльца и семяпочки. А у одноклеточной водоросли наоборот — все тело растения является гаметофитом. 

Такая трансформация произошла из-за того, что высшие растения обитают в наземно-воздушной среде, которая является менее стабильное и менее благоприятной, чем водная среда, в которой произрастают низшие растения, например водоросли. Спорофиты более устойчивы к воздействию окружающей среды и умеют производить следующие поколения с новыми полезными свойствами, поскольку обладают двойным набором хромосом.

Словарик

Опыление — это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика.

Самоопыление — это тип опыления, при котором пыльца из тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка или другого цветка того же растения.

Перекрёстное опыление — это тип опыления, при котором пыльца с тычинок одного растения переносится на рыльца пестиков цветков другого растения. 

Искусственное опыление — это тип опыления, при котором в роли опылителя выступает человек. Обычно это происходит в научных и экономических целях.

Пыльцовое зерно — это клетка или несколько объединённых между собой клеток пыльцы, которые после попадания на рыльце пестика способны набухать и прорастать, превращаясь в пыльцевую трубку.

Пыльцевая трубка — это набухшее и проросшее пыльцевое зерно, которое превратилось в длинную и тонкую пыльцевую трубку. Внутри пыльцевой трубки образуются две мужские гаметы — спермии.

Пыльцевход — это часть завязи, через которую пыльцевая трубка с мужскими гаметами (спермиями) проникает в завязь с женской гаметой (яйцеклеткой).

Зародышевый мешок — это центральная часть семяпочки цветкового растения, в которой развивается женская гамета (яйцеклетка) и происходит оплодотворение.

Центральная клетка — самая большая клетка зародышевого мешка, с которой сливается второй спермий из пыльцевой трубки.

Двойное оплодотворение — это процесс оплодотворения цветковых растений, при котором одновременно происходит сразу два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, а второй спермий — с крупной центральной клеткой.

Источник: https://bio-geo.ru/uc-pasechnik-6-24/

Лекция 22. Покрытосеменные

Покрытосеменные, или цветковые растения насчитывают 300 тысяч видов и являются самой обширной группой растений. Покрытосеменные очень разнообразны по своим формам, строению органов и особенностям распространения, но при этом они имеют ряд общих, генетически закрепленных признаков.

Особенности покрытосеменных

Генеративная сфера:

1. Наличие цветка. У большинства цветковых имеется обоеполый цветок, то есть цветок несет как мужские органы — тычинки, так и женские — плодолистики.
2. Покрытосемянность. Покрытосемянность обусловлена возникновением завязи, которая содержит семязачатки и окружена гинецеем — совокупностью плодолистиков.
3. Образование плода. Плод- это видоизмененный после оплодотворения цветок.
4. Почти полная редукция мужского и, особенно, женского гаметофита. У покрытосеменных растений мужской гаметофит представлен пыльцой, а женский — зародышевым мешком.
5. Наличие двойного оплодотворения

Двойное оплодотворение — тип полового процесса, характерного только для цветковых растений. Было открыто С.Г. Навашиным в 1898 г. у лилейных.

Двойное оплодотворение заключается в том, что один из двух спермиев, которые образовались в при микрогаметогенезе, оплодотворяет яйцеклетку, а второй — центральное ядро зародышевого мешка.

Таким образом, из оплодотворенной яйцеклетки развивается зигота, а из оплодотворенного ядра зародышевого мешка — триплоидный эндосперм. Биологический смысл этого процесса заключается в более быстром развитии питательной ткани и более быстром созревании семени по сравнению с голосеменными.

Вегетативная сфера:

1. Многообразие жизненных форм. Преобладающими жизненными формами у покрытосеменных являются многолетние и однолетние травы. Кроме этого, покрытосеменные характеризуются огромным разнообразием листовых пластинок, которые отличаются по форме и размеру листовой пластинки, характеру опушения и т.д.
2. Сосудистая проводящая система, которая представлена трахеями, располагающимися в ксилеме.
3. Появление механической ткани — колленхимы.

В современную эпоху именно покрытосеменные играют главную роль в растительном покрове нашей планеты, занимая огромные площади. Они определяют характер растительности всех континентов. Цветковые являются доминантами, то есть господствуют, во всех типах фитоценозов Земного шара, кроме хвойных лесов, где доминируют голосеменные.

Цветковые растения издавна использовались человеком как пищевые и кормовые, лекарственные, использовались в строительстве и в ремеслах. Многие цветковые сейчас введены в культуру.

Формула цветка

Цветок — орган размножения покрытосеменных растений. Цветок располагается на стебле на цветоножке, если ее нет, то цветок называют сидячим. Цветок имеет ось, или цветоложе, которая несет листочки околоцветника, тычинки и пестики. Совокупность тычинок называется андроцеем.

Пестики состоят из одного или нескольких плодолистиков. Совокупность плодолистиков представляет собой гинецей. Основные части пестика — замкнутая завязь, внутри которой находятся семязачатки и рыльце, воспринимающее пыльцу.

После опыления и оплодотворения цветки превращаются в плоды, а семязачатки — в семена.

Наружные стерильные элементы цветка — чашелистики и лепестки. Совместно чашелистики составляют чашечку, которая обычно имеет зеленую окраску. Совокупность лепестков называют венчиком. У насекомоопыляемых растений венчик яркоокрашен, а у ветроопыляемых лишен яркой окраски и невзрачный.

У специализированных семейств цветковых венчик может быть сростнолепестным. В совокупности чашечка и венчик образуют околоцветник. Если околоцветник представлен и чашечкой и венчиком, то такой околоцветник называют двойным.

Если только чашечкой — то простым чашечковидным, а если только венчиком- то простым венчиковидным.

Кроме обычного представления строения цветка при помощи иллюстраций, записать строение цветка можно с помощью формулы. Формула цветка — это условное обозначение частей цветка латинскими буквами, цифрами и символами.

В настоящее время применяются следующие обозначения:

— зигоморфный или неправильный цветок (через который можно провести только одну плоскость симметрии);

— актиноморфный или правильный цветок (через который можно привести несколько плоскостей симметрии);

две перекрещенные стрелки — двустороннесимметричный цветок; молния — асимметричный цветок;

-женский цветок (содержит только плодолистики);

— мужской цветок (содержит только тычинки);

— обоеполый цветок;

P (Perigonium) — простой околоцветник;

Ca (Calix) — чашечка, совокупность чашелистиков;

Co (Corolla) — венчик, совокупность лепестков;

A — андроцей, совокупность тычинок;

G — гинецей, совокупность плодолистиков;

Для того чтобы показать число частей цветка используют нижние индексы. Например, выражение «венчик состоит из 5 лепестков», мы можем записать так Со5, а выражение «гинецей состоит из десяти плодолистиков» так: G10.

Если части цветка расположены в несколько кругов, то их обозначают через знак «+». Например, Са5+5 значит, что чашелистиков десять, и они расположены в двух кругах по пять.

Сросшиеся части цветка обозначают числом сросшихся компонентов заключенными в скобки: А(9)+1 — андроцей состоит из десяти тычинок, девять из которых срослись, одна свободная.

Завязь обозначается при обозначении гинецея:

• Верхняя завязь G3__ — гинецей состоит из 3 плодолистиков, завязь верхняя
• Нижняя G3— — гинецей состоит из 3 плодолистиков, завязь нижняя

Источник: https://ido.tsu.ru/other_res/hischool/botanika2/5.html

Оплодотворение у растений. Семена и плоды

После опыления происходит оплодотворение —процесс, в ходе которого цветок превращается в плод. Плоды, как и цветки, очень разнообразны.

Оплодотворение

Пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, прорастает вниз тонкой трубкой. Трубка проходит по столбику пестика и через пыльцевход проникает в семязачаток, в его зародышевый мешок.

В пыльцевой трубке имеются два спермия. Когда трубка проникает внутрь зародышевого
мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой — происходит оплодотворение. В результате образуется зигота. Из зиготы развивается многоклеточный зародыш.

Второй спермий сливается с центральной клеткой, которая многократно делится и образует вокруг зародыша запасающую ткань, богатую питательными веществами — эндосперм. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру.

Зародыш с запасающей тканью и кожурой составляют семя.

Процесс, при котором два спермия сливаются с двумя разными клетками, называют двойным оплодотворением. Оно характерно только для цветковых растений.

Строение семян

Семя — кладовая растения. В нем содержится зародыш будущего проростка и запас питательных веществ. Кожура семени защищает зародыш от неблагоприятных внешних воздействий. Запас питательных веществ в семенах пшеницы находится в эндосперме, а в семенах фасоли и гороха — в семядолях (так называют два толстых зародышевых листа). У цветковых растений семена образуются внутри плода.

Плоды

У большинства цветковых растений плод формируются из завязи пестика в результате опыления и оплодотворения. Нередко в образовании плода участвуют и другие части цветка: цветоложе — у земляники и шиповника; цветоложе и завязь — у яблони.

Плоды очень разнообразны. Различают односемянные и многосемянные плоды. Количество семян зависит от количества семязачатков внутри завязи. Если в завязи один семязачаток, то в плоде будет одно семя (пшеница, подсолнечник). У арбуза, гороха, огурца в плодах много семян.

Из стенки завязи образуется стенка плода — околоплодник. Если околоплодник сочный — то плоды называют сочными (помидор, слива, персик), если сухой — сухими (мак, каштан, кукуруза, горох). Разные плоды имеют названия. Костянкой называют сочный односемянной плод. Ягодой — сочный многосемянной плод.

К сухим односемянным плодам относят орех, семянку и зерновку (орех имеет деревянистый околоплодник, зерновка — пленчатый, а семянка — кожистый). Сухие многосемянные плоды — это коробочка (мак), стручок (капуста), боб (горох). У стручка между створками есть перегородка, на которой располагаются семена, а у боба перегородки нет.

Незрелые плоды обычно зеленые, но по мере созревания у многих растений они приобретают яркую окраску.

Источник: http://ebiology.ru/oplodotvorenie-u-rastenij-semena-i-plody/

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.

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.

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: https://licey.net/free/6-biologiya/21-lekcii_po_obschei_biologii/stages/269-lekciya__15_polovoe_razmnozhenie_u_pokrytosemennyh_rastenii.html