Узнайте, почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным. У цветковых растений
Как происходит опыление и оплодотворение у цветковых растений? Что у цветковых растений из стенки завязи развивается?
Цветковые растения являются многочисленной и разнообразной группой, доминирующей среди большинства наземных экосистем. От основных цветковых растений, культивируемых человеком, зависит его существование. Но чтобы цветковые растения появились, они должны пройти стадию опыления и оплодотворения. Как это происходит, читайте в данной статье.
Опыление
Этот процесс осуществляется переносом пыльцы с тычинок на пестик. Как происходит опыление и оплодотворение у цветковых растений? Делается это двумя способами: самоопылением и перекрестным опылением. В первом случае перенос зерен пыльцы на пестик происходит в одном и том цветке. Так опыляется горох или тюльпаны. При перекрестном опылении пыльца цветка одного растения переносится на пестик другого. Опыляются растения чаще всего насекомыми, в редких случаях – ветром (осока и береза), птицами и водой.
В результате опыления насекомыми формируются яркие, хорошо заметные цветки с приятным запахом и нектарниками, которые вырабатывают сладкую жидкость. Еще такие растения образуют много пыльцы. Она является кормом для насекомых. Их привлекает яркая окраска или запах цветков. Когда насекомые извлекают нектар, они касаются поверхности зерен пыльцы, которые прилипают к их телу, и при перелете на цветок другого растения, остаются на пестике. Так и происходит опыление насекомыми. Многие цветковые растения опыляются только определенным насекомым: душистый табачок – ночной бабочкой, клевер ползучий – пчелой, а луговой – шмелем.
Растения с перекрестным опылением лучше приспособлены к изменяющимся условиям окружающей среды. Но процесс опыления в этом случае зависит от ряда факторов. А самоопыление не зависит ни от чего. Для него не страшны погодные условия и отсутствие посредников.
Оплодотворение
Зерно пыльцы, попадая на рыльце пестика, начинает постепенно прорастать. От вегетативной клетки происходит развитие длинной пыльцевой трубки. Вырастая, она дотягивается до уровня расположения завязи, а потом и семязачатка. Одновременно с этим образуется пара спермий, которая проникает в пыльцевую трубку. Она, в свою очередь, по пыльцевходу попадает в семяпочку. Затем трубка на самом кончике разрывается и освобождает мужские спермии, которые сразу же направляются в зародышевую оболочку, ее называют мешочком. Здесь развиваются яйцеклетки.
Далее происходит оплодотворение яйцеклетки одним спермием, и образование зиготы, из которой начинает формироваться маленький зародыш совершенно нового организма растительного происхождения. В это же время происходит слияние второго спермия с ядром зиготы или с полярными ядрами. В результате образуется триплоидная клетка, из которой возникает эндосперм. Его называют питательной тканью, которая содержит запасы необходимых веществ для нормального развития зародыша будущего растения. Вот так представлены органы полового размножения цветковых растений.
Когда один спермий с яйцеклеткой, а другой, с полярными ядрами, сольются воедино, такой процесс называется двойным оплодотворением. Оно свойственно только цветковым и является уникальной особенностью покрытосеменных растений. Оплодотворенная семяпочка вырастает в семя. В результате чего разрастается завязь пестика. У цветковых растений из стенки завязи развивается плод.
Размножение
Любое растение, достигая определенного размера и пройдя соответствующие стадии развития, начинает воспроизводить организмы подобного себе вида. Это и есть размножение, которое является необходимым свойством жизни. Все организмы таким образом продляют существование самого вида. Различают половое и бесполое размножение, которое происходит с участием одной особи. Когда у растений развиваются специализированные клетки – споры, организмы начинают размножаться.
Это свойственно мхам, водорослям, папоротникам, плаунам и хвощам. Споры являются особыми мелкими клетками с ядром и цитоплазмой, которые покрываются оболочкой. Они способны длительное время переносить плохие условия. Но, попадая в благоприятную среду, быстро прорастают и начинают образовывать дочерние растения, свойства которых не отличаются от материнских.
При половом размножении женские и мужские половые клетки сливаются, в результате чего происходит образование дочерних организмов, качественно отличающихся от родительских. Здесь уже принимают участие родительские организмы женского и мужского начала.
Строение и развитие семязачатка растений
В составе семязачатка главенствующую роль играет макроспорангий. Именно в нем происходит закладка одной материнской клетки, из которой образуются макроспоры. Три штуки начинают отмирать, и, в конечном счете, разрушаются. Четвертая макроспора – женское начало, удлиняется и ее ядро делится. Затем происходит перемещение дочерних ядер в разные полюса удлиненной по форме клетки. Каждое образовавшееся ядро еще делится дважды.
У клеток, расположенных около разных полюсов, образуется по четыре ядра. Это и называется зародышевым мешком, в котором находятся гаплоидные ядра в количестве восьми штук. Далее от каждой четверки ядер по одному из них следуют к центру мешка зародышевого. Там они сливаются, в результате чего образуют вторичное ядро -диплоидное.
Затем в зародышевом мешке, в цитоплазме, между ядрами образуются перегородки на клеточном уровне. В мешке становится семь клеток. Около одного его полюса располагается аппарат яйцевой, в состав которого входит крупная яйцеклетка и две вспомогательные клетки. У другого полюса размещаются клетки-антиподы, всего их три. Итак, в мешке теперь шесть гаплоидных клеток и одна диплоидная, со вторичным ядром. Она находится в центре мешка зародышевого.
Что такое завязь?
Ею называют нижнюю утолщенную часть пестика с замкнутой внутри полостью, в которой расположены семяпочки. Пыльца попадает с рыльца пестика в семязачаток, который предохраняется от неблагоприятных условий внутренней влажной полостью. В семязачатке происходит развитие женских половых клеток – яйцеклеток.
У цветковых растений из стенки завязи развивается плод с семенами. Завязь у цветков бывает многогнездная и одногнездная. В первом случае она разделяется на гнезда перегородками, а во втором – нет. Завязь цветковых растений также делится на односемянную и многосемянную. Это зависит от количества семязачатков в ней: у сливы, например, – один, а у мака – много.
Какие бывают завязи?
Типы завязей цветковых растений бывают:
- Верхняя. К цветоложу она крепится свободно, не срастаясь с иными отделами в цветке. Стенки завязи формируются из плодолистиков. У цветковых растений из стенки завязи развивается плод. Примером являются лютиковые и злаковые растения. Эти цветы носят название подпестичных или околопестичных.
- Нижняя завязь находится всегда под цветоложем. Она образована при участии других отделов цветка: основания чашелистиков и тычинок с лепестками, которые у многих цветов крепятся к вершине завязи. У цветковых растений из стенки завязи развиваетсяплод. Примером являются сложноцветные, кактусовые и орхидные растения. Цветок называют надпестичным.
- Полунижняя завязь. Ее верхушка не срастается с иными частями, поэтому она свободна. Цветки этого типа называют полунадпестичными. Вот такие типы завязей цветковых растений бывают.
Цветковые растения
Они являются самой прогрессивной группой растений, насчитывающей двести пятьдесят тысяч видов, распространенных по всей планете Земля. Самым маленьким растением считается ряска, диаметр которой равняется одному миллиметру. Она живет в воде. Самые крупные цветковые растения – это деревья, достигающие в высоту сто метров и больше.
Появление цветковых растений происходит из-за развития особого органа размножения – цветка. У одних растений он окрашен в яркие цвета, у других – чудесно пахнет. Цветки бывают мелкими и невзрачными у растений, похожих на траву. Несмотря на огромное разнообразие цветковых растений, все они гармонично вписываются в нашу жизнь: украшают сады и парки, дарят радость общения с ними.
Строение цветка
Цветок является сложной системой органов, обеспечивающей размножение растений семенами. Его появление обусловило широкое распространение покрытосеменных (цветковых) растений на Земле. Цветок выполняет много функций. С его участием образуются тычинки с зернами пыльцы, пестики с семяпочками. Он играет главную роль в опылении, оплодотворении, формировании семян и плодов.
Цветок является укороченным, видоизмененным, ограниченным в росте побегом, несущим околоцветник, пестики и тычинки. Все покрытосеменные растения имеют сходные по строению и разные по форме цветки. Так происходит приспособление к опылению различными способами.
Цветком могут заканчиваться главные или боковые стебли, голая часть которых под самым цветком носит название цветоножки. Она сильно укорочена или вовсе отсутствует у цветков сидячих. Цветоножка переходит в цветоложе, которое бывает удлиненным, выпуклым, вогнутым или плоским. На нем размещены все части цветка. Это чашелистики с лепестками, тычинки с пестиком, в нижней части которого формируется завязь, в которой находятся семязачатки или семяпочки. У цветка с такой завязью цветоложе вогнутое. Если завязь формируется в верхней части пестика, цветоложе будет выпуклым или плоским.
| У всех зелёных растений, обитающих на суше, и у высших водорослей наблюдается чередование поколений, при котором гаметофит чередуется со спорофитом. Наиболее совершенными органами размножения среди растений обладают покрытосеменные. В процессе адаптации к жизни на суше они развили семена и плоды, обеспечивающие питание и защиту зародышам. Мужские гаметы, заключённые в пыльце, переносятся на женские органы (опыление), после чего прорастает пыльцевая трубка. Эволюция наделила покрытосеменные растения специализированным органом размножения – цветком, размещённом на цветоложе. Цветки могут объединяться в группы – соцветия: щитки, колоски, зонтики и другие. Наиболее сложными соцветиями считаются корзинки сложноцветных; нередко они объединяют в себе несколько типов простых цветков. По-видимому, крупные соцветия больше привлекают насекомых, нежели небольшие одиночные цветки. Снаружи цветок окружён чашелистиками и лепестками. У двудольных растений они различаются по строению: внешние чашелистики (чашечка) служат, в основном, для защиты цветка, а расположенный внутри них венчик из лепестков привлекает внимание насекомых. У растений, опыляемых ветром, венчик мелкий и зеленоватый, а иногда отсутствует вовсе. И чашечка, и венчик могут состоять из отдельных лепестков, а могут – из сросшихся (хотя бы частично) в трубочку. Мужской половой орган цветка – андроцей – состоит из тычинок. Каждая тычинка составлена из заключённых впыльник четырёх пыльцевых мешков, в которых образуется пыльца, и тычиночной нити, по которой подводятся питательные вещества и вода. Женский половой орган – гинецей (пестик). Он состоит из рыльца, на которое должна попадать пыльца, выполняющего опорные функции столбика и завязи, содержащей один или несколько семязачатков. В семязачатках развиваются зародышевые мешки, которые после оплодотворения превращаются в семена. Кроме того, в состав цветков, опыляемых насекомыми, входят нектарники, которые выделяют сахаристый нектар. Тычинки и пестик могут развиваться как в одном гермафродитном цветке, так и в разных цветках. В последнем случае мужские и женские особи могут развиваться на одной особи (однодомные растения), либо на разных (двудомные растения). Пыльцевые зёрна зреют в пыльцевых мешках. У каждого зерна образуется толстая стенка, поверхность которой покрыта рельефными узорами, специфичными для данного вида. Материал, составляющий стенку, очень устойчив, благодаря чему пыльца может сохраняться в неизменности миллионы лет. По мере созревания стенки пыльника ссыхаются и растрескиваются, и пыльца вываливается наружу. В процессе опыления пыльца переносится на пестики. Если пыльца переносится на другое растение, то происходит перекрёстное опыление. Оно менее надежно, чем самоопыление (особенно, в местностях, где представители данного вида существуют на больших расстояниях друг от друга), но зато способствует генетической изменчивости. В ходе эволюции цветковые растения выработали специальные механизмы, способствующие перекрёстному опылению: дихогамию (созревание тычинок и пестиков в разное время), самонесовместимость, строение цветка. У растений, опыляемых насекомыми, цветки имеют специфический аромат, а клейкие или шероховатые пыльцевые зерна легко пристают к телу животного. Растения, опыляемые ветром, вынуждены производить очень большое количество пыльцы. Попав на рыльце, пыльцевое зерно под действием ауксина и сахарозы начинает быстро прорастать вглубь. Направление роста определяется особыми веществами (хемотропизм). Ядро пыльцевого зерна делится, образуя две мужские гаметы. С помощью пыльцевой трубки они проникают в зародышевый мешок, где одно из них сливается с женской гаметой, а второе – с двумя полярными ядрами, образуя триплоидное ядро. Семязачаток становитсясеменем, а завязь – плодом. Плод называется истинным, если образован только завязью, и ложным, если в образовании плода помимо завязи участвуют и другие части цветка, например, цветоложе, венчик. В образовании сборных плодов участвуют несколько пестиков. 50. Важнейший признак покрытосеменных —наличие цветка — видоизмененного и ограниченного в росте спороносного побега, приспособленного для размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции. Семязачатки у цветковых растений (в отличие от голосеменных) заключены в полость завязи пестика и тем самым защищены. По сравнению с голосеменными пыльца цветковых попадает сначала не в пыльцевход семязачатка, а на рыльце пестика, предназначенного именно для улавливания пыльцы; это важная отличительная черта этой группы. Гаметофиты (женский — зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаме-тангии — антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гамето-фит не защищен и легко высыхает. Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого образуется зигота, дающая начало зародышу, и тришюидная клетка, из которой впоследствии формируется эндосперм. У голосеменных эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения независимо от того, формируется зародыш или нет, т. е. не имеет значения, возникает необходимость в наличии питательной ткани или нет. У покрытосеменных же одновременное развитие зародыша и эндосперма позволяет избежать ненужной траты пластических веществ и энергии в том случае, если зародыш не образуется. Семена заключены в плод (отсюда и название «покрытосеменные») и надежно защищены от неблагоприятных условий внешней среды. Кроме того, благодаря уникальности плода их распространение обеспечивают птицы, млекопитающие, насекомые, а также ветер, вода и т. п. Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами; деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, полукустарнички, лианы, одно- и многолетние травы. Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные проводящие элементы — настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, покрытосеменные имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню, а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды и растворенных минеральных солей от корня к стеблю и листьям. Первые семенные растения — голосеменные — опылялись пассивно. Их пыльца разносилась ветром и лишь случайно оказывалась около семязачатков. Эволюционный успех цветковых растений в значительной степени был обусловлен параллельным развитием их и различных животных. Они оказывали друг на друга селективное воздействие и во многом определили эволюцию свою и партнеров. Яркая окраскацветков, душистый аромат, съедобная пыльца и нектар — свойства, присущие растениям, явились одновременно средствами для привлечения животных-опылителей. Адаптация цветка, как правило, была направлена на максимальное увеличение шансов для переноса пыльцы насекомыми. Этот процесс более надежен, чем опыление ветром. В частности, растениям, опыляемым насекомыми, не нужны такие большие количества пыльцы, как при опылении ветром. Одним из факторов широкого распространения покрытосеменных и увеличения их разнообразия является биохимическая коэволюция. В некоторых группах покрытосеменных выработалась способность образовывать вторичные метаболиты (алкалоиды, хиноны,эфирные масла, флавоноиды, кристаллы оксалата кальция и др.) — ядовитые вещества, защищающие их от растительноядных животных. В результате возникновения разнообразных жизненных форм (деревьев, кустарников, трав и др.) покрытосеменные — единственная группа растений, образующая сложные многоярусные сообщества, или фитоценозы. Это способствовало более полному и интенсивному использованию ресурсов среды, успешному завоеванию новых территорий и освоению новых местообитаний. Не нужен
|
stydopedia.ru
Узнайте, почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным
Тему: «Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным» изучают в шестом классе школы. Однако не каждый взрослый человек сможет объяснить тонкости этого процесса.
Растения, как и все живые существа, размножаются, используя три основных способа. Первый является вегетативным, то есть новое растение появляется из какой-либо части своего «родителя» - корня, стебля, листа, даже отдельной клетки. Второй называется бесполым, потому что растения появляются из спор и похожи на материнские. Так размножаются грибы и некоторые водоросли. Самым совершенным является оплодотворение растений половым способом.
В растительном мире этот процесс происходит посредством слияния гамет, которые могут быть одинаковыми по размеру (изогамия), разными по размеру (гетерогамия) и принципиально отличающимися друг от друга (оогамия). Можно сказать, что оплодотворение - это процесс соединения мужской (сперматозоид) и женской (яйцеклетка) гамет, в результате которого образуется клетка с удвоенным набором хромосом (зигота), из которой и появится новое растение.
Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным? Здесь присутствует специальный орган размножения – цветок. Его составляющими частями являются: тычинки на нити с пыльником (содержит пыльцу), завязь, столбик, пестик (с рыльцем), пыльцевая трубка, которая доходит до зародышевого мешка, где находится семяпочка. Из курса школьной биологии многие помнят что-то про пестик и тычинку и могут подумать: вот почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным. Но это не так.
В пыльнике, как уже было сказано, образуется пыльца, которая состоит из двух клеток – большой вегетативной и меньшей по размеру, генеративной. Когда пыльник раскрывается, эти элементы распространяются с помощью ветра или насекомых. Попав на пестик (непосредственно на рыльце), клетки пыльцы прорастают так, что вегетативная часть становится пыльцевой трубкой, присоединенной к зародышевому мешку. Через нее в мешок попадает генеративная клетка, которая в ходе своего проникновения делится на два спермия. Один из них достигает яйцеклетки, сливается с ней, образуя зиготу, а второй соединяется со вторичным ядром. Этот процесс и является причиной того, почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным.
Некоторые современные растения удачно сочетают разные способы размножения, что повышает выживаемость вида. А во время, когда этот процесс только зародился, такой способ воспроизводства был очень важным, эволюционным процессом. Это обусловлено тем, что организм, созданный посредством слияния клеток с разными наборами хромосом, обладал большей изменчивостью и приспособляемостью к окружающей среде. Современные физико-химические исследования показали, насколько половое размножение растений сложное по своей сути. Например, было установлено, что пыльца и рыльце пестика имеют различный уровень рН, отличные уровни изоэлектрической точки белков, разный ферментный и аминокислотный состав, который, однако, способствует оптимальному протеканию физиологических процессов при соединении этих клеток.
fb.ru
Двойное оплодотворение [цветковых растений] — это, что такое, определение, значение, конспект, доклад, реферат, вики — Wiki-Med
Содержание (план)
В оплодотворении цветковый растений участвуют два спермия. Этот процесс открыл в 1898 г. русский ученый С. Г. Навашин и назвал его двойным оплодотворением. Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.
Процесс оплодотворения у цветковых растений
Цветковые растения, как и голосеменные, приспособились к оплодотворению без воды. Для этого у них есть пыльца.
Прорастание пыльцы
При опылении пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, набухает и прорастает. При этом одна из клеток пыльцевого зерна вытягивается и превращается в длинную пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка растет в направлении завязи, проникая между клетками столбика. В завязи к этому времени уже сформирован один или несколько семязачатков. В семязачатке располагается специальная структура — зародышевый мешок с яйцеклеткой и несколькими сопровождающими клетками (рис. 161). По мере роста пыльцевой трубки по ней к завязи опускаются два спермия, которые образовались в пыльцевом зерне (см. рис. 161).
Слияние спермия и яйцеклетки
Когда пыльцевая трубка внедряется в семязачаток, кончик ее лопается, и спермии попадают в зародышевый мешок. Один спермий сливается с яйцеклеткой, и образуется зигота (см. рис. 161).
Слияние спермия с центральной клеткой
Второй спермий сливается с ядром центральной клетки зародышевого мешка. Материал с сайта http://wiki-med.com
Образование эндосперма
Оплодотворенная центральная клетка зародышевого мешка при делении образует запасающую ткань — эндосперм. В клетках этой ткани накапливаются запасные питательные вещества, за счет которых из зиготы развивается зародыш нового растения. Весь семязачаток разрастается и превращается в семя. При этом покровы семязачатка образуют семенную кожуру. Таким образом, семя содержит зачаток растения, снабженный запасом питательных веществ и защищенный семенной кожурой.
Образование плода
см. Плод
Из стенок завязи после оплодотворения развивается околоплодник, который вместе с семенами образует плод.
Околоплодник надежно защищает семена от воздействия неблагоприятных условий окружающей среды. Тычинки, лепестки, чашелистики обычно усыхают и опадают.
На этой странице материал по темам: водоросли строение
оплодотворение у растений реферат
определение двойного оплодотворения
реферат с планом на тему двойное оплодотворение цветковых растений
двойное оплодотворениеконспект
Вопросы к этой статье: Что такое оплодотворение?
Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным?
Какие изменения в цветке происходят после двойного оплодотворения?
Если во время цветения яблони на некоторые веточки с цветками надеть марлевые мешочки, сформируются ли на них плоды?
В чем заключается биологическая ценность двойного оплодотворения?
wiki-med.com
