Меню

Что такое оплодотворение цветов



Оплодотворение цветка

Перед оплодотворением у цветковых растений должно произойти опыление, то есть перенос пыльцы с тычинки одного цветка на рыльце пестика другого. Опыление у растений может происходить ветром, водой, птицами и животными, однако, основными переносчиками пыльцы с цветка на цветок являются насекомые.

Благодаря эволюции, у растений выработались способы предотвращения самоопыления — наличие однополых цветков, разные сроки созревания пыльцы и рыльца пестика в обоеполых цветках, особенности строения цветка, например, расположение пыльников тычинок и рыльца пестика на разной высоте и т.д. Широко распространена также самонесовместимость, или стерильность цветка по отношению к своей пыльце, при которой самоопыление невозможно.

Еще один вариант опыления — искусственное опыление, при котором человек переносит пыльцу с одного цветка на другой. Оно проводится для выведения новых сортов растений, и , иногда для спасения редких и исчезающих видов.

Как же происходит оплодотворение цветка?

Пыльца — это мужской гаметофит. В пыльцевом зерне пыльника тычинки происходит формирование спермиев — мужских половых клеток. (гамет). Происходит это благодаря нескольким делениям материнской клетки — споры, с помощью мейоза и последующего митоза. В результате в пыльцевом зерне образуется три клетки — одна большая, вегетативная, и две маленькие, генеративные. Сверху пыльцевое зерно покрыто двойной оболочкой.

Яйцеклетка — женская гамета — развивается в зародышевом мешке семязачатка.

У покрытосеменных семязачатки находятся внутри завязи пестика, и тем самым защищены от неблагоприятных условий среды, в отличие от голосеменных, у которых семязачатки располагаются снаружи и непосредственно улавливают пыльцу. Семязачаток (семяпочка) — это видоизмененный спорангий. Перед опылением одна из его центральных клеток многократно делится — мейозом и несколькими митозами, в результате чего образуется одна большая клетка с восемью гаплоидными ядрами — это и есть зародышевый мешок — женский гаметофит. Вскоре ядра зародышевого мешка окружаются небольшим слоем цитоплазмы и отделяются друг от друга, образуя отдельные клетки. Одна из них, самая большая — яйцеклетка. Она располагается у полюса зародышевого мешка. Напротив нее находится клетка с двумя ядрами, которые сливаются в одно ядро ( так называемое центральное ядро). Остальные 5 клеток располагаются у разных полюсов зародышевого мешка — две — рядом с яйцеклеткой, и три — у противоположного полюса.После того, как пылинка попадает на рыльце пестика, в ней сразу образуются два спермия, а сама пылинка набухает и начинает врастать внутрь пестика образуя пыльцевую трубку. Спермии перемещаются в конец пыльцевой трубки. Пройдя через ткани рыльца и столбика пестика, пыльцевая трубка проникает в завязь, подходит к семязачатку и врастает в него. Далее пыльцевая трубка прорастает в зародышевый мешок, где один из спермиев соединяется (сливается) с яйцеклеткой, образуя зиготу. Из зиготы в последующем развивается зародыш растения. Другой спермий подходит к центральныму ядру и сливается с ним. При этом образуется трехядерная клетка, которая начинает быстро делиться, образуя эндосперм — питательную ткань семени.

Такой процесс слияния двух спермиев с двумя клетами — яйцеклеткой и центральным ядром получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение встречается только у цветковых растений, благодаря ему зародыш получает очень ценную питательную ткань.

Несмотря на то, что сам процесс слияния спермиев с яйцеклеткой и центральным ядром протекает быстро, 15-20 минут, прорастание пыльцевой трубки может длиться несколько месяцев.

Например, от момента опыления до самого оплодотворения, у дуба проходит 12-14 месяцев, у орешника — до 4 месяцев, у хлопчатника — до 30 часов. У большинства же растений этот процесс занимает 1-2 дня.

Если у вас не открываются игры или тренажёры, читайте здесь .

Источник

Оплодотворение у цветковых растений.

Мужские половые клетки — спермии — формируются в пылинках пыльцы, которые развиваются в пыльниках тычинок цветка. Обычно пыльца состоит из многих пылинок (пыльцевых зерен), соединенных в группы. В пылинках и формируются спермии — мужские половые клетки.

Женские половые клетки — яйцеклетки — образуются в семязачатках, находящихся в завязи пестика цветка (у цветковых растений бывают завязи с одним или несколькими семязачатками). Чтобы из всех семязачатков развились семена, нужно в каждый семязачаток к яйцеклеткам доставить спермии, так как каждая яйцеклетка оплодотворяется отдельным спермием.

Процессу оплодотворения у растений предшествует опыление. Как только пылинка попадает на рыльце пестика (с помощью ветра или насекомых), она начинает прорастать. Одна ее стенка вытягивается и образует пыльцевую трубку. Одновременно в пылинке образуются два спермия. Они передвигаются к кончику пыльцевой трубки. Продвигаясь сквозь ткани рыльца и столбика, пыльцевая трубка достигает завязи и проникает внутрь семязачатка.

К этому времени в семязачатке, в его срединной части, одна клетка делится и сильно удлиняется, образуя так называемый зародышевый мешок. В нем у одного конца находится яйцеклетка, а в центре — клетка с двумя ядрами, которые вскоре сливаются, образуя одно — центральное ядро. Проникнув в семязачаток, пыльцевая трубка прорастает в зародышевый мешок, и там один спермий сливается (соединяется) с яйцеклеткой, образуя зиготу, из которой развивается зародыш нового растения.

Другой спермий, попавший в зародышевый мешок, сливается с центральным ядром. Образовавшаяся при этом клетка очень быстро делится, и вскоре из нее образуется питательная ткань — эндосперм.

Слияние в зародышевом мешке спермиев — одного с яйцеклеткой, а другого с центральным ядром называется двойным оплодотворением.

Читайте также:  Как восстановить цвет ткани после случайного отбеливания

Процесс двойного оплодотворения — явление, свойственное только цветковым растениям. Благодаря двойному оплодотворению зародыш нового растения получает очень ценный эндосперм с питательными веществами.

Есть еще вот такая классификация:

13. Строение и функции цветка.

Цветок – орган семенного размножения покрытосемянных растений. Цветок состоит из цветоножки, цветоложа, околоцветника, андроцея и гинецея.

Фертильные части цветка (тычинка, пестик).

Стерильные части цветка (чашечка, венчик, околоцветник).

Цветок — это видоизмененный укороченный побег, приспособленный для размножения покрытосеменных (цветковых) растений.

Исключительная роль цветка связана с тем, что в нем совмещены все процессы бесполого и полового размножения, в то время как у низших и многих высших растений они разобщены. В обоеполом цветке осуществляются микро- и мегаспорогенез, микро- и мегагаметогенез, опыление, оплодотворение, образование семян и плодов. Особенности строения цветка позволяют осуществлять перечисленные функции с минимальными затратами пластических веществ и энергии.

Цветки отличаются большим разнообразием в деталях строения, окраске и размерах. Самые крошечные цветки у рясковых (диаметр около 1 мм), а самые крупные (диаметром от 60 см до 1 м и массой около 6 кг) — у тропического растения-паразита раффлезии Арнольди.

Центральные (главные) части цветка. В центре цветка у большинства растений находится один или несколько пестиков. Каждый пестик состоит из трех частей: завязи — расширенного основания; столбика — более или менее вытянутой средней части; рыльца — верхней части пестика. Внутри завязи расположены один или несколько семязачатков. Снаружи семязачаток окружен покровами, через которые проходит узкий канал — пыльцевход.

Вокруг пестика (или пестиков) расположены тычинки. Их число в цветке различно у цветковых растений: у редьки дикой — 6, у клевера — 10, у вишни — много (около 30). Тычинка состоит из двух пыльников и тычиночной нити. Внутри пыльника развивается пыльца. Отдельные пылинки обычно очень мелкие зернышки. Их называют пыльцевыми зернами. Наиболее крупные пыльцевые зерна достигают 0,5 мм в диаметре.

Околоцветник. У большинства цветков пестики и тычинки окружены околоцветником У вишни, гороха, лютика околоцветник состоит из венчика (совокупность лепестков) и чашечки (совокупность чашелистиков). Такой околоцветник называют двойным. У тюльпана, лилии, ландыша все листочки одинаковы. Такой околоцветник называют простым.

Цветки с двойным околоцветником

Цветки с простым околоцветником

Листочки околоцветника могут срастаться или оставаться свободными. У тюльпана и лилии околоцветник простой раздельнолистный, а у ландыша сростнолистный. У цветков с двойным околоцветником также могут срастаться и чашелистики и лепестки. Цветки примулы, например, имеют сростнолистную чашечку и сростнолепестный венчик. У лютика вишни цветки имеют раздельнолистную чашечку и раздельнолепестный венчик. У колокольчика чашечка раздельнолистная, а венчик сростнолепестный.

Цветки некоторых растений не имеют развитого околоцветника. Например, у цветков ивы он напоминает чешуйки.

Соцветия и цветки ивы

Формула цветка. Особенности строения цветка можно отметить сокращенно в виде формулы. При ее составлении используют следующие сокращения:

Ок — листочки простого околоцветника,

Ч — чашелистики, Л — лепестки, Т — тычинки, П — пестики.

Число частей цветка обозначается цифрами в виде индекса (Ч5 — это 5 чашелистиков), при большом числе частей цветка используют знак ∞ . В случае срастания частей между собой цифру, указывающую их число, заключают в скобки (Л(5) — венчик состоит из 5 сросшихся лепестков). Если одноименные части цветка расположены в несколько кругов, то между цифрами, указывающими на их число в каждом круге, ставят знак + (Т5+5 — 10 тычинок в цветке расположены по 5 в два круга). Например, формула цветка лилии — Ок3+3Т3+3П1, колокольчика — Ч5Л(5)Т5П1.

Цветоложе. Все части цветка (около цветник, тычинки, пестики) располагаются на цветоложе — разросшейся осевой части цветка. Большинство цветков имеют цветоножку. Она отходит от стебля и соединяет его с цветком. У некоторых растений (пшеница, клевер, подорожник) цветоножки не выражены. Такие цветки называют сидячими.

Цветки обоеполые и однополые. Обычно в одном цветке бывают и пестик (пестики) и тычинки. Такие цветки называют обоеполыми. У некоторых растений (ива, тополь, кукуруза) в цветке есть только пестик или тычинки. Такие цветки называют однополыми — тычиночными или пестичными (рис. 71).

Однодомные и двудомные растения. У березы, кукурузы, огурца однополые цветки (тычиночные и пестичные) располагаются на одном растении. Такие растения называют однодомными. У тополя, ивы, облепихи, крапивы двудомной на одних растениях находятся только тычиночные цветки, а на других — пестичные. Это двудомные растения.

| следующая лекция ==>
Передвижение по стеблю органических веществ | Жирорастворимые витамины

Дата добавления: 2017-02-20 ; просмотров: 24728 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Цветок

Цветок представляет собой укороченный видоизмененный побег покрытосеменных растений, специализированный для образования спор и гамет, а также для осуществления полового процесса, результатом которого является развитие плода с семенами.

Строение цветка

Приступим к классификации частей цветка. Цветок состоит из:

  • Стеблевой части, в которой выделяется:
    • Цветоножка — разветвление стебля, на котором расположен цветок
    • Цветоложе — расширенная верхняя часть цветоножки, от которой отходят чашелистики, лепестки, тычинки, пестики
  • Листовой части, которая подразделяется на:
    • Чашелистики — видоизмененные листья, составляющие чашечку листа
    • Лепестки — внутренние видоизмененные листья, составляющие венчик листа

    Отметим, что в ботанике есть такое понятие как околоцветник: так называют внешнюю часть цветка, окружающую репродуктивные органы. Обычно околоцветник состоит из внешнего кольца чашелистиков (чашечка) и внутреннего кольца лепестков (венчик).

  • Генеративной части, включающей в себя:
    • Тычинки — мужской половой орган цветка, состоящий из тычиночной нити и пыльника, в гнездах которого образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно содержит 2 гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную.
    • Пестик — основная расположенная в центре часть цветка, является женским половым органом.

    Состоит из завязи — нижней утолщенной части пестика, из которой в дальнейшем образуется плод, столбика — центральной части пестика между завязью и рыльцем, и самого рыльца — широкой верхней части пестика, на которую попадает пыльца.

    В завязи пестика формируются семязачатки, которые после опыления и оплодотворения образуют семена. Выделяют цветки с верхней завязью — картофель, горох, редька, гвоздика и с нижней завязью — у огурцов, колокольчиков, подсолнечника. Верхняя завязь свободная, ее легко выделить из цветка. Выделить нижнюю завязь, не повредив цветок, значительно труднее, так как она срастается с тычинками, листами околоцветника и даже с цветоложем (у огурца).

    Особо отметьте наличие в цветке нектарников (медовиков). Они привлекают насекомых-опылителей, выделяя нектар — сахаристый сок с характерным запахом. При попытке собрать нектар насекомые сотрясают генеративную часть цветка, рассыпая пыльцу на себя, на рыльце пестика (благодаря чему происходит опыление) и на другие части цветка. Сами насекомые служат опылителями, перенося на тельце и конечностях пыльцу с одних цветков на другие.

    Околоцветник

    Вместе чашелистики и лепестки составляют околоцветник. Околоцветник цветка бывает двойным и простым. Двойной околоцветник включает в себя чашечку и венчик, имеется у яблони, гороха, картофеля. Если околоцветник не разделен на чашечку и венчик, то его называют простым. Простой околоцветник состоит из листочков, характерен для лука, дуба, березы, тюльпана и ландыша. У некоторых растений околоцветник отсутствует, их цветки называются «голые» : у тополя, вербы.

    Чашечка

    Чашечка — наружная часть околоцветника, образованная чашелистиками. Строение чашечки у разных растений отличается. Выделяют:

    • Раздельнолистную чашечку — состоит из разделенных между собой чашелистиков: у дикой редьки, земляники
    • Сростнолистная чашечка — чашелистики сращены между собой: у гвоздики, гороха

    Венчик

    Венчик — внутренняя часть двойного околоцветника, образованная лепестками и обычно ярко окрашенная. Строение венчика может быть разным. Венчик может быть:

    • Свободнолепестный — лепестки венчика разделены между собой
    • Спайнолепестный — лепестки венчика срастаются друг с другом

    В дальнейшем по мере изучения семейств покрытосеменных мы изучим формулы цветков. Запомните сейчас, что в случае, если любые части цветка срастаются между собой, то в формуле цветка их число берется в скобки.

    Симметрия цветка

    Исходя из особенностей симметрии цветка их подразделяют на:

    • Правильные (актиноморфные), через которые можно провести множество плоскостей симметрии. Правильные цветки имеются у гвоздики, лилии, огурцов. В формуле такие цветки обозначаются знаком *
    • Неправильные (зигоморфные), такие цветки имеют только одну плоскость симметрии. Цветки такого типа есть у гороха, шалфея, львиного зева. В формуле такой цветок обозначается знаком ↑

    Однодомные и двудомные растения

    Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики в одном цветке. Однако есть растения, у которых тычинки и пестики расположены на разных цветках. У таких растений на цветке находятся либо тычинки (тычиночные цветки) — мужские цветки, либо пестики (пестичные) — женские цветки. В зависимости от расположения мужских и женских цветков эти растения делятся на:

    • Однодомные — у них и мужские, и женские цветки расположены на одном и том же растении: у кукурузы, березы, тыквы.
    • Двудомные — имеют и женские, и мужские цветки, расположенные на разных растениях: у тополя, конопли, вербы.

    Поделюсь своей собственной ассоциацией, чтобы вы успешно запомнили эти понятия. Вообразите, что в гости к зажиточным хозяевам приехало большое количество гостей. Богатые хозяева построили на участке два дома, и у них есть возможность разделить всех гостей, так что мужчины отделяются от женщин и идут в разные дома («двудомные растения»). В случае если хозяева оказались менее богаты, то у них только один дом, так что гостям и мужского, и женского пола придется искать место для ночевки в одном доме («однодомные растения»).

    Семязачаток

    Также называется семяпочкой. Представляет собой образующийся в завязи многоклеточный орган, из которого развивается семя. Ткани завязи образуют выступ (вырост), называющийся плацента, которым семязачаток крепится внутри завязи. С помощью семяножки семязачаток сообщается с плацентой.

    В семязачатке происходит процесс мегаспорогенеза, на которых мы остановимся подробнее:

      Мегаспорогенез

    Процесс локализуется в нуцеллусе, называющимся мегаспорангием. Материнская клетка (2n) начинает делиться мейозом, и, что предсказуемо, получается четыре клетки — четыре гаплоидные мегаспоры (n). Из них три отмирают, выживает только одна, приближенная к халазе — ткани, где соединяются интегумент и нуцеллус.

    Запомните, что из мегаспоры развивается женский гаметофит — зародышевый мешок. Гаметофит у растений это гаплоидная многоклеточная фаза в цикле развития, которая чередуется со спорофитом — диплоидной фазой.

    Ядро мегаспоры трижды делится эндомитозом (удвоение числа хромосом внутри ядерной оболочки, без разрушения ядрышка и без образования нитей веретена деления). В результате образуется 8 ядер, по 4 ядра у каждого полюса зародышевого мешка. На этой восьмиядерной стадии деление ядра женского гаметофита окончено.

    От каждого из двух полюсов в центр зародышевого мешка направляется по одному ядру, так называемые — полярные ядра. Таким образом, у полюсов зародышевого мешка их остается по три. Две клетки в центре сливаются и образуют центральную клетку, диплоидного (2n) набора хромосом. На микропилярном полюсе зародышевого мешка одна наиболее крупная клетка превращается в яйцеклетку, а две других становятся вспомогательными клетками — синергидами, короткоживущими клетками. Вместе яйцеклетка и синергиды образуют яйцевой аппарат.

    Локализуется в микроспорангиях — гнездах пыльника. Диплоидная материнская клетка делится мейозом, в результате образуется четыре микроспоры с гаплоидным набором хромосом. Каждая из микроспор делится митозом, в результате получаются две клетки: крупная вегетативная и более мелкая генеративная — эти две клетки и составляют пыльцевое зерно (пыльцу). Пыльцевое зерно состоит из двух оболочек — интины (внутренней) и экзины (наружной).

    Важно отметить, что в пыльцевом зерне к моменту оплодотворения или после него развиваются мужские половые клетки — спермии (или сперматозоиды), необходимые для процесса оплодотворения. Запомните, мужской гаметофит семенного растения — пыльцевое зерно.

    Опыление

    Опыление — процесс переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика (у цветковых растений) или на семязачаток (у голосеменных). В изучении любой темы важным аспектом является классификация. Выделяют два типа опыления:

      Самоопыление

    Самоопыление это опыление в пределах одной и той же особи, возможны : гейтоногамия (от греч. géitōn сосед и gámos брак), или автогамия, в пределах одного цветка ( от др.-греч. αὐτός — «сам» и γάμος — «брак»). Самоопыление помогает выживать растениям в неблагоприятных условиях окружающей среды, на отдаленных от суши островах, в тундре — когда затруднено или невозможно перекрестное опыление.

    Перенос пыльцы из пыльника цветка одного растения на рыльце пестика другого растения. Отметим искусственное опыление, которое сознательно осуществляет человек для повышения урожайности или выведения новых сортов. Осуществляется с помощью воды, ветра и животных. Здесь необходимо ввести новые термины:

      Ветроопыляемые растения

    Такие растения имеют следующие характерные черты: у них мелкие цветки, невзрачный околоцветник, цветки лишены нектарников (то есть запах у цветов отсутствует). Ветроопыляемые растения обычно растут большими скоплениями (заросли тростника, березовые рощи), зацветают до появления листьев. Тычинки располагаются у них на длинных, свисающих нитях. Пыльцы очень много, она мелкая, сухая.

    Пыльцевые зерна благодаря наличию воздушных мешков могут перемещаться на большие расстояния, достигающие десятков километров: 30-35 км у березы, у ольхи до 400 км.

    Эти растения отличают крупные цветки, мелкие — собраны в соцветия. Имеют нектарники и характерный запах (аромат), особенно важный для привлечения насекомых. Пыльцы мало, она крупная, тяжелая, клейкая. Ее внешний слой (экзина) часто покрыт различными приспособлениями, которые помогают зацепится за насекомых: бугорки, шипы, гребешки.

    Теперь вы точно знаете, почему именно насекомооплыяемые растения стоит дарить прекрасным девушкам, а не ветроопыляемые (на первом свидании точно лучше подстраховаться насекомооплыяемыми, хотя если вы хотите удивить — вперед в березовую рощу 😉

    Оплодотворение

    Оплодотворение — слияние спермия, сперматозоида (мужской половой клетки) с яйцом, яйцеклеткой (женской половой клеткой), приводящее к образованию зиготы. Тем или иным способом пыльца (пыльцевое зерно) оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка начинает прорастать в ткани пестика, растворяя их, формирует пыльцевую трубку. Из генеративной клетки образуются два спермия.

    Пыльцевая трубка прорастает до зародышевого мешка, благодаря чему спермии достигают яйцеклетки. Далее у цветковых растений происходит уникальное явление, открытое С.Г. Навашиным — двойное оплодотворение. Как вы помните, из генеративной клетки образовалось два спермия. Суть двойного оплодотворения заключается в том, что один из спермиев сливается с яйцеклеткой (оплодотворяет ее) с образованием зиготы (диплоидна), из которой развивается зародыш. Второй спермий сливается с центральной клеткой (эта клетка к моменту слияния уже диплоидна) с образованием эндосперма (триплоиден) — запасного питательного вещества.

    После оплодотворения с течением времени из семязачатков образуются семена. Из интегумента семязачатка (от лат. integumentum — покрывало, покров) образуется семенная кожура. Околоплодник формируется из стенок завязи пестика.

    Соцветия

    Цветки, особенно у насекомооплыемых растений, редко расположены по одиночке. Чаще всего цветки образуют скопления — соцветия. Соцветие — часть годичного побега растения, несущая цветки и видоизмененные прицветные листья, в пазухах которых и располагаются цветки или соцветия.

    Этот раздел мы также изучим с помощью классификации. Соцветия подразделяются на:

      Простые

    Простыми называют соцветия с одной осью — главной, на которой расположены цветки. К простым соцветиям относятся:

      Кисть — цветки поочередно крепятся к неразветвленной удлиненной главной оси. Имеется у ландыша, черемухи.

    Сложными называют соцветия, у которых на главной оси расположены не цветки, а частные (парциальные) соцветия.

      Метелка — по-другому называется — сложная кисть. Главная ось ветвится, от нее отходят оси боковые, на которых расположены цветки — у сирени, или колоски: у овса, риса, просо.

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021

    Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

    Источник