Вывод двудольных и однодольных растений: Сравните строение семян однодольных и двудольных ратсений. Сделайте вывод об их сходстве и различиях. Растение…

4 Ответ. Строение семян (на примере двудольного и однодольного растения) Семя

—
это зачаточное растение. Оно развивается
из семязачатка и возникло оно в результате
длительного процесса эволюции как
орган, наиболее надежно обеспечивающий
их размножение и распространение. По
особенностям строения семян все цветковые
растения делятся на 2 класса: однодольные
и двудольные.

Рассмотрим строение семени фасоли.

Семя
фасоли развилось внутри плода, называемого
бобом. На вогнутой стороне семени
находится рубчик — место прикрепления
семени к створке плода. Снаружи семя
покрыто плотной кожурой. Под кожурой
размещается зародыш семени. Он состоит
из двух семядолей, корешка, стебелька,
почечки. Семядоли развиваются симметрично
друг против друга. Иногда зародыш имеет
одну семядолю (чистяк, виды хохлатки,
некоторые зонтичные). В семядолях
содержится запас питательных веществ.
Но у некоторых (дикая редька, пастушья
сумка) запас питательных веществ
находится не только в семядолях, но и в
др. частях зародыша — корешке, стебельке.
Конус нарастания зародышевого стебля
находится между семядолями и уже в
зародыше образует зачаточные листики.
Все вместе образует почечку, которая
является зачатком главного побега
растения. Семядоли обычно с 3 главными
проводящими пучками, при прорастании
семени выносятся на поверхность.

Вывод: Цветковые
растения, зародыши которых имеют 2
семядоли, называются двудольными.

Рассмотрим строение семени пшеницы.

Зерновка
пшеницы является не семенем, а плодом.
Ткани плода в зерновке представлены
лишь пленчатым наружным слоем, получившим
название плодовой оболочки. Вся остальная
часть зерновки — семя. Вдоль семени
пролегает бороздка, на которой находится
рубчик. Зерновка пшеницы состоит из
зародыша, питательной ткани, называемой
эндоспермом и кожуры семени. Зародыш в
зерновке занимает очень небольшое
место, главную часть ее составляет
эндосперм. Зерно пшеницы — это, по
существу, и семя, и плод, называемой
зерновкой. Зародыш зерновки состоит из
зародышевого корешка, стебелька, почечки
и щитка. Считают, что щиток — единственная
видоизмененная семядоля зародыша,
которая не содержит запаса питательных
веществ, плотно прилегает к эндосперму
и похожа на тонкую пластинку. Щиток
расположен так, будто образует перегородку
между зародышем и эндоспермом и при
прорастании семени берет из эндосперма
питательные вещества. У однодольных на
верхушке продольной оси зародыша
находится семядоля, а почечка (с конусом
нарастания)- в стороне от нее. Семядоля
обычно с двумя главными проводящими
пучками; при прорастании семени не
выносится на поверхность. 

У
других однодольных растений (лука,
ландыша) семена тоже имеют эндосперм,
но он окружает зародыш, а не прилегает
к нему с одной стороны, как это у пшеницы
и других злаков.
Вывод: Цветковые
растения, зародыши которых имеют 1
семядолю, называются однодольными.

Строение семян однодольных и двудольных растений

Тема: Строение семян однодольных и двудольных растений.

ЦЕЛЬ: ознакомить обучающихся с особенностями строения семян двудольных и однодольных растений, отметить какие растения относятся к этим двум классам

усвоить каково значение семян класса двудольных и однодольных растений.

ЗАДАЧИ:

Образовательные:

• уяснить особенности строения семян двудольных и однодольных растений.

• подтвердить полученные знания путём проведения лабораторной работы.

• развивать практические навыки работы с лабораторным оборудованием и предметом изучения.

• учиться работать, соблюдая технику безопасности.

Развивающие:

• развивать умение сравнивать, анализировать, делать выводы.

Воспитательные:

Оборудование: лупа, препаровальные иглы, набухшие и проросшие семена фасоли и зерновки пшеницы, сухие семена различных растений, таблицы с изображением семян и растений двудольных и однодольных растений, мультимедийная презентация,

Ход урока.

1. Организационный момент.

2. Актуализация знаний учащихся.

На прошлом уроке мы говорили с вами о цветковых растениях. Давайте вспомним:

• Какие же растения называют покрытосеменными и за что они получили такое название? (у которых образуется цветок, покрытосеменные, так как семя защищено, то есть развивается внутри плода)

• Какие жизненные формы растений вы знаете? (деревья, кустарники, травы)

Все покрытосеменные, несмотря на свое многообразие, имеют общий план строения. Их органы подразделяют на вегетативные и репродуктивные. Вегетативные (от латинского слова «вегетативус» — растительный) органы составляют тело растения и осуществляют его основные функции, включая вегетативное размножение. К ним относят корень и побег. Репродуктивные, или генеративные (от латинского слова «генераре» — производить), органы, связанные с половым размножением растений. К ним относят цветок, плод и семя.

1. Изучение нового материала.

Ребята, а с чего начинается жизнь большинства растений? Дети обсуждают поставленный вопрос и предполагают, что растение начинает свою жизнь с семени.

Сегодня мы как раз поговорим о семени, из которого вырастает растение. Тема нашего урока «Строение семян двудольных и однодольных растений».

А сейчас расскажу — ка я вам сказку. О чём эта сказка? Вы сейчас узнаете. Садитесь, поудобнее и внимательно меня слушайте.

Вступление (мотивация)

В некотором царстве, в некотором государстве « РАСТЕНИЯ», в том самом, где жители засыпают осенью, а просыпаются и зацветают весной и летом, где зреют булки и пряники, леденцы и каши, где рождаются масляные реки и микстурные ручейки, где глаз не оторвать от ярких разноцветных красок и не надышаться чистым ароматным воздухом произошла необычная история.

В этом сказочном государстве находились два королевства.

КОРОЛЕВСТВО КЛАССА КОРОЛЕВСТВО КЛАССА

ДВУДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ ОДНОДОЛЬНЫХ РАСТЕНИЙ

Жители этих королевств жили дружно и весело. Много приносили пользы животным и людям.

Но однажды, что за вздор?

Разгорелся сильный спор.

Послушаем о чём же спорят растения этих двух королевств.

( раздаются слова.)

Учитель: Итак, нам нужно помочь жителям этих королевств. Стоит ли им спорить?

Так ли это или нет

Мы поможем дать ответ

Кто на свете всех милее

Лучше всех и всех ценнее.

Озвучивание цели урока. Узнаем, каково строение семян этих растений, и какие растения можно отнести к классам двудольных и однодольных растений, каково же значение семян в жизни растений и человека.

Послушайте мой рассказ о строении семени двудольного растения .

СЕМЯ ДВУДОЛЬНОГО РАСТЕНИЯ. покрыто гладкой семенной кожурой. Она защищает его от повреждений и высыхания. На кожуре семени имеется небольшое пятнышко-рубчик, это место прикрепления незрелого семени к стенке плода. Рядом с рубчиком находится крохотное отверстие-семявход. Через семявход в семя проникает вода, после чего семя набухает и прорастает. Под кожурой находится зародыш, который даёт начало новому растению. Он имеет 2 семядоли, а между ними корешок, стебелёк и почечка с листочками ( все как у настоящего растения). В семядолях находятся питательные вещества.

Цветковые растения, семена которых имеют две семядоли, называются ДВУДОЛЬНЫМИ.

А сейчас проверьте, правду ли я вам рассказала. Выполните лабораторную работу «Строение семени двудольного растения.» на стр.87, заполните таблицу, подпишите название частей семени фасоли. (рисунок)

При выполнении работы соблюдаем т.б.

Я рассказала правду? Проверка заполнения таблицы

ИТАК, какой вывод можно сделать?

Какие же растения называются двудольными? ( Двудольные растения –растения в семени которых 2 семядоли)

К двудольным относят: Боб, тыква, морковь, томат, яблоня, дуб, астра, подсолнух и др.

Физминутка.

Послушайте рассказ о строении семени однодольного растения.

Семя пшеницы снаружи покрыто кожистым околоплодником. Он сросся с семенной кожурой, что разделить их невозможно. Поэтому правильно говорить не семя пшеницы, а плод, называемый зерновкой.

Под кожурой находится мучнистый эндосперм. В его клетках содержатся питательные вещества.

Но зародыш хоть и маленький, но тоже имеет корешок, стебелёк и почечку с листочками. А вот семядоля у него одна и не содержит питательных веществ. Но зато через неё из эндосперма эти вещества проходят к зародышу.

Как будут называться растения имеющие в семени одну семядолю?

Растения, которые в зародыше имеют одну семядолю, называются ОДНОДОЛЬНЫМИ.

Проверьте правильность моего рассказа, выполнив лабораторную работу на стр.87, заполните таблицу, подпишите рисунок.

Итак: Каковы же ваши результаты?

Какой можно сделать вывод?

Пшеница, кукуруза, рожь, лук, просо — однодольные растения

А как вы думаете каково же значение семян в жизни растений?

1. Семена – важнейшие достижения в эволюции растений (размножение растений)

2.Обеспечивает возможность распространяться с помощью воды, ветра, животных.

3.Семя защищает крохотное растение от неблагоприятных условий.

А как вы думаете каково же значение семян в жизни человека?

• Из семян пшеницы, кукурузы, ржи, овса, ячменя, риса, сорго делают муку и крупу. Из муки пекут хлеб, а из круп обычно варят каши.

• Также люди едят горох, фасоль, чечевицу, сою. Это бобовые растения, содержащие много растительного белка.

• Семена подсолнечника, рапса, льна, хлопка, кокоса, арахиса богаты растительными маслами, которое необходимо людям как в пищевой промышленности, так и в технической.

• Человек с древних времен занимался сельским хозяйством. Выращивал растения, отбирал среди них лучшие по питательным свойствам.

Учитель: Вот какие молодцы

В дружбе жить мы все должны

Ведь растения двух классов

Одинаково нужны.

1. Закрепление изученного материала.

А теперь, ребята, давайте сравним кл. однодольных и двудольных растений. Что у них имеется общего и в чем их различие.

«5» — нет ошибок

«4» — 1- 2 ошибки

«3» — 3 ошибки

«2» — 4 и более ошибки

Итак, что же у них общего? (Общее в строении семян то, что семена имеют семенную кожуру, запас питательных веществ и зародыш).

А чем они различаются? (Различаются: в семени фасоли, гороха две семядоли, в которых находятся запасные питательные вещества, а в семени пшеницы, кукурузы одна семядоля, а питательные вещества находятся в эндосперме, кожура срастается с околоплодником, поэтому ее невозможно отделить).

Вывод к уроку.

Итак, мы с вами выяснили, что:

• Семя состоит из: семенной кожуры, зародыша и содержит запас питательного вещества.

• Зародыш – зачаток будущего растения. Он состоит из: зародышевых корешка, стебелька, почечки и семядоли.

• Семядоли – это первые листья зародыша растения.

• Растения, имеющие в зародыше семени одну семядолю, называют однодольными – это пшеница, кукуруза, овес, лук и др.

• Растения, имеющие в зародыше две семядоли, называют двудольными – это фасоль, капуста, яблоня, горох, томат.

Мы сегодня познакомились с понятием семя, узнали, какое строение оно имеет. Вы сами смогли на практике изучить строение семени. Все были молодцы. Вы сдадите мне свои выполненные лабораторные работы. И сравнительные таблицы и получите итоговую оценку.

1. Рефлексия.

Учащимся предлагается оценить урок, подчеркнув на листе одно из слов в каждой паре:

Трудный – лёгкий

Скучный – интересный

Непонятный – понятный

Обычный – необычный

Ненужный – полезный

Нелюбимый – любимый.

1. Домашнее задание.

Тише, тише — успокойтесь.

Дневнички свои откройте

И заданье запишите,

Дома вы о семенах прочтите.

Что в тетрадях – заучите,

Глядя в книгу — не зевайте,
На вопросы отвечайте,
И на следующий денёк

Приходите на урок.

Про фасоль и про пшеницу

Мы контрольную напишем.
Я проверю и в журнал

Всем поставлю по 5 баллов.

Только дома не ленитесь

И как следует учитесь.

На дом задаются творческие задания: п.18 загадки, национальные блюда из зерновых и бобовых культур, кроссворды, ребусы по теме семя.

Цель: познакомиться с особенностями строения семян двудольных и однодольных растений, отметить какие растения относятся к этим двум классам,

усвоить каково значение семян класса двудольных и однодольных растений.

Лабораторная работа стр.87

1.

2.Подпишите части семени фасоли.

3.

Лабораторная работа

4. Подпишите части семени однодольного растения.

Сравнить кл. однодольных и двудольных растений (поставьте «+» или «-«)

«5» — нет ошибок «3» — 2 ошибки

«4» — 1 ошибка «2» — 3 ошибки

Семена, Эмбриогенез

Дом
Условия
О

Эмбриогенез

После оплодотворения яйцеклетки сперматозоидом внутри семени развивается зигота. Последовательность развития протекает через гистодифференцировку, экспансию клеток и высыхание созревания.

Стадия гистодифференцировки (называемая эмбриогенезом) и характеризуется дифференцировкой эндосперма и зародыша.

Этот процесс похож, но уникален для однодольных, двудольных и голосеменных растений.

Эмбриогенез однодольных – кукуруза

Стадия проэмбриона

Однодольные имеют более сложную структуру зародыша в зрелом семени по сравнению с двудольными, но раннее развитие зародыша аналогично двудольным.

Стадии эмбриогенеза у однодольных включают проэмбриональную, глобулярную, щитковую и колеоптилярную стадии.

После оплодотворения первое клеточное деление является асимметричным и приводит к образованию апикальной и базальной клеток у кукурузы ( Zea mays ). Апикальная клетка делится быстрее, чем базальная клетка, и в конечном итоге становится зародышем.

Шаровидный столик

Проэмбрион на глобулярной стадии подобен двудольным, за исключением того, что суспензор не представляет собой одиночный или двойной ряд клеток и менее дифференцирован.

На поздней глобулярной стадии заметен внешний эпидермальный слой, и группа клеток на одной стороне проэмбриона делится быстрее.

Они дадут начало оси эмбриона.

Скутеллярный столик

Остаток семядоли можно увидеть на щитковой стадии развития.

Однодольные сократили пару семядолей, представленных у зародышей двудольных, до одной модифицированной семядоли, называемой щитком.

Щитик действует как проводящая ткань между эндоспермом и осью зародыша.

Колеоптилярный столик

Ось зародыша дифференцируется на перышко (побег) и корешок.

У однодольных ось зародыша также имеет специализированную ткань, окружающую побег и корневую ткань, помогающую прорастанию во время прорастания.

Это колеоптиль и колеориза соответственно.

Эмбриогенез двудольных – пастушья сумка

Стадия проэмбриона

Пастушья сумка ( Capsella bursa-pastoris ) служит хорошей моделью эмбриогенеза двудольных растений.

Эмбриогенез проходит стадии проэмбриона, глобулярной, сердечной, торпедной и семядольной стадий. После оплодотворения ядер яйцеклетки и сперматозоида в результате поперечного деления клеток образуется проэмбрион с образованием апикальной и базальной клеток.

Базальная клетка образует суспензор, а апикальная клетка образует зародыш. Суспензор у двудольных обычно представляет собой столбик из одной или нескольких клеток.

Функция суспензора заключается в проталкивании проэмбриона в полость зародышевого мешка, а также в поглощении и передаче питательных веществ проэмбриону.

Шаровидный столик

В пастушьей сумке производные базальных клеток шаровидного зародыша образуют гипофиз, который затем развивается в корешок. Дифференцировка ткани становится очевидной у 16-клеточного шаровидного зародыша.

В пастушьей сумке производные базальных клеток шаровидного зародыша образуют гипофиз, который затем развивается в корешок.

Дифференцировка ткани становится очевидной у 16-клеточного шаровидного зародыша.

Стадия семядоли

Зачатки семядолей проявляются на сердцевидной стадии эмбриогенеза.

Эти зачатки удлиняются, образуя типичный зародыш стадии торпеды.

На стадиях сердца и торпеды зародыш организовался с образованием апикальной меристемы, корешка, семядолей и гипокотиля.

Зрелая стадия

На этой стадии зародыш полностью сформирован, и хорошо видны отдельные семядоли, а также отчетливая меристема побега и корня.

В это время суспензор и базальная клетка начинают исчезать.

На этой стадии зародыш полностью сформирован, и хорошо видны отдельные семядоли, а также отчетливая меристема побега и корня.

В это время суспензор и базальная клетка начинают исчезать.

Эмбриогенез голосеменных – сосна

По сравнению с более эволюционно продвинутыми покрытосеменными, формирование зародышей у голосеменных отличается несколькими важными особенностями.

Наиболее заметно то, что семена голосеменных растений не содержатся в плодолистиках (плодах). Термин голосеменные означает «голые семена».

У голосеменных также отсутствует настоящий триплоидный эндосперм. Скорее, развивающийся эмбрион питается гаплоидной тканью женского гаметофита.

Стадия свободных ядер

После оплодотворения несколько зародышей начинают развиваться в одном семени голосеменного, но редко созревает более одного из этих зародышей.

У сосны ( Pinus sp. ) оплодотворенная яйцеклетка делится с образованием свободной ядерной стадии без клеточных стенок между ядрами.

Подвесной столик

После формирования клеточной стенки клетки организуются, чтобы сформировать зародышевый уровень клеток и суспензорный уровень.

Суспензор дифференцируется в набор первичных суспензорных клеток (розеточных клеток) и эмбриональных суспензорных трубок.

Стадия проэмбриона

Суспензорные клетки удлиняются, и происходит несколько событий расщепления, в результате которых внутри одного семени образуется несколько зародышей (полиэмбрионов).

Обычно только один из этих эмбрионов продолжает развиваться.

Стадия семядоли

Проэмбрион продолжает дифференцировать эпидермальный слой до того, как множественные зачатки семядолей становятся очевидными на стадии семядолей.

Также развита меристема побега и корня.

Эмбрион: значение, развитие и формы (с диаграммами)

РЕКЛАМА:

Давайте подробно изучим Эмбрион. Прочитав эту статью, вы узнаете: 1. Значение эмбриона 2. Развитие эмбриона у двудольных 3. Развитие эмбриона у однодольных 4. Несовместимость  5. Особые способы размножения.

Эмбрион:

После оплодотворения оплодотворенная яйцеклетка называется зиготой или ооспорой, которая развивается в зародыш. Ооспора, прежде чем она действительно вступит в процесс, претерпевает период покоя, который может варьироваться от нескольких часов до нескольких месяцев. Обычно зигота (ооспора) делится сразу после первого деления ядра первичного эндосперма.

В отличие от голосеменных, у которых на ранних стадиях развития наблюдаются свободные ядерные деления, за первым делением зиготы всегда следует образование стенки, в результате чего образуется двухклеточный проэмбрион. Практически нет принципиальных различий в ранних стадиях развития зародышей однодольных и двудольных.

РЕКЛАМА:

Но на поздних стадиях заметна разница между зародышами двудольных и однодольных растений, поэтому их эмбриогенез рассмотрен здесь отдельно.

Развитие эмбриона у двудольных:

Согласно Soueges, способ происхождения четырехклеточного проэмбриона и вклад каждой из этих клеток составляют основу классификации эмбрионального типа. Однако Шнарф (1929), Йохансен (1945) и Махешвари (1950) выделили у двудольных пять основных типов зародышей.

Они следующие:

РЕКЛАМА:

I. Терминальная клетка двухклеточного проэмбриона делится продольной стенкой.

(i) Тип крестоцветных:

Базальная клетка практически не играет роли в развитии эмбриона.

(ii) Тип Asterad:

Базальные и терминальные клетки играют важную роль в развитии эмбриона.

II. Терминальная клетка двухклеточного проэмбриона делится поперечной стенкой. Базальная клетка играет небольшую роль или не играет никакой роли в развитии зародыша.

III. Тип соланад:

Базальная клетка обычно образует суспензор из двух или более клеток.

IV. Тип Caryophyllod:

РЕКЛАМА:

Базальная клетка продолжает делиться.

В. Тип хеноподиада:

В развитии зародыша принимают участие как базальные, так и терминальные клетки.

Здесь на примере Capsella bursa-pastoris (пастушья сумка) дано подробное изучение крестоцветного типа развития зародыша.

РЕКЛАМА:

Развитие зародыша двудольных у Capsella bursa-pastoris (тип Crucifer):

Впервые Hanstein (1870) разработал детали развития зародыша у Capsella bursapastoris, представителя Crucifeae.

Ооспора делится поперечно, образуя две клетки: терминальную и базальную. Клетка, расположенная ближе к микропилярному концу зародышевого мешка, является суспензорной клеткой (т. е. базальной клеткой), а другая соединяется с зародышевой клеткой (т. е. терминальной клеткой). Терминальная клетка путем последующих делений дает начало зародышу, а базальная клетка способствует образованию суспензора.

Терминальная клетка делится вертикальным делением, образуя 4-клеточный 1-образный зародыш. У некоторых растений базальная клетка образует также гипокотиль (т. е. корневой конец зародыша) в дополнение к суспензору. Концевые клетки четырехклеточного проэмбриона делятся вертикально под прямым углом к ​​первой вертикальной стенке, образуя четыре клетки. Теперь каждая из четырех клеток делится поперечно, образуя октантную стадию (8-клеточную) зародыша.

Четыре клетки рядом с суспензором называются гипобазальными или задними октантами, а оставшиеся четыре клетки образуют эпибазальные или передние октанты. Эпибазальные октанты дают начало плюмуле и семядолям, тогда как гибобазальные октанты дают начало гипокотилю, за исключением его вершины. Теперь все восемь клеток октанта делятся периклинально, образуя наружную и внутреннюю клетки.

Наружные клетки делятся далее антиклинальным делением, образуя периферический слой эпидермальных клеток, дерматоген. Внутренние клетки делятся продольными и поперечными делениями, образуя периблему под дерматогеном и плерому в центральной области. Клетки периблемы образуют кору, а клетки плеромы образуют стелу.

Во время развития октантной стадии зародыша две базальные клетки делятся поперечно, образуя 6-10-клеточную нить, суспензор, который достигает своего максимального развития к тому времени, когда зародыш достигает глобулярной стадии. Суспензор вдавливает клетки зародыша в эндосперм.

Дистальная клетка суспензора намного крупнее других клеток и действует как гаусторий. Самая нижняя клетка суспензора известна как гипофиз. Путем дальнейших делений гипофиз дает начало зародышевому корню и корневому чехлику.

РЕКЛАМА:

При непрерывном росте зародыш приобретает сердцевидную форму, состоящую из двух зачатков семядолей. Зрелый зародыш состоит из короткой оси и двух семядолей. Каждая семядоля появляется по обе стороны от гипокотиля. У большинства двудольных общий ход эмбриогенеза протекает так же, как у Capsella bursa-pastoris.

Развитие эмбриона однодольных растений:

Нет существенной разницы между однодольными и двудольными в отношении ранних клеточных делений проэмбриона, но зрелые зародыши в двух группах совершенно различны. Здесь в качестве одного из примеров приводится эмбриогенез Sagittaria sagittifolia.

Зигота делится поперечно, образуя терминальную клетку и базальную клетку. Базальная клетка, более крупная и лежащая ближе к микропилярному концу, не делится снова, а превращается непосредственно в крупную везикулярную клетку. Терминальная клетка делится поперечно, образуя две клетки. из них нижняя клетка делится вертикально, образуя пару рядом стоящих клеток, а средняя клетка делится поперечно на две клетки.

На следующем этапе две клетки снова делятся по вертикали, образуя квадранты. Клетка рядом с квадрантами также делится вертикально, а клетка рядом с верхним пузырьковым делением несколько раз поперечно. Квадранты теперь делятся поперечно, образуя октанты, причем восемь ячеек расположены в два яруса по четыре ячейки в каждом. В результате периклинального деления образуется дерматоген.

Позднее также дифференцируются периблема и плерома. Все эти участки, образовавшиеся из октантов, впоследствии развиваются в единую концевую семядолю. Самая нижняя клетка L трехклеточного суспензора делится вертикально, образуя перышко или кончик стебля. Клетки R образуют корешок. Верхние 3-6 клеток способствуют образованию суспензора.

Несовместимость эмбриона:

В природе на рыльце попадает разнообразная пыльца, переносимая по воздуху или насекомыми, но не вся пыльца, которая достигает рыльца, способствует оплодотворению. Пестик позволяет нормально функционировать пыльце только правильного типа спаривания, остальные отбрасываются.

Таким образом, несовместимость — это неспособность определенных гамет, даже генетически сходных видов растений, сливаться друг с другом. Если пестик, несущий функциональную женскую гамету, не может завязать семена после опыления жизнеспособной и фертильной пыльцой, способной вызвать оплодотворение в другом пестике, говорят, что они несовместимы.

Несовместимость также называется внутривидовой несовместимостью, самостерильностью или самонесовместимостью. Феномен самонесовместимости обычно обусловлен предотвращением каких-то физиологических или морфологических механизмов. При этом задействовано множество сложных механизмов, связанных с взаимодействием пыльцы и стигматических тканей.

Самонесовместимость:

Большое количество цветковых растений успешно оплодотворяются только пыльцой других растений, а не своей собственной. Такие цветковые растения называются аутбридерами.

РЕКЛАМА:

В природе для предотвращения самоопыления развились различные цветочные приспособления, такие как дихогамия, геркогамия и однополость, но наиболее распространенным и эффективным естественным механизмом у таких растений является самонесовместимость, которая относится к неспособности растения производить функциональные мужские и женские растения. гаметы для завязывания семян при самоопылении.

В зависимости от происхождения факторов, определяющих типы спаривания на стороне пыльцы, различают две категории самонесовместимости:

(i) Спорофитная несовместимость:

Если несовместимость обусловлена ​​генотипом спорофитных стигматических тканей, например, у Asteraceae, Brassicaceae и т. д.

(ii) Гаметофитная несовместимость:

Если несовместимость обусловлена ​​генотипом пыльцы, например, у Poaceae, Liliaceae, Solanaceae и т. д. Это может быть связано с предотвращением прорастания пыльцы, замедлением роста, деориентацией пыльцевой трубки или даже нарушением слияния ядер. Он контролируется генами с множественными аллелями (S-аллель). Обычно он развивается при созревании стигмы.

Биологическое значение несовместимости:

В природе сбалансированное размножение растений регулируется несовместимостью. Обширное самоопыление растений приводит к появлению высоко гомозиготных особей с очень низкой выживаемостью. Чтобы преодолеть это, природа ввела самонесовместимость.

Несмотря на естественную ценность, несовместимость может оказаться серьезным препятствием в программе улучшения растений. Например, до введения другой техники культивирования самоопыление было одним из основных способов получения гомозиготных особей.

Для некоторых растений, у которых культура пыльников не дала гаплоидов, самоопыление остается важным подходом для достижения этого. В этом контексте самонесовместимость является серьезной проблемой.

Специальные способы воспроизведения:

Вегетативный и половой способы размножения, как правило, нормальны и встречаются в природе. Бывают случаи особых способов размножения, когда размножение происходит без акта оплодотворения.

Здесь упоминаются некоторые специальные узлы:

Апомиксис:

По Winkler (1908, 1934), замена полового размножения бесполым процессом, не связанным с ядерным синтезом. Термин апомиксис (апо = без; миксис = смешение) является общим и охватывает все типы бесполого размножения, которые стремятся заменить или заменить половой метод.

Это явление охватывает все неполовые способы размножения, при которых размножающиеся споры развиваются без слияния, тогда как нормальный половой цикл (амфимиксис) включает два важных процесса: (а) мейоз, который превращает диплоидную (2n) спорофитную клетку в четыре гаплоидных (n) гаметофитных клетки и (b) оплодотворение, при котором две гаплоидные гаметы противоположного пола сливаются и восстанавливают диплоидное спорофитное поколение.

Таким образом, в половом цикле диплоидное (2n) или спорофитное поколение чередуется с гаплоидным (n) или гаметофитным поколением. У покрытосеменных гаметофитные поколения очень короткие и представлены зародышевым мешком на женской стороне и микроспорами или пыльцевыми зернами на мужской стороне. Оставшуюся часть жизненного цикла составляет спорофитное поколение.

Растения, у которых обычное половое размножение полностью заменено типом бесполого размножения, называются апомиктиками, а явление — апомиксисом.

Существует две основные категории апомиксиса, а именно:

1. Агамоспермия и

2. Вегетативное размножение.

Агамоспермия:

В этой категории апомиксиса растения сохраняют семена в качестве средства размножения, но зародыш образуется в результате какого-то процесса, при котором нормальный мейоз и сингамия были устранены. Это явление известно как агамоспермия.

Существует три различных типа агамоспермии:

1. Адвентивная эмбриония:

При этом типе агамоспермии зародыши возникают непосредственно из диплоидных спорофитных клеток либо нуцеллуса, либо интегументов. Половой зародышевый мешок развивается нормально, а зиготический зародыш либо дегенерирует, либо конкурирует с апомиктичными зародышами.

2. Диплоспория:

При этом типе агамоспермии диплоидный зародышевый мешок образуется из материнской клетки мегаспоры без регулярного мейотического деления (например, у Aerva tomentosa). В этом типе дифференцируется археспорий, но материнская клетка мегаспоры развивается в нередуцированный зародышевый мешок. Зародыш образуется неоплодотворенной яйцеклеткой, т. е. партеногенезом или какой-либо другой клеткой зародышевого мешка, т. е. апогаметией.

3. Апоспория:

Об этом явлении у покрытосеменных растений впервые сообщил Розенберг (1907). Здесь соматическая клетка в нуцеллусе непосредственно образует нередуцированный зародышевый мешок, а диплоидное яйцо партеногенетически развивается в зародыш. Здесь мегаспоры постепенно дегенерируют, и из функционирующей материнской клетки мегаспоры может развиться апоспорический зародышевый мешок.

Однако для удобства д-р П. Махешвари (1950) разделил апомиксис на три типа, т. е.

(i) Нерецидивирующий апомиксис,

(ii) рецидивирующий апомиксис и

(iii) Адвентивный эмбрион.

я. Однократные апомиксы:

У этого типа материнская клетка мегаспоры претерпевает обычные мейотические деления и образуется гаплоидный зародышевый мешок. Здесь зародыш возникает либо из яйца (т. е. гаплоидный партеногенез), либо из какой-либо другой клетки гаметофита (т. е. гаплоидная апогамия).

Растения, полученные этим методом, являются гаплоидными и, как правило, стерильными и больше не размножаются половым путем. Этот тип апомиксиса наблюдался у нескольких видов, таких как Solarium nigrum, Lilium, Bergenia, Erythraea centaurium. Orchis maculata, Nicotiana tabacum и др.

ii. Рецидивирующие апомиксы:

У этого типа зародышевый мешок обычно возникает либо из археспориальной клетки (т. е. генеративная апоспория), либо из какой-либо другой части нуцеллуса (т. е. соматическая апоспория). Здесь все ядра зародышевого мешка диплоидны, мейотического деления нет.

Зародыш возникает либо из яйца (диплоидный партеногенез), либо из какой-либо другой клетки гаметофита (диплоидная апогамия). Генеративную апоспорию наблюдали у Eupatorium glandulosum, Parthenium argentatum и др. Сообщалось о соматической апоспории у Hieracium excelens, H. flagellare и H. aurantiacum.

iii. Адвентивная эмбриония:

Этот тип апомиксиса также известен как спорофитное почкование. Здесь развитые зародышевые мешки могут быть гаплоидными или диплоидными, но зародыши не возникают из клеток нуцеллуса или интегумента. Чередования поколений нет, так как диплоидные ткани настоящего спорофита непосредственно дают начало новому зародышу.

Адвентивные эмбрионы часто встречаются у Citrus, Euphorbia dulcis, Capparis frondosa, Mangifera indica и Hiptage madablota.

Значение апомиксов:

Наиболее важными апомиктичными культурными растениями являются цитрусовые, манго, манго-тин и ежевика. Как репродуктивная система, она дает возможность неограниченного размножения особенно благоприятных биотипов, которые могут быть сильно гетерозиготными или сексуально стерильными.

При облигатном апомиксисе это преимущество достигается за счет долгосрочной эволюционной гибкости, которая является даром сексуальности. Однако при факультативном апомиксисе, когда сосуществуют половые и апомиктические члены, это явление имеет особое значение.

Вегетативное размножение:

При этом типе апомиксиса новая особь возникает из группы недифференцированных или дифференцированных клеток, где не образуются ни зародыш, ни семя. Этот тип размножения происходит с помощью луковиц, луковиц, клубней, побегов, отпрысков и т. д. Такие отростки образуются только спорофитом.

Gustafsson (1946) выделил у покрытосеменных три типа вегетативного размножения:

1. Пропагулы этого типа образуются вне цветочных областей; хотя половые органы сформированы, но оплодотворения или завязывания семян не происходит, например, у Agave americana и Elodea canadensis.

2. У этого типа пропагулы формируются за пределами цветочных областей, и растения сексуально стерильны, как у Fritillaria Imperialis и Lilium bulbiferum.

3. У этого типа побеги образуются на цветочных ветвях либо в дополнение к цветкам, либо вместо них. Это явление широко известно как живорождение.

Этот термин также используется для тех растений (например, мангровых зарослей), у которых сформированные половым путем семена прорастают на материнском растении. Здесь термин живорождение будет использоваться как вегетативное живорождение. Вегетативный живородок обычно встречается у злаков, например Festuca, Poa и Allium.

Вегетативное живорождение на самом деле является адаптацией для размножения генотипа в ряде условий окружающей среды, которые в некоторой степени предотвращают или ограничивают возможность нормального опыления.

Однако большинство вегетативно-живородящих рас не утратили способности к цветению и нормальному завязыванию семян, например, трава Deschampsia caespitosa размножается половым путем в Швеции, а в Калифорнии растет за счет вегетативно-живородящих.

Апоспория:

Апоспория (апо = без) — это развитие гаметофита из клетки спорофита без вмешательства споры. У покрытосеменных это явление впервые было сообщено Розенбергом (19). 07) у Hieracium spp.

Здесь материнская клетка мегаспоры претерпевает обычные мейотические деления и образует тетраду. У покрытосеменных иногда можно видеть, что зародыш может образоваться из диплоидных клеток нуцеллуса, как у Citrus, Mangifera, Opuntia и т. д., или даже из клеток покровов, как у Allium cepa.

Образовавшийся зародыш в процессе своего развития выталкивается в зародышевый мешок. Поскольку нуцеллус или интегумент принадлежит спорофиту, образование зародыша из ткани спорофита без вмешательства споры является случаем апоспории.

У апоспоровых представителей сложноцветных только одна нуцеллярная клетка действует как материнская клетка и дает начало нормальному 8-ядерному зародышевому мешку, в то время как у злаков в одном и том же нуцеллусе может развиваться более одного апоспорического зародышевого мешка, и Организация зрелого зародышевого мешка 4-ядерная.

Партеногенез:

Развитие зиготы из яйцеклетки без акта оплодотворения, или, другими словами, образование зародыша из неоплодотворенной яйцеклетки называется партеногенезом. У некоторых видов покрытосеменных зародыш развивается партеногенетически.

В таких случаях эмбрион может развиваться из гаплоидной яйцеклетки или диплоидной яйцеклетки. У апомиктов сложноцветных и мареновых развитие зародыша не зависит от стимула опыления.

Однако у многих других апомиктов зародыш развивается только после опыления, и это явление известно как псевдогамия, например, у многих апомиктических злаков.

Согласно Heslop-Harrison (1972), опыление играет три роли в псевдогамии:

(i) Для активации роста яичников и яйцеклеток,

(ii) Для обеспечения мужского ядра для развития эндосперма, и

(iii) Для стимуляции партеногенеза.

У большинства злаковых апомиктов яйцеклетка может делиться партеногенетически, но проэмбрион перестает расти до тех пор, пока не разовьется эндосперм. Здесь развитие эндосперма происходит только после слияния мужского ядра с полярами, и поэтому зрелый апомиктический зародыш у этих растений образуется только после опыления.

Значение партеногенеза:

Роль партеногенеза в природе сильно ограничена; преобладают зигогенез и другие способы размножения. Считается, что причина в том, что партеногенетические виды недостаточно адаптируются. При амеотическом партеногенезе генетическая изменчивость практически нулевая. При мейотическом партеногенезе особи имеют тенденцию становиться гомозиготными, что вызывает сопутствующий недостаток этого состояния.

Преимуществ этого явления несколько. При мейотическом партеногенезе, применимом к гомозиготным генотипам, выгодные комбинации генов сохраняются, а не распределяются в результате мейоза, как у зигогенетических видов.

Таким образом, хорошо адаптированные формы быстро распространяются, пока условия окружающей среды остаются неизменными. Как сообщает Peacock (1961), существование труднотриплоидного организма становится возможным при амеотическом партеногенезе.

Партенокарпия:

У некоторых покрытосеменных завязь обычно развивается в плод без опыления и оплодотворения. Этот тип свободного развития плода известен как партенокарпия. Такие плоды (партенокарпические плоды) всегда бессемянные. Иногда образование плодов может быть вызвано искусственным опылением чужеродной пыльцой другого вида, но без последующего оплодотворения.

Партенокарпия также может быть вызвана опрыскиванием веществами, стимулирующими рост, такими как нафталин-уксусная кислота NAA. Это называется индуцированной партенокарпией. Примеры партенокарпии обычно встречаются у бананов, папайи, ананасов, гуавы, винограда, яблок, Thalictrum, Alchemilla и т. д.

В наши дни была проделана большая работа по получению плодов без косточек на сортах с семенами путем контроля опыления и нанесения определенных химических веществ на пестики. Тиманн (1934) предположил, что многие пыльцевые зерна содержат значительное количество ростовых веществ.

Gustaffson (1938) использовал несколько ростовых веществ, таких как IAA, IBA, α-NAA и фенилуксусная кислота, смешанные с ланолиновой пастой концентрацией от 0,5 до 1% и намазанные на рыльце рыльца, для получения партенокарпических плодов. Среди видов, плоды которых могут завязываться ауксинами, — томаты, табак, перец, инжир и ежевика.

Здесь плоды, завязавшиеся в результате обработки неопыленных цветов, не имеют косточек. Nitsch и другие использовали α-NAA в водной форме для индуцирования партенокарпии с помощью распылителя. Журавль (1964) индуцированная гиббереллинами партенокарпия томатов, яблонь и груш. Цитокинины также использовались для индукции партенокарпии у некоторых фруктов.

Помимо индуцированной партенокарпии, у некоторых видов может встречаться естественная партенокарпия. Существует множество садовых сортов бананов, ананасов, огурцов, помидоров и инжира, где плоды без косточек обычно производятся без необходимости в каком-либо экзогенном гормоне.

У одних видов плоды образуются без опыления, у других опыление необходимо, но оплодотворения не происходит; у третьих происходит оплодотворение, но зародыши прерываются до того, как созреют плоды.

Точно не известно, как контролируется рост этих партенокарпических плодов, но считается, что в некоторых случаях материнские ткани, такие как плацента, могут продуцировать ауксин в отсутствие нормальных зародышей. Замечено, что завязи нераспустившихся цветков партенокарпических сортов апельсина и Vitis vinifera (винограда) обладают более высоким содержанием ауксина, чем завязи нормальносемянных сортов.

Полиэмбриония:

Наличие более одного зародыша в семени известно как полиэмбриония. Полиэмбриония довольно распространена среди хвойных (голосеменных), но это явление наблюдается у многих видов как двудольных, так и однодольных (покрытосеменных).

Обычно выделяют два основных типа полиэмбрионии, т.е.:

1. Истинная полиэмбриония и

РЕКЛАМА:

2. Ложная полиэмбриония.

1. Истинная полиэмбриония:

Истинная полиэмбриония может быть подразделена на два типа:

(i) полиэмбриония с дроблением, при которой зародыши возникают внутри зародышевого мешка либо в результате дробления яйцеклетки, либо из синергид, антиподов или эндосперма;

(ii) Адвентивная полиэмбриония, при которой зародыши возникают из тканей, живущих вне зародышевого мешка, т. е. клеток нуцеллуса или покровов, но обычно они располагаются внутри зародышевого мешка.

2. Ложная полиэмбриония:

Иногда полиэмбриония возникает из-за наличия множественных зародышевых мешков внутри семязачатка.

Они могут возникать из:

(а) Производные одной и той же материнской клетки мегаспоры;

(b) Из двух или более материнских клеток мегаспор, или

(в) Из клеток нуцеллуса (т.е. апоспория).

Значение полиэмбрионии:

Это явление играет важную роль в селекции растений и садоводстве. Нуцеллярная адвентивная полиэмбриония имеет большое значение в садоводстве, где было доказано, что нуклеарные сеянцы цитрусовых являются лучшими клонами садового подвоя, чем черенки.

С другой стороны, предполагается, что нуцеллярные зародыши свободны от болезней, а нуцеллярные проростки омолаживают силу, которая обычно теряется после продолжительного черенкования. Адвентивная полиэмбриония очень полезна при размножении фруктовых деревьев, таких как цитрусовые и манго.