Рассмотри схему двойного оплодотворения у цветковых растений

Обновлено: 19.09.2024

Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику

Бербенцева Марина Борисовна РНГ

Продолжаем изучать тему:

План работы:

Повторение. Общая характеристика Покрытосеменных.

Я предлагаю Вам изучить следующие видеопособия и материалы:

Общая характеристика Покрытосеменных

Отдел цветковых или покрытосеменных растений — это самая многочисленная и хорошо приспособленная к современным условиям группа представителей флоры. Это травы, кустарники и деревья. Главная черта - наличие цветка как органа размножения, а также замкнутого семязачатка у семян, откуда и происходит название отдела.

Предки: водоросли (не сохранившиеся до современности), папоротники, которые в свою очередь дали начало как покрытосеменным, так и голосеменным видам. Они произошли от общих предков, разделившихся на разные ветви в триасе. По возрасту покрытосеменные растения значительно уступают голосеменным, ведущим своё происхождение от древних папоротников , появившихся на Земле задолго до динозавров . По оценкам учёных, первые цветковые появились примерно 140.000.000 лет назад.

Покрытосеменные получили свое распространение за счет следующих анатомо - физиологических приспособлений:

состоит из стебля, корневой системы, листьев и цветка ;

семя защищено околоплодником — оболочкой, которая обеспечивает его сохранность при распространении; семязачатки и семена хранятся в завязи и плоде;

женский заросток представляет собой зародышевый мешок с восемью ядрами, а мужской — пыльцевое зерно , состоящее из вегетативных и генеративных клеток;

двойное оплодотворение — спермии (мужские гаметы) цветка воздействуют одновременно на яйцеклетку и ядро зародышевого мешка;

для размножения растению необходимо опыление , которое может осуществляться по воздуху или воде, а также с помощью переноса пыльцы птицами и насекомыми;

завязь оплодотворённого цветка преобразуется в плод , семяпочка — в се мя , зигота — в зародыш семени, вторичное ядро — в эндосперм ;

половое размножение с постоянной сменой поколений.

К другим типичным признакам покрытосеменных относятся ситовидные трубки на стебле, широкие пластинчатые листья со сложной системой сетчатых жилок, цветки циклической формы.

Отметим, что ни один из характерных признаков группы не свойственен всем без исключения её членам. Принадлежность вида к цветковым определяется по общему числу признаков , но некоторые из них могут отсутствовать. Например, у некоторых покрытосеменных деревьев начисто отсутствуют стебли. Как, например, у некоторых пальм, у которых надземная часть растения представлена исключительно листьями.

Выполним словарную работу

Запишите в тетради, что означают все эти термины:

зародышевый мешок,

пыльцевое зерно (пыльца)

ситовидные трубки,

Теперь посмотрите в презентации, всю ли информацию по Покрытосеменным вы записали, это может Вам пригодиться, когда вы начнете выполнять тест (слайд 3-4).

Проверьте себя!

Вставьте слова по смыслу, запишите пропущенные слова в столбик, проверь себя в презентации.

Для ___1_____ характерна корневая система мочковатой формы, состоящая в основном из придаточных отростков, а для ___2_____ — мощный главный корень в форме стержня. Листья растений первого класса имеют простую структуру и состоят из обычной цельной пластинки, в то время как у второго они могут иметь более сложное строение; жилкование у ______3_________ параллельное или дуговое, а у ______4______ — сетчатое. Для растений с ___5___ семядолей характерно количества частей цветка, кратное трём, а с ____6____ — четырём или пяти. У ____7_____ покрытосеменных нет камбия — ____8_____ ткани, обеспечивающей рост стебля и корней в толщину. Проводящие пучки у _____9_____ расположены в виде кольца, а у родственного класса — беспорядочно и хаотично. К группе ____10____ относятся более примитивные растения, такие как орхидеи, пальмы, злаковые. Их общее количество насчитывает 60 тысяч видов. В класс ___11_____входят высокоразвитые деревья и кустарники, в том числе многочисленные плодовые и декоративные культуры. Их общее количество достигает 180—190 тысяч.

О чем идет речь? (слайд 5)

Цветок. Строение

Посмотрите на строение цветка. Назовите все части.

Цвето́к (множ. цветки́, лат. flos, греч. ἄνθος) — орган семенного размножения цветковых

Цветок - это видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте спороносный побег, приспособленный для образования спор, гамет и полового процесса, завершающегося образованием плода с семенами. Исключительная роль цветка как особой морфологической структуры связана с тем, что в нём полностью совмещены все процессы бесполого и полового размножения.

Самые мелкие цветки растений семейства Рясковые имеют в диаметре всего около 1 мм, в то же время как самый крупный цветок у раффлезии Арнольда (Rafflesia arnoldii R.Br.) семейства Раффлезиевые, обитающей в тропических лесах на острове Суматра (Индонезия), достигает в диаметре 91 см и имеет массу около 11 кг.

зародышевый

Яйцеклетка в семязачатке (1 n )

мужской гаметофит

пыльцевое зерно –

спермии (1 n )

состоит из двух

1 n клеток:

вегетативной

и генеративной , покрытых

Посмотри!! прочитай! послушай!

Процесс двойного оплодотворения

Все цветковые растения, к которым относятся и деревья (за исключением хвойных), нуждаются в опылени и для размножения. Но не всегда опылителями выступают насекомые – у баобабов , например, распускающиеся всего на одну ночь цветки опыляются исключительно летучими мышами. Если для процесса оплодотворения споровых нужна влага, то у цветковых растений происходит двойное оплодотворение , вследствие которого образуется зародыш (2 n ), и эндосперм (является тканью для запаса питательных веществ семени) (3 n ).

Опыление — процесс переноса пыльцы с пыльников тычинок цветка на рыльце пестика.

Пыльцевой зерно попадает на рыльце пестика, образующаяся пыльцевая трубка начинает прорастать внутрь столбика, стремясь к завязи. Когда пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка, генеративная клетка образует 2 спермия. Один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку, образуется зародыш. Второй спермий сливается с двумя ядрами в середине, образуя триплойдную клетку (3n) — эндосперм. Это и есть двойное оплодотворение.

От шишки голосеменных растений цветок отличается тем, что у него в результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика, а не на семязачаток непосредственно, а при последующем половом процессе семязачатки у цветковых развиваются в семена внутри завязи.

В пыльнике

образуется пыльца

Она разными способами попадает на рыльце пестика (самоопыление, перекрестное опыление). На рыльце пестика пыльцевое зерно образует пыльцевую трубку, врастает в полость завязи пестика.

Семязачатки = семяпочки

В полости завязи может находиться один семязачаток (один плод, например, косточка), несколько или множество. Их количество зависит от вида растения.

Если в завязи несколько семязачатков, то каждый из них опыляется своим пыльцевым зерном (содержащимися в нем спермиями), т. е. в таком случае через пестик будет прорастать несколько пыльцевых трубок.

Семязачаток состоит из покрова и ткани центральной части, где образуются восемь 1 n набор хромосом. Две из этих клеток сливаются, в результате образуется крупная центральная клетка , у которой восстанавливается двойной набор хромосом (2 n ).

1центральная клетка, 3синергиды, 3антиподы

1 яйцеклетка = 8

У семязачатка со стороны, противоположной месту прикрепления к завязи, находится пыльцевход , представляющий собой небольшое отверстие, ведущее к центральной части семязачатка.

1 спермий + яйцеклетка =зигота (2 n ) = зародыш семени

2 спермий + центральная клетка= эндосперм (3 n )

Покровы семязачатка – в семенную кожуру.

Эндосперм представляет собой ткань, содержащую запас питательных веществ. Эти вещества зародыш использует в процессе развития семени или при прорастании семени. В первом случае вместо эндосперма в зрелом семени основную массу занимают органы зародыша (чаще всего крупные семядоли), во втором случае — эндосперм остается.

При созревании семени превращаются в семенную кожуру .

Изучите материал и презентацию. Выполните те задания, запишите, зарисуйте, изучите. Есть ли вопросы , непонятные моменты? Запишите их и задайте мне во время онлайн урока. Работайте в тетрадях.

Напишите, почему такое оплодотворение называется двойным. Для каких растений оно характерно?

Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку, и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой развивается запасающая ткань (эндосперм).
Двойное оплодотворение встречается у покрытосеменных (или цветковых) растений.
В зиготе формируется двойной набор хромосом, а в будущем эндосперме — тройной.
Оплодотворению у цветковых растений предшествует формирование гаметофитов.

Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) образуется в пыльцевых камерах пыльников тычинки из микроспоры.

Пыльцевое зерно состоит из двух гаплоидных клеток: вегетативной и генеративной, покрытых оболочкой.

Образование женского гаметофита (зародышевого мешка) происходит в завязи пестика в семязачатке из мегаспоры.

В состав зародышевого мешка входит семь клеток: гаплоидная яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и пять вспомогательных гаплоидных клеток.

Когда пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, вегетативная клетка начинает делиться и образует пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка прорастает через столбик пестика и проникает в семязачаток через пыльцевход.

Генеративная клетка пыльцевого зерна делится и образует два спермия. По пыльцевой трубке спермии проникают в семязачаток. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой и образует триплоидную клетку.

Зигота делится, и развивается в зародыш нового растения. Из триплоидной клетки формируется эндосперм. Стенки семязачатка становятся семенной кожурой. Таким образом, семязачаток становится семенем.

У покрытосеменных, цветковых растений уникальный процесс оплодотворения. Именно уникальный. Ни один другой живой организм не проходит через процесс, который биологи называют «Двойное Оплодотворение«.

На женском гаметофите в семязачатке развивается мегаспора — женская половая клетка, которая формируется в завязи пестика.

Спорогенная клетка (2n) сначала делится митозом. Образуются мегаспороциты (2n). Затем они делятся мейозом, образуются гаплоидные (1n) клетки — мегаспоры. У большинства видов 3 из этих клеток редуцируются и остается одна мегаспора.

Она развивается и ее ядро 3 раза делится митозом. Образуются 8 гаплоидных ядра, которые находятся в цитоплазме одной клетки. 6 ядер смещаются к краям семязачатка, 2 ядра остаются в центре клетки.

Два слившихся ядра образуют центральное ядро,
остающиеся на полюсах ядра превращаются в клетки:
— антиподы (1n),
— яйцеклетку (1n),
— синергиды (1n)
формируется женский гаметофит, или зародышевый мешок

Мужские половые клетки — микроспоры.

В состав пыльцевого зерна входят 2 клетки:

вегетативная клетка, которая в будущем формирует пыльцевую трубку и
генеративная клетка, которая в будущем митозом образует 2 спермия.

Опыление — процесс переноса пыльцы с пыльников тычинок цветка на рыльце пестика

Процесс двойного оплодотворения был открыт С.Г. Навашиным в 1898 г

Последовательность этапов этого процесса можно свести к схеме:

(такой вопрос часто встречается в части B ЕГЭ)

после оплодотворения семязачаток превращается в семя
завязь превращается в плод,
из зиготы — зародыш семени
из покровов семязачатка формируется семенная кожура.

Значение двойного оплодотворения

В семенах очень быстро (опережая развитие зародыша) образуются питательные ткани с запасом высокоэнергетических питательных веществ только после оплодотворения. У цветковых растений при развитии семязачатков не тратится время на создание питательных веществ, как у голосеменных растений, поэтому развиваются они гораздо быстрее. Таким образом, благодаря двойному оплодотворению ускоряется процесс формирования и семяпочки, и яйцеклетки, и семени

У голосеменных в оплодотворении участвует один спермий и эндосперм возникает до оплодотворения в результате деления мегаспоры, т.е. он гаплоидный и первичный.

Среди цветковых растений широко распространен апомиксис — образование зародыша без оплодотворения ( без участия мужской гаметы). У животных есть аналогичный процесс — партеногенез. Зародыш может развиваться из любых клеток зародышевого мешка: яйцеклетки, центрального ядра, синергид или антипод. Из остальных частей семязачатка образуются другие части семени.

Двудомные растения опыляются извне. Соответственно, это либо опыление животными (насекомыми, в основном), либо ветром.

Для привлечения насекомых растения используют яркую окраску цветка и аромат, пыльца крупная, липкая; ветроопыляемые растения обычно имеют невзрачные цветки, которые высоко поднимаются над землей и мелкую сухую пыльцу.

Перенос пыльцы из пыльника на рыльце пестика называется опылением. Различают два вида опыления: перекрестное и самоопыление.

При самоопылении рыльце принимает пыльцу того же цветка либо другого, но той же особи. Возможно опыление в закрытых, нераспустившихся цветках (горох). При перекрестном опылении переносится пыльца от разных особей. Это основной тип опыления цветковых растений (яблоня, ива, огурец и др.).

Перекрестное опыление

Перекрестное опыление осуществляется естественным (насекомыми, птицами, летучими мышами, ветром, водой) и искусственным (производит человек) путями.

Приспособленность растений к опылению ветром проявляется в наличии голых цветков, либо невзрачных, слабо развитых околоцветников. Они лишены нектарников и запаха, пыльцы образуют много, она легкая, сухая, мелкая, рыльца длинные, с большой поверхностью для улавливания пыльцы (рожь, кукуруза).

Приспособленность растений к опылению насекомыми характеризуется яркой окраской венчика, наличием нектарников, запаха (одуванчик, земляника). Пищей для насекомых являются нектар и пыльца. Окраска и запах служат для привлечения опылителей. Иногда цветки обладают запахом, характерным для самок насекомых того же вида. Это привлекает к ним самцов, которые и осуществляют опыление. Эволюция цветковых растений и их опылителей шла параллельно. Это так называемая сопряженная эволюция.

Приспособление растений к опылению насекомыми и ветром

Перекрестное опыление обеспечивает обмен генами, поддерживает высокую гетерозиготность популяций, дает материал для естественного отбора и сохраняет самое выносливое потомство — носителей наиболее благоприятного сочетания генов.

Искусственное опыление

Искусственное опыление производит человек для повышения урожая или получения новых сортов растений. При этом для нанесения пыльцы на рыльце пестика используют разные способы. Так, у кукурузы, имеющей однополые цветы, пыльцу собирают, стряхивая верхушечные метелки мужских цветков в бумажные воронки. Затем собранной пыльцой посыпают выступающие на верхушке початка длинные рыльца женских цветков.

При искусственном опылении подсолнечника стебли двух соседних растений наклоняют так, чтобы можно было прижать цветущую поверхность одной корзинки к другой. Можно переносить пыльцу, поочередно прижимая руку в варежке из мягкой материи к цветущим корзинкам разных растений.

Схема искусственного опыления

Для получения новых сортов растений с обоеполыми цветками необходима подготовка к искусственному опылению. Прежде всего из цветков растения, избранного в качестве материнского, еще в бутоне удаляют пыльники и защищают эти цветки марлевыми или бумажными мешочками от попадания пыльцы. Через 2-3 дня, когда бутоны раскроются, наносят на рыльца пестиков заготовленную пыльцу другого сорта чистой сухой акварельной кисточкой, мягким поролоном или кусочком резинки, прикрепленными к проволоке.

Двойное оплодотворение у цветковых растений

После опыления происходит процесс оплодотворения, но для этого нужен ряд условий: пыльца должна не только удержаться на рыльце, но и прорасти через столбик, достигнуть семязачатка и обеспечить слияние мужских клеток с женскими.

Двойное оплодотворение характерно для цветковых растений.

Обычно на рыльце попадает множество пыльцевых зерен. Они, как правило, имеют шероховатую поверхность и удерживаются липкой кожицей рыльца. Кроме этого, при попадании совместимой пыльцы клетки рыльца выделяют вещества, стимулирующие ее прорастание.

Схема двойного оплодотворения у цветковых растений

Начинается прорастание пыльцевых зерен с набухания. Затем через специальные поры (каналы) в наружной оболочке пыльцевого зерна внутренняя выпячивается в тонкую пыльцевую трубку, куда переходят вегетативное ядро и спермин. Пыльцевые трубки всех совместимых зерен, удержавшихся на рыльце пестика, растут по столбику, направляясь к семязачатку. Одна из них обгоняет в росте другие и, достигнув пыльцевхода, проникает через него к зародышевому мешку и здесь изливает в него свое содержимое.

Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой — со вторичным ядром центральной диплоидной клетки. Вегетативное ядро разрушается еще до проникновения пыльцевой трубки в зародышевый мешок.

Двойное оплодотворение у цветковых растений открыл русский цитолог и эмбриолог растений С.Г.Навашиным в 1898г.

При наличии в завязи семязачатков в каждом из них происходит вышеописанный процесс двойного оплодотворения. Называется он двойным потому, что сливаются две мужские клетки с двумя клетками женского гаметофита. В дальнейшем после оплодотворения в цветке начинается развитие семени и плода.

Образование семян

После оплодотворения внутри зародышевого мешка начинается быстрое митотическое деление триплоидного вторичного ядра, не имеющего периода покоя. Образуется большое количество ядер, затем между ними возникают, перегородки.

Эти вновь образовавшиеся клетки продолжают деление, заполняя всю полость зародышевого мешка питательной тканью — эндоспермом, который у одних растений полностью расходуется во время развития зародыша (бобовые, тыквенные), а у других — сохраняется в зрелых семенах (злаки). Одновременно происходит разрастание зародышевого мешка и семяпочки.

Формирование зародыша начинается с деления зиготы. После периода покоя зигота делится митотически на две клетки. Верхняя клетка, прилегающая к пыльцевходу, образует подвесок, отодвигающий нижнюю клетку в глубь эндосперма. Подвесок у одних видов растений остается одноклеточным, у других — делится поперечными перегородками и становится многоклеточным. Нижняя клетка разрастается в предзародыш семени сферической формы. Предзародыш делится на 4 клетки двумя перпендикулярными перегородками, затем каждая из этих клеток делится еще на две.

Сначала клетки более или менее однородны. По мере дальнейшего деления происходит дифференцировка клеток на зачаточный корешок, зачаточный стебель, зачаточные листочки (семядоли) и зачаточную почечку, окруженную семядолями. К этому времени семяпочка превращается в семя, ее покровы и остатки эндосперма образуют кожицу семени.

Таким образом, из оплодотворенной диплоидной яйцеклетки формируется зародыш семени, а из вторичной триплоидной клетки — питательная ткань — эндосперм, покровы семязачатка превращаются в покровы семени, а стенка завязи, разрастаясь, образует околоплодник.

Читайте также: