Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. У растений может происходить в воде (у высших споровых растений) и без воды (в высших семенных растений). В цветочных растений в этом процессе участвуют два спермия, поэтому оплодотворение будет двойным. Двойное оплодотворение - это процесс слияния двух спермиев с двумя различными клетками: один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной клеткой. Этот вид оплодотворения свойственный только цветочным растениям. В завязи пестика на семенной ножке расположен семенной зачаток, в котором выделяют покровы - интегумент и центральную часть - нуцелуса. На верхушке узкий канал - пыльцевход, что ведет к зародышевого мешка. И именно через это отверстие в большинстве цветочных растений пыльцевая трубка врастает в семенной зачаток. Достигнув яйцеклетки, кончик пыльцевой трубки разрывается, из него выходят два сперматозоиды, а вегетативная клетка разрушается. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой с образованием зиготы, а второй - с центральной клеткой, из которой будет образовываться эндосперм с запасом питательных веществ. Таким образом, два сперматозоиды сливаются с двумя клетками зародышевого мешка, поэтому оплодотворение у цветковых растений получило название "двойное оплодотворение". С момента попадания пылинки на рыльце пестика в процесс двойного оплодотворения у разных растений проходит от 20-30 минут до нескольких суток. Итак, в семенном зачатке результате двойного оплодотворения у цветковых растений образуются зигота и оплодотворенная центральная клетка.

Опыления, двойное оплодотворение, образование семян и формирования проростка в цветочной растения: А - цветок. Б - ПИЛЯК с пыльцевыми зернами. В - пыльцевая зерно: 1 - вегетативная клетка; 2 - сперматозоиды. Г - пыльцевой трубки. Д - пестик. Е - семенной зачаток. Ж - зародышевый мешок 4 - яйцеклетка; 5 - центральная клетка. С - семя: 6 - семенная кожура; 7 - эндосперм; 8 - зародыш. И - проросток.

После оплодотворения первой делится оплодотворенная центральная клетка, которая дает начало особой ткани будущей семена - эндосперма . Клетки этой ткани заполняют зародышевый мешок и накапливают питательные вещества, которые пригодятся для развития зародыша семени (у злаков). В других растений (в фасоли, тыквы) питательные вещества могут откладываться в клетках первых листочков зародыша, которые называются семядолями. После накопления определенной части питательных веществ в эндосперме начинает свое развитие оплодотворенная яйцеклетка - зигота. Эта клетка делится много раз и постепенно формируется многоклеточный зародыш семени , который дает начало новому растению. Сформирован зародыш содержит зародышевую почечку, зародышевые листочки - семядоли, зачаточное стебель и зачаточный корешок. С покровов семенного зачатка образуется семенная кожура , которая защищает зародыш. Итак, после оплодотворения из семенного зачатка образуется семя, которая состоит из семенной кожуры, зародыша семени и запаса питательных веществ.

Многообразие растительного мира. Жизненные формы растений.

Среди растений есть такие, тело которых не расчленено на отдельные органы. Поэтому их называют низшими растениями. К низшим растениям относятся, например, водоросли. Но у большинства растений тело состоит из органов, например, таких как побег (стебель с листьями и почками) и корень. Такие растения называют высшими. К ним относятся мхи, папоротники, хвощи, плауны, семенные растения. Большинство высших растений встречаются на суше, но есть и такие, которые растут в водоёмах (ряска, рогоз, камыш, элодея).

Вообще мир растений разнообразен и велик, поэтому трудно перечислить даже те из них, с которыми человек соприкасается в своей жизни.

Одни растения радуют красивыми цветками и украшают наш дом, другие дают витамины, пищу, лекарства. Из древесины сосны, дуба и ели сделаны двери, полы, оконные рамы домов. Бумага для тетрадей и книг тоже получена в результате переработки растений.

Растения постоянно находятся с нами. Их можно видеть на подоконниках в школе, в кабинете биологии, во дворе у дома, на газонах, в огороде, в лесу, в поле и даже в реке, озере и море.

Одни растения живут очень долго, много лет, и поэтому их называют многолетними. Другие живут лишь несколько месяцев, не более одного года. Это однолетние растения.

В природе встречаются растения, у которых в первый год формируются только облиственные побеги и корни, а на второй год у них образуются цветоносные побеги и плоды. Это морковь, капуста, репа и др. Такие растения живут не один год, а два, поэтому их называют двулетними.

Общий внешний облик растений называют жизненной формой.

Жизненная форма тополя, ели, яблони – дерево; смородины, сирени, шиповника – кустарник; черника и брусника представляют собой кустарнички; пырей, клевер, лебеда, тюльпан, подсолнечник – травы.

Основные процессы в клетке (обмен веществ, размножение, дыхание, питание).

В клетке протекают основные процессы жизнедеятельности. Клетка дышит, питается, выделяет вещества, размножается, реагирует на воздействие внешней среды. В живой клетке цитоплазма все время двигается. Это обеспечивает перенос веществ, доставку нужных в определенном месте и отвод ненужных. Запасные вещества и ненужные обычно отводятся в вакуоли.

Движение цитоплазмы можно наблюдать под микроскопом при увеличении более чем в 300 раз. При этом можно видеть, как движутся зеленые пластиты (хлоропласты). Это свидетельствует о том, что цитоплазма движется.

Скорость движения цитоплазмы не одинакова. Она зависит от света, температуры и других факторов внешней среды. На ярком свету цитоплазма обычно двигается быстрее, так как активнее идет процесс синтеза органических веществ, а следовательно дыхания и обмена веществ. Таким образом растения реагируют на изменения окружающей среды.

Питание клетки - это множество различных химических реакций, в результате которых неорганические вещества преобразуются в органические - сахара, жиры, масла, белки и другие. Эти вещества могут оставаться в самой клетке, накапливаться в ней или использоваться. Могут выводиться из клетки.

Дыхание клетки обеспечивает ее энергией. В процессе дыхания протекает химическая реакция, в результате которой с помощью кислорода разлагается сложное органическое вещество и получается энергия, более простые вещества и углекислый газ.

Рост также является процессом жизнедеятельности клетки. Клетка увеличивается в размерах за счет увеличения объема вакуоли, цитоплазмы и растяжения клеточной стенки.

Обмен веществ - это все процессы образования и расщепления веществ в клетке. В обмен веществ входит питание, дыхание, выделение и др. Процессы обмена веществ протекают в разных частях клетки. Взаимосвязь обеспечивается движением цитоплазмы.

Еще одним процессом жизнедеятельности клетки является размножение. Клетка размножается делением. Деление клетки представляет собой сложный процесс, состоящий из последовательных этапов. При делении клетки хромосомы удваиваются, после чего делятся на две одинаковые части и расходятся в противоположные концы клетки. После этого делится уже цитоплазма, органоиды клетки распределяются примерно поровну, некоторые образуются заново в дочерней клетке.

Благодаря делению образуются ткани, осуществляется рост (в том числе и за счет их растяжения).

При размножении голосеменные растения производят не споры, а семена, поэтому их относят к семенным растениям. Семенными растениями также являются цветковые, или покрытосеменные, растения. Отличие голосеменных от покрытосеменных связано с тем, что голосеменные не образуют плодов, их семена как бы ничем не покрыты, они лежат на поверхности чешуй шишек. Представителями голосеменных являются ель, сосна, лиственница, кедр и другие растения.

Семена голосеменных развиваются из семязачатков. Оплодотворение происходит внутри семязачатка, там же развивается зародыш. В отличие от спор, у семян есть запас питательных веществ, защита в виде семенной кожуры. Это дало преимущество голосеменным перед споровыми растениями.

У большинства голосеменных листья имеют вид иголок (хвоинок) или чешуек. Среди голосеменных выделяют большую группу хвойных растений. Хвойные растения образуют леса, участвуют в почвообразовании, используется их древесина, хвоя, семена и др.

Около 150 млн лет назад хвойные преобладали в растительном покрове планеты.

Наиболее широко распространенными представителями хвойных в России являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. Их строение, размножение, чередование поколений в цикле развития отражает характерные особенности всех хвойных.

Сосна обыкновенная -однодомное растение (рис. 9.3). В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4-6 мм и диаметром 3-4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия - пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.

Рис. 9.3. Цикл развития сосны обыкновенной: а - ветка с шишками; б - женская шишка в разрезе; в - семенная чешуя с семязачатками; г - семязачаток в разрезе; д -мужская шишка в разрезе; е - пыльца; ж - семенная чешуя с семенами; 1 - мужская шишка; 2 - молодая женская шишка; 3 - шишка с семенами; 4 - шишка после высыпания семян; 5 - пыльцевход; 6 - покров; 7 - пыльцевая трубка со спермиями; 8 - архегоний с яйцеклеткой; 9 - эндосперм.

На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит - эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие - пыльцевход, или микропиле.

Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.

По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека хвойные занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений.

Они помогают решать огромные водоохранные и ландшафтные задачи, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются как декоративные (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен (сибирской, корейской, итальянской) употребляются в пищу, из них также получают масло.

Представители других классов голосеменных (саговниковые, гнетовые, гинкговые) встречаются значительно реже и менее известны, чем хвойные. Однако почти все виды саговниковых декоративны и пользуются широкой популярностью у садовников многих стран. Вечнозеленые безлистные невысокие кустарники эфедры (класс гнетовых) служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как средство, возбуждающее центральную нервную систему, а также при лечении заболеваний аллергического характера.

Разнообразие растений. Особенности внешнего строения растений (семенные и споровые растения).

Растительный мир огромный и разнообразный. Растения отличаются между собой по многим признакам, в том числе по строению и размножению.

Среди растений есть очень простые, у которых нет отдельных органов, таких как корень, листья, стебель. К таким низшим растениям принадлежат различные водоросли. Если у растения есть листья, стебли и корни, то такое растение называют высшим. Самыми простыми высшими растениями являются мхи, потом идут папоротники, хвощи и плауны и семенные растения. Семенные растения бывают голосеменными и покрытосеменными. Все это отделы растений. Каждый отдел имеет свои особенности строения.

У споровых растений (мхов, папоротников, хвощей и плаунов) на побегах есть особые образования, в которых образуются споры. С помощью спор растения размножаются и расселяются. Споры представляют собой клетки шарообразной или овальной формы. Они легкие и сухие, поэтому легко разносятся ветром и текущей водой на большие расстояния. Когда спора попадает в благоприятные условия, она прорастает и дает начало новому растению. И уже на этих растениях, появившихся из спор, развиваются половые клетки.

семенные растения достигли своего расцвета в мезозойскую эру, когда климат стал более засушливым и холодным, появилась смена сезонов.

На многих из них вырастают цветки, из которых потом развиваются плоды с семенами внутри. Цветок, плод и семена относятся к генеративным органам растений . Генеративные органы служат растению для полового размножения. Не все растения, которые образуют семена, образуют при этом и цветки. Голосеменные растения образуют семена, но не образуют цветков. К голосеменным относятся хвойные растения. Среди прочих отличий их листья имеют форму игл. К таким растениям относятся сосна, ель, лиственница и др. Семена у них развиваются в шишках, где лежат на чешуях открыто. Поэтому эти растения и называют голосеменными. Те же растения, которые образуют и цветы и семена, называются цветковыми.

В генеративных органах семенных растений формируются мужские и женские гаметы (половые клетки). Женские гаметы образуются в завязи пестика цветка, мужские - в пыльце тычинок. Когда пыльца попадает на пестик, происходит опыление цветка, после происходит оплодотворение, образуются семена и плод.

Оплодотворение - это процесс слияния двух клеток, в результате чего происходит образование новой клетки, дающей начало другому организму этого же рода или вида. Что такое у цветковыхрастений 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 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 к развитию в результате объединения ядер. Оплодотворение - что такое? Это необратимый процесс, который происходит в результате слияния разнополых гамет и объединения их ядер. 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

Обоих начал называются гаметами. Причем женскими являются яйцеклетки, а мужскими - спермии, которые у растений семенных неподвижные, а у споровых - подвижные. Оплодотворение - что такое? Это появление особой клетки - зиготы, содержащей наследственные признаки спермия и яйцеклетки.

Обладают сложным оплодотворением, которое называется двойным, поскольку, кроме яйцеклетки, оплодотворяется еще 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 пестика. Когда яйцеклетка оплодотворится спермием, из семязачатка начинают развиваться семена.

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, в результате чего образуется пыльцевая трубка. Одновременно с этим в пылинке происходит образование двух спермиев. Они не 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 нем яйцеклетки и еще 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.

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.

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 ученый Страсбургер во второй половине девятнадцатого 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 на рыльце. Время начала этого процесса у каждого растения разное, как и время оплодотворения. Например, пыльцевые зерна свеклы прорастают через два часа, а кукурузы - моментально. Первый признак прорастания зерна - его увеличение в объеме. 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 растет и в конце концов разрывается. Все ее содержимое оказывается внутри зародышевого мешка. Один из проникших сюда спермиев внедряется в яйцеклетку и сливается с ее гаплоидным ядром. Оплодотворение - что такое? Это слияние двух ядер: спермия и яйцеклетки. Оплодотворенная 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, который называется эндоспермом. Это не что иное, как питательная среда зародыша. При слиянии второго спермия и диплоидного ядра происходит образование определенного 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

• Большая приспособленность к произрастанию в разных условиях.
• Двойное оплодотворение, позволяющее иметь запас веществ, необходимых для нормального прорастания семян.
• Наличие триплоидного эндосперма.
• Образование семяпочек внутри завязи, при котором стенки пестика защищают их от повреждений.
• Развитие плода покрытосеменных растений из завязи.
• Нахождение семени внутри плода, стенки которого являются его защитой.
• Наличие цветка дает возможность насекомым.

Благодаря перечисленным признакам 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 возьмем кукурузу.

Она бывает с желтыми и белыми семенами. Их цвет зависит от оттенка эндосперма. При опылении женских цветков белозерной кукурузы пыльцой желтозерного сорта ее окраска все равно будет желтой, хотя развитие эндосперма происходит на растении с белыми зернами.

Какую роль играют цветковые растения?

Эти растения насчитывают 13 000 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. Из них строят 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 растительности и создании основной части наземной фитомассы. В конечном итоге именно этими растениями определяется возможность самого существования человека на земле как вида биологического.

Уникальная особенность цветковых растений - двойное оплодотворение.

В завязь покрытосеменных растений проникает два спермия, один из них сливается с яйцеклеткой, дав начало диплоидному зародышу. Другой соединяется с центральной диплоидной клеткой. Образуется триплоидная клетка, из которой возникнет эндосперм - питательный материал для развивающегося зародыша ( рис. 77). Этот процесс, характерный для всех покрытосеменных, открыт в конце прошлого века С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения. Значение двойного оплодотворения, по- видимому, заключается в том, что обеспечивается активное развитие питательной ткани уже после оплодотворения. Поэтому семяпочка у покрытосеменных не запасает питательных веществ впрок и, следовательно, развивается гораздо быстрее, чем у многих других растений, например у голосеменных.

У цветковых растений имеется ряд особенностей образования половых клеток и оплодотворения. Оплодотворению у них предшествует образование сильно редуцированного гаплоидного поколения - гаметофитов . После оплодотворения прорастание пыльцы цветковых растений начинается с разбухания зерна и образования пыльцевой трубки , которая прорывает спородерму в более тонком ее месте - так называемой апертуре. Кончик пыльцевой трубки выделяет специальные вещества, размягчающие ткани рыльца и столбика , в которые внедряется пыльцевая трубка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходят ядро вегетативной клетки и оба спермия . В огромном большинстве случаев пыльцевая трубка проникает в мегаспорангий ( нуцеллус) через микропиле семязачатка , реже - иным образом. Проникнув в зародышевый мешок , пыльцевая трубка разрывается, и ее содержимое изливается внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, и образуется диплоидная зигота, дающая затем начало зародышу . Второй спермий сливается со вторичным ядром, располагающимся в центре зародышевого мешка , что приводит к образованию триплоидного ядра, развивающегося затем в триплоидный эндосперм. Весь этот процесс получил название двойного оплодотворения. Он был впервые описан в 1898 г. выдающимся русским цитологом и эмбриологом С.Г.Навашиным. Прочие клетки зародышевого мешка - антиподы и синергиды в оплодотворении не участвуют и довольно быстро разрушаются.

Биологический смысл двойного оплодотворения весьма велик. В отличие от голосеменных , где довольно мощный гаплоидный эндосперм развивается независимо от процесса оплодотворения, у покрытосеменных триплоидный эндосперм образуется лишь в случае оплодотворения. С учетом гигантского числа поколений этим достигается существенная экономия энергетических ресурсов. Увеличение же уровня плоидности эндосперма до 3n, по-видимому, способствует более быстрому росту этой полиплоидной ткани по сравнению с диплоидными тканями спорофита .

Взаимодействие пыльцевой трубки гаметофита с тканями спорофита - сложный процесс, регулируемый химическими веществами. Так, выяснилось, что если промыть пыльцу дистиллированной водой, она теряет способность к прорастанию. Если сконцентрировать полученный раствор и обработать концентратом пыльцу, она вновь станет полноценной. После прорастания рост пыльцевой трубки контролируется тканями пестика. Например, у хлопчатника рост трубки до яйцеклетки занимает 12-18 ч, но уже через 6 ч можно установить, к какой семяпочке направляется пыльцевая трубка: в этой семяпочке начинается разрушение особой клетки - синергиды . Как растение направляет рост трубки в нужную сторону и каким образом синергида узнает о ее приближении, пока еще не известно.

Во многих случаях у цветковых растений существует "запрет" на самоопыление: спорофит "узнает" своего мужского гаметофита и не разрешает ему участвовать в оплодотворении. В некоторых случаях при этом собственная пыльца не прорастает на рыльце пестика. В большинстве же случаев рост пыльцевой трубки начинается, но затем останавливается и она не достигает яйцеклетки. Например, у первоцвета весеннего еще Ч.Дарвин обнаружил две формы цветков - длинностолбиковые (с длинным столбиком и короткими тычинками) и короткостолбиковые (столбик короткий, тычиночные нити длинные). У короткостолбиковых растений пыльца почти вдвое крупнее, а клетки сосочков рыльца мелкие. Все эти признаки контролируются группой тесно сцепленных генов.

Опыление эффективно только при переносе пыльцы с одной формы на другую. За распознавание своей пыльцы отвечают молекулы-рецепторы, представляющие собой сложные комплексы белков с углеводами. Показано, что растения дикой капусты , которые не вырабатывают в тканях рыльца молекул рецептора, могут самоопыляться. У нормальных растений рецепторы появляются на рыльце за день до открытия цветка. Если раскрыть бутон и нанести на него собственную пыльцу за два дня до распускания, то оплодотворение произойдет, а если за один день до распускания - то нет.

Интересно, что в некоторых случаях самонесовместимость пыльцы у растений определяется серией множественных аллелей одного гена, сходно с несовместимостью при пересадках тканей у животных. Эти аллели обозначаются буквой S, и число их в популяции может достигать десятков и даже сотен. Если, например, генотип производящего яйцеклетки растения - s1s2, а производящего пыльцу - s2s3, то прорастать при перекрестном опылении будут только 50% пылинок - те, что несут аллель s3. При наличии десятков аллелей большая часть пыльцы при перекрестном опылении нормально прорастает, а самоопыление полностью предотвращается.

Водоросли.Общая характеристика. Водоросли – растения, живущие преимущественно в воде. Тело их не расчленено на органы и ткани. Органы размножения одноклеточные. Это одни из древнейших представителей растительного мира. Водоросли бывают одноклеточными (хламидоионада, хлорелла), колониальные (носток) и многоклеточные (спирогира, ламинария,). Цитологические особенности:

Клетки покрыты клеточной стенкой. Характерно наличие хроматофоров , носителей окраски. Хроматофоры – органеллы, в которых происходит фотосинтез. Окраска зависит от глубины обитания водорослей: на большой глубине – буро-красные, ближе к поверхности – зеленые. В хроматофорах всех водорослей содержатся пиреноиды , они синтезируют крахмал.

Одноклеточные формы могут быть подвижными (со жгутиками) и неподвижными.

Также водоросли бывают прикрепленные (бентосные) и свободноплавающие (планктонные) Размножение: Вегетативное – новые водоросли образуются из обрывков нитей, кусков слоевищ и т.д. Бесполое – содержимое одной клетки (зооспорангия) делится многократно, образую новые подвижные клетки (зооспоры). Каждая из них дает начало новой особи. Половое размножение – широко распространено у водорослей. Формы полового процесса разнообразны: изогамия (♂ подвижна, ♀ подвижна, одинаковые по размеру), гетерогамия (♂ подвижна, ♀ подвижна, ♀ больше, чем ♂), оогамия (♂ подвижна, ♀ неподвижна, ♀ больше, чем ♂), конъюгация (сливается содержимое двух вегетативных клеток). Образовавшаяся зигота покрывается толстой клеточной стенкой, накапливает запасные питательные вещества и в состоянии покоя способна легка переносить неблагоприятные условия.

1 .Общая характеристика отдела Папоротниковые . За исключением нескольких родов все папоротники - равноспоровые. У них наблюдается смена поколений с преобладание спорофита над гаметофитом. Спорофит представлен многолетними корневищными травами с крупными, обычно перисто-рассеченными листьями, на нижней стороне которых расположены спорангии. В условия тропического климата встречаются древовидные папоротники. Листья папоротников нарастают верхушкой. То, что у папоротника напоминает лист - вовсе не лист, а по своей природе - целая система ветвей, да ещё расположенных в одной плоскости. Так это и называется - плосковетка, или вайя , или, ещё одно название, - предпобег. В спорангиях в результате мейоза образуются споры (n). Спорангии лопаются, споры высыпаются, прорастает заросток (гаметофит). Заростки представляют собой сердцевидную зеленую пластинку. Точка роста находится в выемке. От нижней стороны отходят ризоиды. На заростке образуются антеридии (в них образуются сперматозоиды) и архегонии (в ней образуется яйцеклетка). Во время дождя или обильной росы сперматозоиды проникают в архегонии и оплодотворяют яйцеклетку. Из зиготы развивается зародыш, затем взрослый спорофит. Современные папоротники насчитывают около 300 родов и 12 000 видов. Основные представители: Щитовник мужской, Страусник обыкновенный, Сальвиния плавающая (разноспоровая)

Опыление у покрытосемянных растений. Приспособление цветков к различным видам опыления. Микро- и макроспорогенез у растений Опыление – перенос пыльцы с тычинок на рыльца пестика. Различают самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление: пыльца опыляет рыльце пестика того же цветка (пшеница, ячмень, овес, просо, горох, фасоль, бобы, хлопчатник, лен, томат и др.) . Преобладает у 10% растений. Самоопыление происходит как у раскрывшихся цветков: сельдерейные, так и у закрытых: арахис, фиалка. Однако для эволюционного развития этот вид самоопыления не совершенен, т.к.не несет новых генетических признаков. Поэтому многие растения имеют приспособления, препятствующие самоопылению: Двудомность (♂ и ♀ цветки формируются на разных растениях) Однодомность (♂ и ♀ цветки формируются на одном растении, но в разных цветках) Дихогамия – разновременное созревание пыльцы и рыльца Гетеростилия – рыльца и тычиночные нити различаются по длине Самонесовместимость. Перекрестное опыление : пыльца опыляет рыльца других цветков. Различают 2 типа: гейтоногамия – опыление в пределах одного растения ксеногамия – опыление в пределах разных цветков (наиболее оптимально для эволюционного процесса) Различают несколько видов: Абиотическое – при помощи неживых факторов внешней среды Анемофилия (ветром)

Гидрофилия (водой)

Биотическое – с помощью животных.

Энтомофилия – опыление насекомыми Орнитофилия – опыление мелкими птицами (колибри)

Строение семязачатка. Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений.

Строение семязачатка. Семязачаток состоит из центральной части - нуцеллуса и окружающих его одного или двух покровов - интегументов, которые над верхушкой нуцеллуса образуют небольшой канал - микропиле. Семязачаток сообщается с плацентой с помощью семяножки, или фуникулуса. Нуцеллус является аналогом макроспорангия, в котором развивается одна макроспора.Двойное оплодотворение было открыто С.Г.Навашиным в 1898 г. Оплодотворение у покрытосемянных принято называть двойным, т.к. оба спермия сливаются с клетками зародышевого мешка. Один сливается с яйцеклеткой, в результате образуется зигота. Второй сливается с центральным ядром, в результате образуется триплоидная клетка (3n). Прочие клетки зародышевого мешка дегенерируют. После двойного оплодотворения из зиготы развивается зародыш, а из триплойдной клетки – эндосперм (питательная ткань), из нуцеллуса образуется перисперм (дополнительная питательная ткань), из интегумента – семенная кожура, из семязачатка – семя, из завязи – плод. Преимущества двойного оплодотворения заключаются в том, что одновременно с зиготой формируется триплоидная клетка (3n), которая делится быстрее, чем зигота. Соответственно, эндосперм образуется быстрее, чем растет зародыш. Поэтому не нужно запасать питательные вещества до оплодотворения, в отличие от голосеменных, у которых довольно мощный гаплоидный эндосперм развивается до оплодотворения. Этим достигается существенная экономии я энергетических ресурсов организма. Семязачатки покрытосеменных, не обремененные запасающей питательной тканью впрок, развиваются гораздо быстрее, чем у голосеменных.

1 - покровы семязачатка, или интегументы (а - наружный, б - внутренний), 2 - микропиле, 3 - халаза, 4 - фуникулус, 5 - нуцеллус, 6 -зародышевый мешок, 7 - яйцеклетка, 8 - синергиды, 9 - антиподы, 10 - вторичное ядро, 11 - плацента, 12 - проводящий пучок. После оплодотворения из зиготы развивается зародыш, из центрального ядра – эндосперм, из нуцеллуса – перисперм, из интигументов – семенная кожура, из семязачатка – семя, из завязи – плод.

Высшие растения. Общая характеристика и цикл развития.

Высшие растения , или Наземные растения ,- тип зелёных растений, которым свойственна дифференциация тканей, в отличие от низших растений - водорослей. К высшим растениям относятся мхи и сосудистые растения (папоротникообразные, псилотовые,хвощевидные, плауновидные, голосеменные и покрытосеменные).

Развитие специализированных тканей было важным условием для выхода растений на сушу. Для комфортного существования в воздушной среде растениям было необходимо развить как минимум эпидермис с устьицами для защиты от высыхания и теплообмена и проводящие ткани для обмена минеральных и органических веществ. Результатом выхода растений на сушу также стало разделение организма растения на корень, стебель и лист.

В ЖЦ высших растений происходит чередование полового и бесполого способов размножения и связанное с этим чередование поколений. Бесполое поколение представлено спорофитом (2n), половое – гаметофитом (n). Спорофит – это растение, образующее споры. В многоклеточных спорангиях в результате мейотического деления формируются споры (n). Растения, у которых все споры одинаковые – равноспоровые, у более высокоорганизованных споры разной величины (микроспоры и мегаспоры) – это разноспоровые растения. Гаметофит – растение, образующее гаметы. Гаметы равиваются в многоклеточных органах полового размножения: яйцеклетки – в архегониях, сперматозойды – в антеридиях. Гаметофит вырастает из споры. У равноспоровых растений гаметофит обоеполый, у разноспоровых – однополый. В результате оплодотворения образуется зигота, из которой прорастает новый спорофит. Все высшие растения делятся на 2 группы по доминированию в ЖЦ гаметофита и спорофита: Растения с доминирующим гаметофитом – отдел Моховидные Растения с доминирующим спорофитом – все остальные

В целом для эволюции высших растений характерна тенденция к усложнению и усовершенствованию спорофита при одновременной редукции гаметофита.

Моховидные. Общая характеристика. Цикл развития мха Кукушкин лен. В отдел входит более 25 000 видов сравнительно просто организованных травянистых растений. В цикле развития преобладает гаметофит. У более примитивных форм он представлен талломом, а у остальных – расчленен не стебель и листья. Корней нет, из заменяют ризоиды. Спорофит самостоятельно не существует, развивается на гаметофите, получая от него воду и питательные вещества. Спорофит представляет собой коробочку, где развивается спорангий. Отдел делится на 3 класса: Антоцеротовые, Печеночные, Листостебельные мхи. Наиболее известен вид – Кукушкин лен (Класс Листостебельные мхи). Представляет собой прямостоячие стебли (15-20 см) густо покрытые жесткими острыми листьями. Прикрепляется к земле ризоидами. Гаметофиты раздельнополые. На верхушке мужских особей развиваются антеридии, окруженные красно-бурыми листьями (n), на верхушках женских – архегонии (n). Оплодотворение происходит подвижными двужгутиковыми сперматозоидами во влажную погоду. Из зиготы на верхушке женского гаметофита развивается спорофит (2n), имеющий вид коробочки на длинной ножке. Внутри коробочки – спорангий, где после мейоза образуются споры (n). После образования спор колпачок, а затем крышечка отделяются и споры высыпаются. Из споры сначала образуется протонема, на которой из особых почек формируются листостебельные побеги – гаплоидное поколение (n).

Общая хар-ка отдела Плауновидные. Цикл развития Плауна булавовидного. Плауновидные – очень древняя группа, возникшая в силуре, а в каменноугольном периоде достигла своего расцвета. Это были огромные деревья, образующие целые леса. В современной флоре они представлены вечнозелеными многолетними травами, реже полукустарниками. Около 1000 видов сохранилось. Плауновидные имеют мелкие листья с одной жилкой микрофильного типа. Выделяют 2 класса: равноспоровые Плауновые и разноспоровые Полушниковые. ^ Плаун булавовидный . В цикле развития преобладает спорофит (2n). Он представляет собой длинные стелющиеся ветвящиеся побеги густо усажены жесткими мелкими листьями. От стебля отходят тонкие придаточные корни. В середине лета на верхушках появляются спороносные колоски. Колосок состоит из оси и сидящих на ней листочков (спорофиллов). На верхней стороне спорофиллов находится спорангий на короткой ножке. В результате мейоза в нем образуются споры (n). Из спор развивается заросток (гаметофит) (n). Заросток развивается под землей. От нижней его части отходят ризоиды. Через них он врастает в грибы, образуя микоризу. Живет в симбиозе с грибом, питается от него. Растет очень долго (15-20 лет). На верхней стороне его образуется антеридий и архегонии. Двужгутиковый сперматозоид выходи из антеридия, проникает в архегоний и оплодотворяет яйцеклетку. В результате образуется зигота, из которой развивается новый спорофит.

Промежуток времени между опылением и оплодотворением у большинства покрытосеменных обычно очень короткий.

Пыльцевое зерно, перенесенное на рыльце пестика тем ли иным способом, прорастая, образует пыльцевую трубку, которая растет внутри столбика. Дойдя до семязачатка, она проникает в зародышевый мешок через пыльцевход.

В растущую пыльцевую трубку из пыльцевого зерна входят ядро сифоногенной клетки и спермагенная клетка. Спермагенная клетка делится, образуя два спермия. Проникнув в зародышевый мешок, пыльцевая трубка изливает свое содержимое вблизи яйцевого аппарата, чаще всего в синергиду, которая при этом разрушается. Другая синергида сохраняется еще некоторое время. Один из спермиев соединяется с яйцеклеткой, образуя зиготу, второй – направляется ко вторичному ядру зародышевого мешка и сливается с ним, образуя триплоидное ядро.

Особенности поведения спермиев внутри зародышевого мешка были впервые описаны С.Г. Навашиным в 1898 г. Он назвал этот процесс двойным оплодотворением .

Деление диплоидного ядра зиготы и триплоидного ядра центральной клетки начинаются либо через несколько часов после оплодотворения, либо спустя несколько дней, недель и даже месяцев. После оплодотворения зародышевый мешок разрастается. Этому способствует приток питательных веществ из нуцеллуса и интегументов. Вместе с этим увеличиваются и размеры семязачатка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш растения, а триплоидное ядро дает начало эндосперму – запасной питательной ткани .

Однако у некоторых растений нуцеллус сохраняется в зрелом семени, превращаясь в запасающую ткань - перисперм, лежащий под кожурой семени.

5. Развитее и строение семени и плода.

Зрелое семя состоит из:

1. зародыша,

2. запасающих тканей (эндосперма и перисперма),

3. семенной кожуры.

Дифференцированный зародыш имеет зачатки всех вегетативных органов будущего растения: зародышевый корень, гипокотиль семядоли.

У двудольных растений семядоли чаще всего две. Для однодольных характерна одна семядоля. У двудольных конус нарастания побега располагается между двумя семядолями, у однодольных он смещен в бок.

Морфологические типы семян .

Типы семян в зависимости от развития запасающих тканей:

1. Семена с эндоспермом (пшеница, кукуруза).

2. Семена без эндосперма (горох, фасоль, тыква, подсолнечник). Запасы питательных веществ сосредоточены в семядолях зародышей.

3. Семена с эндоспермом и периспермом (кувшинка, кубышка, черный перец).

4. Семена с перисперм (гвоздика, лебеда, шпинат).

Таким образом, запасные питательные вещества в семенах могут быть либо вне зародыша, в специальных запасающих тканях (эндосперм и перисперм), либо в самом зародыше (в его семядолях). У подавляющего большинства цветковых растений эндосперм в зрелом семени имеется.

Для того чтобы семена могли прорасти, необходимы благоприятные условия увлажнения, аэрации и температуры . Температура, при которой происходит прорастание семян, у северных растений ниже, чем у южных, особенно тропических видов. Семена пшеницы, например, могут прорастать при 0...+ 1 0 С, между тем для прорастания семян кукурузы необходима температура не ниже +12° С. Минимальная температура, необходимая для прорастания семян дыни и особенно семян многих тропических растений, например пальм, составляет +20 и даже + 25° С.

Прорастанию семени предшествует его набухание - процесс, связанный с поглощением большого количества воды и обводнением тканей семени.

В результате усиленного питания начинают расти все органы зародыша. Первым обычно прорывает кожуру и выступает наружу из микропилярного отверстия зародышевый корешок, дающий начало главному корню. Вслед за ним трогается в рост верхушечная почечка, формируя главный побег растения. Так зародыш превращается в проросток, развитие которого длится до появления первого срединного листа.

Строение плода.

Плод – это репродуктивный орган покрытосеменных растений, обеспечивающий семенное размножение. Плод развивается из цветка (из завязи пестика), после оплодотворения. Из стенки завязи пестика формируется околоплодник – перикарпий, который состоит из трех слоев экзокарпий,мезокарпий , эндокарпий.

Если в образовании плода принимала участие только завязь пестика, то он называется настоящим плодом . Так, например, у вишни, сливы, томата плоды будут настоящими, потому, что образованы только из завязи пестика.

У некоторых растений в образовании плода кроме пестика принимает участие цветоложе (огурец, тыква) или цветоложе и цветочная трубка (яблоня, груша). Такие плоды называются ложными. Таким образом, ложными называются плоды, в образовании которых принимает участие не только завязь пестика, но и другие части цветка (цветоложе, цветочная трубка, чашечка).

У некоторых растений плод развивается не из одного цветка, а из нескольких цветков, так или иначе сросшихся между собой. Плоды, образованные из пестиков нескольких цветков, а иногда целого соцветия, называются соплодиями . Соплодие образуется у шелковицы, инжира, ананаса, свеклы. Рассмотрите строение этих соплодий. Соплодия свеклы называются – клубочки. Жесткая часть клубочка – это разросшиеся одревесневшие околоплодники нескольких цветков, внутри них помещаются семена.

Строение плода тесно связано со строением гинецея. Из гинецея, характеризующегося одним пестиком в цветке, образуется простой плод . К простым плодам относятся костянка (вишня), боб (горох), зерновка (пшеница) и др.

Из гинецея характеризующегося несколькими не сросшимися пестиками в цветке, формируется сложный или сборный плод . К сложным плодам относятся сборная семянка или многосемянка (лапчатка, лютик), сборный орешек или многоорешек (адонис, земляника), сборная листовка (водосбор, пион), сборная костянка (малина, ежевика).

По строению околоплодника все плоды делятся на сочные и сухие. В сочных хорошо развит мезокарпий. В сухих плодах мезокарпий не развит. Они бывают односемянные (содержат одно семя) и многосемянные (содержат много семян).

Классификация плодов

Существует несколько классификаций плодов основанных на морфогенетических и эволюционных признаках. В целом они достаточно сложны и трудно применимы. Поэтому рассмотрим искусственную классификацию плодов, основанную главным образом на признаках внешней морфологии.

I. Простые, сухие, односемянные, ореховидные плоды.

Все эти плоды являются невскрывающимися.

Зерновка – это плод, у которого кожистый околоплодник срастается с семенной кожурой (рожь, пшеница, кукуруза).

Семянка – это плод, имеющий кожистый околоплодник, не срастающийся с семенной кожурой (подсолнечник, василек, астра).

Крылатка – плод с кожистым околоплодником, разрастающимся в крылатые придатки (вяз, береза).

Орех – плод с твердым деревянистым околоплодником (лещина).

Желудь – это плод с менее жестким околоплодником, чем у ореха и имеет одревесневшую плюску чашевидной формы (дуб, бук).

Зарисуйте в тетради эти плоды, запишите их определения и приведите примеры растений, у которых они образуются.

II. Простые, сухие, многосемянные, коробочковидные плоды.

Это плоды, вскрывающиеся при созревании.

Листовка – одногнездный плод, образовавшийся из одного плодолистика, вскрывается по одному шву (живокость полевая).

Боб – одногнездный плод, образованный из одного плодолистика, вскрывается по двум швам (горох, фасоль, соя).

Стручок – двугнездный плод, образовавшийся из двух плодолистиков. Семена прикрепляются не к створкам (как у боба), а к пленчатой перегородке. Вскрывается двумя швами. Длина стручка более чем в 4 раза превышает ширину (капуста, горчица).

Стручочек – плод, отличающийся от стручка тем, что длина его равна ширине или превышает ее не более чем в три раза (ярутка, пастушья сумка).

Коробочка - это одногнездный или многогнездный плод, образованный несколькими плодолистиками. Вскрываемся разнообразными способами: крышечкой – у белены, зубчиками – у гвоздичных, растрескиванием по створкам – у хлопчатника, дурмана.

У некоторых видов растений многосемянные сухие плоды могут распадаться на отдельные односемянные членики. Такие плоды называются дробными . Примером могут служить дробный орешек или четырехорешек – у растений семейства губоцветные, бурачниковые, дробная крылатка у клена, дробный стручок – у редьки, дробный боб – у копеечника.

III. Простые, сочные плоды.

Костянка – односменной плод, у которого экзокарпий тонкий, мезокарпий сочини, а эндокарпий твердый, деревянистый. Плод костянка образуется у вишни, сливы, абрикоса, персика, черешни.

Ягода – многосемянной плод, у которого мезокарпий и эндокарпий сочные, а экзокарпий кожистый (виноград, смородина, томат, картофель, паслен).

Тыквина – ложный плод, образованный из нижней завязи пестика. Мезокарпий и эндокарпий сочные. Экзокарпий твердый, иногда деревянистый (тыква, огурец, дыня).

Яблоко – ложный плод, образованный из нижней завязи пестика. Мякоть плода состоит из разросшегося цветоложа и экзокарпия и мезокарпия, эндокарпий хрящеватый, пергаментный или деревянистый (яблоня, груша, айва, рябина, боярышник).

Померанец или гесперидий – плод, у которого экзокарпий толстый, богатый эфирными маслами, ярко окрашенный. Мезокарпий – рыхлая белая безвкусная ткань. Эндокарпий сочный и состоит из богатых клеточным соком волосков мандарин, апельсин, грейпфрут, лимон и др.).

Похожая информация.