Оплодотворенная клетка растения это

Урок 11. Половое размножение

Яйцеклетка – женская половая клетка (женская гамета) людей и других животных, высших растений, а также многих водорослей.

Сперматозоид – мужская половая клетка (мужская гамета).

Оплодотворение – процесс слияния мужской и женской гамет, в результате которого формируется зигота (оплодотворенная яйцеклетка).

Зигота – клетка, образующаяся в результате оплодотворения.

*Гинецей – совокупность плодолистиков цветка. Другое определение гинецея – совокупность пестиков в цветке.

*Андроцей – это совокупность тычинок (микроспорофиллов) одного цветка. Тычинка является носителем мужской наследственности.

*Партеногенез – однополое размножение» или «девственное размножение» – одна из форм полового размножения организмов, при которой женские половые клетки (яйцеклетки) развиваются во взрослый организм без оплодотворения.

*Гермафродизм – одновременное или последовательное наличие у организма мужских и женских половых признаков, и репродуктивных органов.

Основная и дополнительная литература по теме

  1. Биология. 5 – 6 класс. Линия жизни / В. В. Пасечник, С. В. Суматохин, Г. С. Калинова, Г. Г. Швецов, З. Г. Гапонюк. – М.: Просвещение, 2018.
  2. Биология в схемах и таблицах / А. Ю. Ионцева, А. В. Торгалов.
  3. Введение в биологию. Неживые тела. Организмы: учеб. для уч — ся 5 – 6 кл. общеобразоват. учеб. заведений / А. И. Никишов. – М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2012.
  4. Биология. Живой организм. 5 – 6 классы: учебник для общеобразовательных учреждений с приложением на электронном носителе / Л. Н. Сухорукова, В. С. Кучменко, И. Я. Колесникова. – М.: Просвещение, 2013.
  5. Биология. Обо всем живом. 5 класс: учебник / С. Н. Ловягин, А. А. Вахрушев, А. С. Раутиан. – М.: Баласс, 2014.

Теоретический материал для самостоятельного изучения

На уроке будут раскрыты особенности полового размножения и его преимущество перед бесполым. Так же рассмотрим процесс полового размножения у цветковых растений. Повторим строение цветка, семени.

Свойство организмов воспроизводить себе подобных, обеспечивающее непрерывность жизни, называется размножением. Половым называется размножение, при котором преемственность поколений в увеличение численности особей осуществляется с помощью специализированных половых клеток — гамет: женских — яйцеклеток и мужских — сперматозоидов. Созревшие половые клетки при слиянии образуют зиготу, из которой развивается новый дочерний организм. По достижении половой зрелости новый организм в свою очередь производит гаметы, которые дают начало следующим потомкам. Так осуществляется преемственность поколений. Половое размножение имеет очень большие эволюционные преимущества по сравнению с бесполым. Это обусловлено тем, что генотип потомков возникает путем комбинации генов, принадлежащих обоим родителям. В результате повышаются возможности организмов в приспособлении к условиям окружающей среды. Сущность полового размножения заключается в объединении в наследственном материале потомка генетической информация из двух разных источников – родителей.

У животных чаще встречается раздельнополость, т. е. наличие мужских и женских особей (самцов) и (самок), которые нередко различаются по размерам и внешнему виду (половой деморфизм).

Половые клетки образуются в специальных органах – половых железах.

Мелкие, снабженные жгутиком, подвижные сперматозоиды формируются в семенниках, а крупные неподвижные яйцеклетки (яйца) – в яичниках.

Процесс оплодотворения у многоклеточных животных, как и у одноклеточных, заключается в слиянии мужских и женских гамет. Как правило, затем сразу же происходит и слияние их ядер с образованием диплоидной зиготы (оплодотворенной яйцеклетки).

Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля

Задание 1. Заполните таблицу «Органы выделения животных».

Наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца)

«Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца

Варианты ответов:

  1. Гермафродизм
  2. Виноградные улитки, плоские черви
  3. Партеногенез
  4. Пчёлы, некоторые виды ящериц, дафнии, тля

Правильный вариант ответа:

Наличие половых признаков (гамет) у одной особи. Родитель может одновременно выполнять функции отца и матери или при встрече с другим представителем вида выполнять функцию одного из партнёров (самки или самца)

Виноградные улитки, плоские черви

«Девственное размножение» – развитие новой особи из яйцеклетки матери без участия самца

Пчёлы, некоторые виды ящериц, дафнии, тля

Задание 2. Заполните пропуски в тексте. Оплодотворение у цветковых растений.

Процессу оплодотворения у растений предшествует _________. Как только ___________ попадает на ________ пестика, она начинает прорастать и образуется ___________. В каждой пылинке образуется по паре __________, которые передвигаются к семязачатку. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, они достигают _________ и проникают внутрь _________. К этому времени в завязи образуется ______________.

Варианты ответов:

Правильный вариант:

Процессу оплодотворения у растений предшествует опыление. Как только пыльца попадает на рыльце пестика, она начинает прорастать и образуется пыльцевая трубка. В каждой пылинке образуется по паре спермиев, которые передвигаются к семязачатку. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, они достигают завязи и проникают внутрь семязачатка. К этому времени в завязи образуется зародышевый мешок.

Источник



Процесс оплодотворения у цветковых растений

Процесс оплодотворения у цветковых растений

Оплодотворение – это процесс слияния двух клеток, в результате чего происходит образование новой клетки, дающей начало|начало другому организму этого же рода|рода или вида. Что такое двойное оплодотворение у цветковых растений и как оно происходит, читайте в данной статье.

Сущность оплодотворения

Оно происходит в результате слияния двух клеток, женской и мужской, и возникновения диплоидной зиготы. В каждой паре хромосом присутствует одна отцовская и одна материнская клетка. Сущность процесса оплодотворения заключается в том, чтобы восстановить диплоидный набор хромосом и объединить наследственный материал родителей. Их потомство будет более жизнеспособным, так как соединит в себе самые полезные качества от отца и матери.

Оплодотворение — что такое?

Это процесс побуждения яйца|яйца к развитию в результате объединения ядер. Оплодотворение — что такое? Это необратимый процесс, который происходит в результате слияния разнополых гамет и объединения их ядер. Оплодотворённое яйцо не подвергается этой процедуре второй раз.

Но существуют растения, которые воспроизводят новое поколение только при помощи женской гаметы без оплодотворения. Такое размножение называется девственным. Примечательно, что эти два способа размножения у одного вида растений могут чередоваться.

Двойное оплодотворение цветковых растений

Половые клетки обоих начал называются гаметами. Причём женскими являются яйцеклетки, а мужскими – спермии, которые у растений семенных неподвижные, а у споровых – подвижные|подвижные. Оплодотворение — что такое? Это появление особой клетки – зиготы, содержащей наследственные признаки спермия и яйцеклетки.

Цветковые растения обладают сложным оплодотворением, которое называется двойным, поскольку, кроме яйцеклетки, оплодотворяется ещё одна особая клетка. Формирование спермий происходит в пылинках пыльцы, а их созревание осуществляется в тычинках, точнее в их пыльниках. Местом образования яйцеклеток являются семязачатки, расположенные в завязи|завязи пестика. Когда яйцеклетка оплодотворится спермием, из семязачатка начинают развиваться семена|семёна.

Чтобы оплодотворение у цветковых произошло, сначала нужно опылить растение, то есть на рыльце пестика должны попасть пылинки пыльцы. Оказавшись на рыльце, они начинают прорастать внутрь завязи|завязи, в результате чего образуется пыльцевая трубка. Одновременно с этим в пылинке происходит образование двух спермиев. Они не стоят|стоят на месте, а начинают продвигаться к пыльцевой трубке, которая проникает в семязачаток. Здесь в результате деления и удлинения одной клетки происходит образование зародышевого мешка.

Он нужен для расположения в нём яйцеклетки и ещё одной клетки, в которой сосредоточен двойной набор наследственной информации. После этого происходит прорастание пыльцевой трубки в зародышевый мешок и слияние одного спермия с яйцеклеткой, в результате которого образуется зигота, а другого – с клеткой особой. Развитие зародыша происходит из зиготы. Второе слияние образует питательную ткань, или эндосперм, необходимый для питания зародыша в период роста|роста.

Что нужно для существования каждого вида растений?

  • Прежде всего необходимо восстановить диплоидный набор хромосом, а в его пределах — их парность.
  • Обеспечить материальную непрерывность между поколениями, следующими чередой.
  • Объединить в одном виде или роде наследственные свойства двух родителей.

Всё|Все это осуществляется на генетическом уровне. Для того чтобы оплодотворение осуществилось, созревание материнских и отцовских гамет должно произойти одновременно.

Оплодотворение у покрытосеменных растений

Этот процесс впервые охарактеризовал немецкий учёный Страсбургер во второй половине девятнадцатого века|века. Оплодотворение покрытосеменных растений происходит в результате слияния двух ядер разных гамет: с мужским и женским началом. Их цитоплазма не участвует в оплодотворении. Собственно оплодотворение происходит тогда, когда спермий сливается с ядром яйцеклетки.

Местом возникновения спермиев является пыльцевое зерно или пыльцевая труба. Зерно начинает прорастать после того, как попадает|попадает на рыльце. Время начала|начала этого процесса у каждого растения разное, как и время оплодотворения. Например, пыльцевые зерна|зёрна свёклы прорастают через два часа, а кукурузы – моментально. Первый признак прорастания зерна|зёрна – его увеличение в объёме. Обычно одно пыльцевое зерно образует одну трубку. Но некоторые растения не подчиняются этому правилу и образуют несколько трубок, из которых только одна достигает своего развития.

Пыльцевая трубка с передвигающимися по ней спермиями растёт и в конце концов разрывается. Всё|Все её содержимое оказывается внутри зародышевого мешка. Один из проникших сюда спермиев внедряется в яйцеклетку и сливается с её гаплоидным ядром. Оплодотворение — что такое? Это слияние двух ядер: спермия и яйцеклетки. Оплодотворённая яйцеклетка начинает делиться, получаются две новые клетки. Они делятся на четыре и так далее. Таким образом, происходит многократное деление, в результате которого развивается зародыш растения.

Покрытосеменные растения после процесса оплодотворения обладают способностью развивать дополнительный орган|орган, который называется эндоспермом. Это не что иное, как питательная среда зародыша. При слиянии второго спермия и диплоидного ядра|ядра происходит образование определённого набора хромосом, из которых два – материнского происхождения, и один – отцовского. Таким образом, двойное оплодотворение организмов растительного происхождения осуществляется тогда, когда один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой – с ядром клетки, расположенной в центре.

Отличительные черты покрытосеменных растений

Благодаря перечисленным признакам покрытосеменные растения занимают господствующее положение в мире.

Особенность оплодотворения покрытосеменных растений

Она вытекает из того, что эти растения имеют двойное оплодотворение. Уникальная особенность представлена явлением, называемым ксениями. Его смысл заключается в том, что пыльца напрямую влияет на свойства и признаки эндосперма. Для примера возьмём кукурузу.

Она бывает с жёлтыми и белыми семенами|семёнами. Их цвет зависит от оттенка эндосперма. При опылении женских цветков белозёрной кукурузы пыльцой желтозёрного сорта|сорта её окраска всё равно будет жёлтой, хотя развитие эндосперма происходит на растении с белыми зёрнами.

Какую роль играют цветковые растения?

Эти растения насчитывают 13 000 родов|родов и 250 000 видов. Они получили широкое распространение по всему миру. Цветковые растения – это ключевые компоненты биосферы, производящие органические вещества, связывающие углекислоту и выделяющие кислород. Пастбищные цепи питания начинаются именно с них. Многие разновидности цветковых растений человек использует в пищу|пищу. Из них строят жилища|жилища и изготавливают различные хозяйственные материалы.

Не обходится без них и медицина. Отдельные виды покрытосеменных растений являются господствующими на планете, им отводится решающая роль в формировании покрова|покрова растительности и создании основной части наземной фитомассы. В конечном итоге именно этими растениями определяется возможность самого|самого существования человека на земле как вида биологического.

Процесс оплодотворения у цветковых растений

Процесс оплодотворения у цветковых растений

Пояснение.

Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется слиянием спермия с центральной клеткой и слиянием спермия и яйцеклетки; образованием зиготы в зародышевом мешке

Органом|Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Оплодотворение происходит после попадания пыльцы на рыльце пестика. Этому процессу предшествует прорастание пыльцевого зерна|зёрна на рыльце пестика. Прорастание начинается с набухания пыльцевого зерна|зёрна и развития пыльцевой трубки, которая растёт через ткани рыльца и столбика, врастает в полость завязи|завязи, достигает семязачатка и входит в него через микропиле (от греч. «микро» малый и «пиле» — ворота|ворота).

В семязачатке к этому времени бывает развит зародышевый мешок, образовавшийся из мегаспоры и состоящий из семи клеток, одна из которых — яйцеклетка (женская гамета), а самая крупная — центральная клетка с двумя ядрами.

Когда пыльцевая трубка дорастает до зародышевого мешка и входит в него, она лопается и спермин осуществляют оплодотворение — один сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой — с центральной клеткой. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Из зиготы затем развивается зародыш, а из центральной клетки эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества). После оплодотворения из семязачатков формируются семена|семёна, а сам цветок превращается в плод.

Видео по теме : Процесс оплодотворения у цветковых растений

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

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.

Двойное оплодотворение

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

Е) формируется при слиянии яйцеклетки и спермия

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

Яблоко

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

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

ОПЛОДОТВОРЕ́НИЕ

ОПЛОДОТВОРЕ́НИЕ (син­га­мия), про­цесс слия­ния муж­ских и жен­ских по­ло­вых кле­ток – га­мет, в ре­зуль­та­те ко­то­ро­го про­ис­хо­дит объ­е­ди­не­ние га­п­ло­ид­ных хро­мо­сом­ных на­бо­ров зре­лых га­мет в ди­п­ло­ид­ный хро­мо­сом­ный на­бор пер­вой клет­ки бу­ду­ще­го ор­га­низ­ма (зи­го­ты). Ле­жит в ос­но­ве по­ло­во­го раз­мно­же­ния и обес­пе­чи­ва­ет пе­ре­да­чу на­след­ст­вен­ных при­зна­ков от ро­ди­те­лей по­том­кам.

У рас­те­ний О. пред­ше­ст­ву­ют слож­ные про­цес­сы об­ра­зо­ва­ния ге­не­ра­тив­ных струк­тур, в ко­то­рых раз­ви­ва­ют­ся га­ме­ты (см. Га­ме­то­ге­нез). У мо­хо­вид­ных, плау­но­вид­ных, хво­ще­вид­ных, па­по­рот­ни­ко­вид­ных О. осу­ще­ст­в­ля­ет­ся в вод­ной или ка­пель­но-жид­кой сре­де, спо­соб­ст­вую­щей пе­ре­дви­же­нию со­зрев­ших в ан­те­ри­ди­ях спер­ма­то­зои­дов (муж­ских по­движ­ных га­мет) к яй­це­клет­кам в ар­хе­го­ни­ях. У се­мен­ных рас­те­ний О. воз­мож­но лишь по­сле опы­ле­ния. Пе­ри­од ме­ж­ду опы­ле­ни­ем и О. у рас­те­ний мо­жет ис­чис­лять­ся от не­сколь­ких ча­сов (напр., у эфед­ры, не­дот­ро­ги, пор­ту­ла­ка) до не­сколь­ких не­дель (у ор­хи­дей), ме­ся­цев (у ели, туи, оль­хи, оре­ха) и да­же око­ло или бо­лее го­да (у со­сны, мож­же­вель­ни­ка, ду­ба). У боль­шин­ст­ва го­ло­се­мен­ных пыль­це­вые зёр­на про­рас­та­ют в пыль­це­вой ка­ме­ре или в т. н. пыль­це­вой по­душ­ке ну­цел­лу­са, об­ра­зуя пыль­це­вые труб­ки, ко­то­рые слу­жат для транс­пор­ти­ров­ки спер­ми­ев к яй­це­клет­ке; в О. уча­ст­ву­ет один, бо­лее круп­ный спер­мий, вто­рой де­ге­не­ри­ру­ет.

Цвет­ко­вым рас­те­ни­ям свой­ст­вен­но двой­ное оп­ло­до­тво­ре­ние, впер­вые опи­сан­ное в 1898 С. Г. На­ва­ши­ным. О. пред­ше­ст­ву­ет про­гам­ная фа­за – про­рас­та­ние пыль­це­во­го зер­на и рост пыль­це­вой труб­ки, ко­то­рая дос­тав­ля­ет в се­мя­за­ча­ток и за­ро­ды­ше­вый ме­шок муж­ские га­ме­ты-спер­мии. Ча­ще все­го про­ник­но­ве­ние пыль­це­вой труб­ки в се­мя­за­ча­ток осу­ще­ст­в­ля­ет­ся че­рез спец. ка­нал (мик­ро­пи­ле), об­ра­зо­ван­ный по­кро­вом се­мя­за­чат­ка – ин­те­гу­мен­том (од­ним или не­сколь­ки­ми), а в за­ро­ды­ше­вый ме­шок – че­рез си­нер­ги­ду (од­ну из двух кле­ток, рас­по­ло­жен­ных ря­дом с яй­це­клет­кой), ко­то­рая при этом раз­ру­ша­ет­ся. Ре­же вхо­ж­де­ние пыль­це­вой труб­ки в се­мя­за­ча­ток про­ис­хо­дит че­рез про­ти­во­по­лож­ную мик­ро­пи­ле часть – ха­ла­зу (напр., у ка­зуа­ри­ны, фис­таш­ки, грец­ко­го оре­ха), ещё ре­же – че­рез ин­те­гу­мен­ты сбо­ку (напр., у бе­рё­зы). В по­след­них слу­ча­ях на­блю­да­ет­ся рост пыль­це­вой труб­ки ме­ж­ду ин­те­гу­мен­том и ну­цел­лу­сом в сто­ро­ну мик­ро­пи­ле, и в за­ро­ды­ше­вый ме­шок она вхо­дит че­рез си­нер­ги­ду. При на­ли­чии в ну­цел­лу­се па­рие­таль­ной тка­ни и/или ну­цел­ляр­но­го кол­пач­ка пыль­це­вая труб­ка про­дви­га­ет­ся по меж­клет­никам. При от­сут­ст­вии мик­ро­пи­ле про­ис­хо­дит вхо­ж­де­ние пыль­це­вой труб­ки в си­нер­ги­ду че­рез апекс ну­цел­лу­са (оме­ла, пу­зыр­чат­ка и др.). В си­нер­ги­де пыль­це­вая труб­ка вскры­ва­ет­ся, из­ли­вая со­дер­жи­мое – два спер­мия, яд­ро и ци­то­плаз­му ве­ге­та­тив­ной клет­ки. Из си­нер­ги­ды спер­мии по­па­да­ют в про­стран­ст­во ме­ж­ду яй­це­клет­кой и центр. клет­кой се­мя­за­чат­ка, один из них про­ни­ка­ет в яй­це­клет­ку, вто­рой – в центр. клет­ку. Ино­гда пыль­це­вая труб­ка вхо­дит в за­ро­ды­ше­вый ме­шок, раз­ру­шая обе си­нер­ги­ды или ми­нуя их. К мо­мен­ту О. в се­мя­за­чат­ке ча­ще все­го име­ет­ся зре­лый за­ро­ды­ше­вый ме­шок с диф­фе­рен­ци­ро­ван­ны­ми эле­мен­та­ми.

В двой­ном О. раз­ли­ча­ют­ся два осн. ти­па слия­ния ядер га­мет – пре­ми­то­ти­че­ский и по­стми­то­ти­че­ский; в пер­вом слу­чае объ­е­ди­не­ние ядер про­ис­хо­дит сра­зу по­сле кон­так­та, до на­сту­п­ле­ния ми­то­за зи­го­ты и пер­вич­ной клет­ки эн­дос­пер­ма, во вто­ром – по­сле на­ча­ла ми­то­за, ко­гда ис­чез­нут ядер­ные обо­лоч­ки. Есть и т. н. про­ме­жу­точ­ный тип. Как пра­ви­ло, в центр. клет­ке по­ляр­ные яд­ра сли­ва­ют­ся до О., об­ра­зуя круп­ное яд­ро, с ко­торым за­тем сли­ва­ет­ся яд­ро спер­мия, но ино­гда по­ляр­ные яд­ра сли­ва­ют­ся во вре­мя О., при­чём яд­ро спер­мия объ­еди­ня­ет­ся сна­ча­ла с од­ним из ядер, а за­тем про­ис­хо­дит трой­ное слия­ние, обыч­но бы­ст­рее, чем в яй­це­клет­ке. Во вре­мя О. про­ис­хо­дит слия­ние и ядер (ка­рио­гамия), и ци­то­плаз­мы (плаз­мо­га­мия) га­мет. В ре­зуль­та­те двой­но­го О. из оп­ло­до­тво­рён­ной яй­це­клет­ки (зи­го­ты) фор­ми­ру­ет­ся за­ро­дыш, как пра­ви­ло, ди­пло­ид­ный, и пи­та­тель­ная ткань – эн­до­сперм, ча­ще все­го три­п­ло­ид­ный.

У ря­да рас­те­ний, ко­то­рым свой­ст­вен апо­мик­сис, двой­но­го О. не про­ис­хо­дит. Яд­ра спер­мия и яй­це­клет­ки не сли­ва­ют­ся, и за­ро­дыш раз­ви­ва­ет­ся из не­оп­ло­до­тво­рён­ной яй­це­клет­ки (пар­те­но­ге­нез) или из дру­гих кле­ток за­ро­ды­ше­вого меш­ка или се­мя­за­чат­ка; раз­ви­тие эн­до­с­перма про­ис­хо­дит в ре­зуль­та­те сли­я­ния яд­ра спер­мия с яд­ра­ми центр. клет­ки (у мно­гих слож­но­цвет­ных, ро­зо­цвет­ных, зла­ков).

У боль­шин­ст­ва ви­дов жи­вот­ных (вклю­чая че­ло­ве­ка) при кон­так­те га­мет про­ис­хо­дит ак­ти­ва­ция ка­ж­дой из них, хо­тя этот про­цесс мо­жет вы­зы­вать­ся и дру­ги­ми (не­спе­ци­фи­че­ски­ми) фак­то­ра­ми (см. Пар­те­но­ге­нез). Взаи­мо­дей­ст­вие га­мет на­чи­на­ет­ся ещё до их со­при­кос­но­ве­ния и осу­ще­ст­в­ля­ет­ся хи­мич. фак­то­ра­ми. Так, яй­це­клет­ки мн. мор­ских жи­вот­ных вы­де­ля­ют пеп­ти­ды, при­вле­каю­щие спер­ма­то­зои­ды сво­его ви­да. Их ак­ти­ва­ция про­яв­ля­ет­ся в т. н. ак­ро­сом­ной ре­ак­ции, в ре­зуль­та­те ко­то­рой на пе­ред­нем по­лю­се спер­ма­то­зои­да в те­че­ние не­сколь­ких се­кунд фор­ми­ру­ет­ся и вы­пя­чи­ва­ет­ся ак­ро­сом­ная тру­боч­ка, мем­бра­на ко­то­рой со­дер­жит спе­ци­фич. бе­лок, обес­пе­чи­ваю­щий при­ли­па­ние спер­ма­то­зои­да к жел­точ­ной обо­лоч­ке яй­це­клет­ки. По­сле слия­ния с мем­бра­ной яй­це­клет­ки ак­ро­сом­ная тру­боч­ка пред­став­ля­ет со­бой ка­нал, по ко­то­ро­му в ци­то­плаз­му яй­це­клет­ки вхо­дит яд­ро спер­ма­то­зои­да (вхо­ж­де­ние не­об­хо­ди­мо для за­вер­ше­ния со­зре­ва­ния яй­це­клет­ки) и по мень­шей ме­ре од­на из его цен­трио­лей. В даль­ней­шем она яв­ля­ет­ся цен­тром фор­ми­ро­ва­ния мик­ро­тру­бо­чек. По­след­ние у осо­бей ря­да ви­дов иг­ра­ют гл. роль в пе­ре­рас­пре­де­ле­нии ве­ществ яй­це­клет­ки (т. н. оплаз­ма­тич. сег­ре­га­ция). Ме­сто вхо­ж­де­ния спер­ма­то­зои­да у та­ких ви­дов оп­ре­де­ля­ет один из по­лю­сов бу­ду­ще­го за­ро­ды­ша (напр., зад­ний по­люс у круг­лых чер­вей, пе­ред­ний по­люс у зем­но­вод­ных). Ак­ти­ва­ция яй­це­клет­ки – это за­пуск раз­ветв­лён­ной це­пи ре­ак­ций, при­во­дя­щих к крат­ко­вре­мен­но­му сни­же­нию транс­мем­бран­но­го элек­трич. по­тен­циа­ла (ТМП), вы­хо­ду про­то­нов из ци­то­плаз­мы (её за­ще­ла­чи­ва­нию) и подъ­ё­му кон­цен­тра­ции ио­нов внут­ри­кле­точ­но­го Са 2+ . У мо­но­сперм­ных жи­вот­ных (боль­шин­ст­во ви­дов с на­руж­ным О.) па­де­ние ТМП пре­пят­ст­ву­ет вхо­ж­де­нию др. спер­ма­то­зои­дов. У ви­дов с внут­рен­ним О. воз­мож­но про­ник­но­ве­ние в яй­це­клет­ку мн. спер­ма­то­зои­дов (по­ли­спер­мия). За­ще­ла­чи­ва­ние ци­то­плаз­мы сти­му­ли­ру­ет син­тез (ре­п­ли­ка­цию) ДНК в яд­рах как яй­це­клет­ки, так и спер­ма­то­зои­да (по­сле вхо­ж­де­ния спер­ма­то­зои­да эти яд­ра на­зы­ва­ют­ся про­нук­ле­уса­ми). Уве­ли­че­ние кон­цен­тра­ции ио­нов Са 2+ так­же сти­му­ли­ру­ет ре­п­ли­ка­цию ДНК в обо­их про­нук­ле­усах, син­тез бел­ков и т. н. эк­зо­ци­тоз суб­мем­бран­ных пу­зырь­ков, что при­во­дит к от­де­ле­нию жел­точ­ной обо­лоч­ки яй­це­клет­ки от её плаз­ма­тич. мем­бра­ны. В ре­зуль­та­те ме­ж­ду обо­лоч­кой и мем­бра­ной об­ра­зу­ет­ся по­лость – т. н. пе­ри­ви­тел­ли­но­вое про­стран­ст­во. Вско­ре по­сле на­ча­ла О. оба про­нук­ле­уса сбли­жа­ют­ся в цен­тре яй­ца (при рав­но­мер­ном рас­пре­де­ле­нии желт­ка) или в об­лас­ти оо­плаз­мы, со­дер­жа­щей наи­мень­шее ко­ли­че­ст­во желт­ка, и всту­па­ют в кон­такт. У не­ко­то­рых жи­вот­ных про­нук­ле­усы сли­ва­ют­ся (ка­рио­га­мия), об­ра­зуя еди­ное яд­ро – син­ка­ри­он, од­на­ко обыч­но они ос­та­ют­ся в тес­ном кон­так­те, не сли­ва­ясь, до мо­мен­та раз­ру­ше­ния их обо­ло­чек при пе­ре­хо­де зи­го­ты к дроб­ле­нию; в этом слу­чае от­цов­ские и ма­те­рин­ские хро­мо­сом­ные на­бо­ры объ­е­ди­ня­ют­ся на ве­ре­те­не пер­во­го де­ле­ния дроб­ле­ния зи­го­ты. Объ­е­ди­не­ние хро­мо­сом­ных на­бо­ров за­вер­ша­ет про­цесс О. Об О. у про­стей­ших см. в ст. Ко­пу­ля­ция.

Источник

Bio-Lessons

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

Читайте также:  Какие семенные растения размножаются семенами