Как се извършва опрашването и оплождането при цъфтящите растения? Процес на оплождане Какво се развива от оплодена растителна клетка

Механизмът на оплождането е открит от цитолога и ембриолога S.G. Навашин (1898).

Образуване на мъжки и женски гаметофити.

При висшите семенни растения се отбелязва само един вид полов процес - оогамия. Освен това, в резултат на комбинация от безполово размножаване и сексуално размножаване, те образуват специални рудименти - семена, с помощта на които растенията се разпространяват.

При покритосеменните растения репродуктивният орган е цвете.

Мъжкият гаметофит е цветен прашец.Тичинката се състои от нишка и прашник.

Всеки прашник е образуван от две половини, в които се развиват две поленови камери (гнезда). - микроспорангии. В гнездата на младия прашник има специални диплоидни клетки - микроспороцити, или майчини клетки на микроспори. Всеки Микроспороцитът претърпява мейоза и образува четири микроспори. Тук, вътре в поленовото гнездо, микроспората се увеличава по размер, ядрото му се дели митотично, и се образуват вегетативно ядро ​​и генеративна клетка. Клетката се дели чрез митоза и се образуват 2 сперматозоида. На повърхността на бившия микроспорияобразува се здрава целулозна обвивка с няколко кръгли порипрез които в крайна сметка израстват цветен прашец. В резултат на тези процеси всяка микроспора се превръща в прашец зърно (прашец) - мъжки гаметофит на цъфтящи растения.

При едносемеделнив поленовото зърно, разположено в прашника, генеративната клетка се дели митотично с последващо образуване на две неподвижни мъжки гамети - сперматозоиди.

При двусемеделнитеОбразуването на сперма става по-късно, когато прашецът кацне върху близалцето. По този начин се състои зряло поленово зърно от две(вегетативни и генеративни) или от три (вегетативни и две семенни) клетки.

Образуване на женски гаметофит (ембрионален сак)възниква в яйцеклетката (яйцеклетката), разположена вътре в яйчника на плодника. Яйцеклетката е модифициран мегаспорангий (нуцелус), защитен от обвивки (интегументи). Обвивката на върха не се сраства и образува тесен канал - поленов проход

(микропил). В нуцелуса, близо до поленовия вход, започва да се развива диплоидна клетка - макроспороцит. Той споделя мейотично,даване четири хаплоидни макро- или мегаспори, обикновено подредени линейно.Три мегаспори скоро се унищожават, а четвъртата, най-отдалечената от поленовия вход, се развива в ембрионален сак.

Ембрионалната торбичка расте и нейното ядро ​​се дели митотично три пъти, което води до образуването на осем дъщерни ядра. Те са разположени в две групи по четири – близо до поленовия вход на зародишния сак и на противоположния полюс. След това се отдалечава от всеки полюс, но едно ядро ​​в центъра на ембрионалния сак. Това са така наречените полярни ядра. Впоследствие те могат да се слеят, превръщайки се в едно централно или вторично диплоидно ядро ​​(или тяхното сливане става по-късно, по време на оплождането). Останалите шест ядра, по три на всеки полюс, са разделени от тънки клетъчни стени. В този случай на полюса на поленовия вход се образува яйчен апарат, състоящ се от яйце и две синергични клетки. На противоположния полюс се появяват така наречените антиподни клетки, които за известно време участват в доставката на хранителни вещества до клетките на ембрионалния сак и след това изчезват. Тази осемядрена седемклетъчна структура - ембрионалната торбичка - е зрял женски гаметофит, готов за оплождане. Образуването на цветен прашец и ембрионалната торбичка при повечето растения завършва едновременно.

Оплождане.

Попаднало върху близалцето на плодника, поленовото зърно започва да покълва. от вегетативен клетките развиват дълга поленова тръба, която расте през тъканите на стила до яйчника и по-нататък - към яйцеклетката.От родовата В този момент се образуват две клетки сперма,които се спускат в поленовата тръба. Растеж на полени тръбите стимулират ауксини,произвежда се от плодниците и се изпраща в яйчника в резултат на хемотропизъм. Поленовата тръба навлиза в яйцеклетката през поленовия канал, сърцевината му се разрушава и върхът на тръбата се счупва в контакт с мембраната на ембрионалния сак, освобождаване на мъжки гамети. Сперматозоидите навлизат в ембрионалния сак в синергията или цепнатината между яйцето и централното ядро. Скоро след като поленовата тръба навлезе в ембрионалния сак, синергидите и антиподите умират.

След това един от сперматозоидите опложда яйцеклетката. Като резултат, диплоидна зигота, от които се развива зародишът на нов растителен организъм. Вторият сперматозоид се слива с двете полярни ядра (или с централното диплоидно ядро), образувайки триплоиденклетка, от която впоследствие възниква хранителна тъкан - ендосперм. Неговите клетки съдържат запас от хранителни вещества, необходими за развитието на растителния зародиш.

>>Оплождане при цъфтящи растения

Получавайки всичко необходимо за живота от външната среда, цъфтящите растения растат, цъфтят и образуват плодове със семена. За да завържат плодовете и да се развият семената, трябва да има опрашване, а след него - торене.

Оплождането е сливането на две полови клетки - гамети. В цъфтящите растения мъжките гамети - спермата - са много малки. Женските гамети - яйцеклетките - са много по-големи от спермата.

По време на опрашването прашинки или поленови зърна падат върху близалцата. Външно поленовите зърна са различни растениямного разнообразни, в много растения те имат формата на малки топки. Всяко поленово зърно е покрито с обвивка, чиято повърхност рядко е гладка; по-често е неравен и покрит с шипове, брадавици и мрежести израстъци 9 3 . Това помага на поленовите зърна да полепнат по тялото насекоми опрашители върху стигмата.

На повърхността на близалцето се отделя лепкава течност, съдържаща прашец. Тук прашинка прераства в дълга, много тънка цветен прашец. Поленовата тръба първо расте между клетките на стигмата, след това стилът и накрая расте в кухината на яйчника.

Кухината на яйчника съдържа яйцеклетки (яйцеклетки). Броят на яйцеклетките в яйчниците на различните растения варира. U пшеница, ечемик, ръж, череша, яйчникът съдържа само една яйцеклетка, V памук - няколко десетки, а при мака броят им достига няколко хиляди.

С нарастването на поленовата тръба по нея се движат две поленови зърна клеткиимащи големи ядки. Това е спермин. Те винаги са разположени близо до нарастващия връх на поленовата тръба 94 .

Яйцеклетките се развиват от вътрешната страна на стените на яйчника и като всички части на растението се състоят от клетки. Всяка яйцеклетка е покрита с обвивка, която е на върха на яйцеклетката.

В тази тъкан, състояща се от малки клетки с тънки мембрани, се развива група от относително големи клетки. Сред тях, по-близо до поленовия вход, има яйцеклетка. Върхът на поленовата тръба прераства в яйцеклетката. Яйцето се слива с един от сперматозоидите. Настъпва оплождане.

Вторият сперматозоид се слива с най-голямата от групата яйцеклетки. Така при цъфтящите растения по време на оплождането се случват две сливания: първият сперматозоид се слива с яйцеклетката, вторият с голямата централна клетка. Този процес е открит през 1898 г. от руския ботаник академик С. Г. Навашин и го нарича двойно оплождане.

1. Какво е опрашване?
2. Какво се нарича оплождане?
3. Къде се намират яйцеклетките?
4. Колко яйцеклетки има в яйчниците на различните растения?
5. Къде се намира яйцето?
6. Как става оплождането при цъфтящите растения?

Корчагина В. А., Биология: Растения, бактерии, гъби, лишеи: Учебник. за 6 клас. ср. училище - 24-то изд. - М.: Образование, 2003. - 256 с.: ил.

Календарно и тематично планиране по биология, видеопо биология онлайн, Биология в училище изтегляне

Съдържание на урока бележки към уроцитеподдържаща рамка презентация урок методи ускорение интерактивни технологии Практикувайте задачи и упражнения самопроверка работилници, обучения, казуси, куестове домашна работа въпроси за дискусия риторични въпроси от ученици Илюстрации аудио, видео клипове и мултимедияснимки, картинки, графики, таблици, диаграми, хумор, анекдоти, вицове, комикси, притчи, поговорки, кръстословици, цитати Добавки резюметастатии трикове за любознателните ясли учебници основен и допълнителен речник на термините други Подобряване на учебниците и уроцитекоригиране на грешки в учебникаактуализиране на фрагмент в учебник, елементи на иновация в урока, замяна на остарели знания с нови Само за учители перфектни уроцикалендарен план за годината методически препоръки програма за дискусии Интегрирани уроци

Оплождане– процес на сливане на две полови клетки (мъжки и женски). В резултат на оплождането се образува зиготакоето поражда нов организъм. Поленовото зърно, попаднало върху близалцето на плодника, покълва и с помощта на поленова тръбичка достига до яйчника и семенния зародиш. В този случай мембраната на ембрионалния сак се разтваря при контакт с върха на поленовата тръба, която също се разкъсва и две сперма. Един сперматозоид се слива с яйцеклетката и се образува диплоидна зигота, от който след това се развива семенният ембрион. Другото, сливайки се с вторичното ядро ​​на централната клетка, се образува триплоидна клетка, от което се развива семенен ендосперм(за разлика от ендосперма на голосеменните, той се нарича вторичен). Така нареченият двойно торене. Именно това оплождане е характерна особеност на покритосеменните. Открит от професор С.Г. Навашин през 1898 г. При голосеменните само едно яйце се опложда и ендосперма има хаплоиден набор от хромозоми.

СЕМЕНА

семенасе образува от семенния зародиш в резултат на процеса на двойно оплождане. Състои се от ембрион и резервни хранителни вещества, защитени от обвивката на семето. Зародишсе развива от зигота и е продукт на половия процес. По форма може да бъде права, огъната, спираловидна, подковообразна. По принцип ембрионът се състои от образователни тъкани. Той прави разлика между зародишно коренче и стъбло, към което са прикрепени. котиледони- първи ембрионални листа. Върхът на стъблото завършва с пъпка. Резервни хранителни веществасе отлагат в различни части на семето, например при зърнените култури - в ендосперма, при бобовите растения - в котиледоните. Тестасе формира от обвивките (част от яйцеклетката в семенните растения, заобикаляща нуцелуса (централната част на яйцеклетката)) на семенния зародиш и може да бъде едно-, дву- или многопластова. Основната функция на семенната обвивка е да предпазва ембриона от увреждане, проникване на микроорганизми, прекомерно изсушаване и преждевременно покълване. Вижда се от външната страна на семето подгъв(мястото, където семето се отделя от семенната дръжка) и семенен вход(микропиларен отвор).

Семената на цъфтящите растения се различават по форма, характер на повърхността, цвят и размер.

Структурата на семената на едно- и двусемеделните растения не е еднаква. Основната разлика е наличието на два котиледона в ембриона на двусемеделните растения и един при едносемеделните растения.

Част от семето	Пшеницата е едносемеделна	Фасулът е двусемеделно растение
Зародиш	Състои се от корен, дръжка, пъпка и един котиледон (щит), който прилепва плътно към ендосперма и прилича на тънка пластинка. През скутелума хранителните вещества от ендосперма проникват в ембриона	Състои се от корен, стъбло, пъпка и две големи месести котиледони, които съдържат значителен запас от хранителни вещества
Ендосперм	Заема по-голямата част от зърното. Клетките му съдържат резервни хранителни вещества, главно нишесте.	Липсва, той се изразходва напълно по време на формирането на ембриона
Покрийте	Отвън семето е покрито със семенна обвивка, която се слива с перикарпа.	Външната страна на семето е покрита със семенна обвивка

Химичен състав на семената:

Вода – 12-14% от масата на сухото вещество; по време на процеса на узряване на семената съдържанието на вода постепенно намалява;

Органични вещества – 82-84%; протеини, мазнини, въглехидрати (въглехидратите преобладават в зърнените семена, бобовите растения имат повече протеини, а слънчогледовите, ленените или маковите семена се характеризират с високо съдържание на масло);

Минерали - 1,5-5,5%;

Химическият състав на семената зависи от условията на околната среда: плодородието на почвата, влагата, количеството топлина.

ПЛОДА

Плодът има перикарп, който може да съдържа едно или повече семена. Предпазва семената от механични повреди, изсъхване, високи и ниски температури. След узряване на плода при повечето растения перикарпът се отваря и семената се разпръскват. Въз основа на този признак се прави разлика между разпадащи се и неразпадащи се плодове.

Перикарпът се състои от три слоя. Външен слой - екзокарп, се образува от епидермиса на яйчника. Повърхността му често е покрита с кутикула и косми от различен тип. Вътрешният слой на перикарпа е ендокарппри костилковите (слива, праскова, череша и др.) се превръща в масивно дебелостенно образувание (костилка). Среден слой – мезокарп– често расте, става месеста и сочна и се образуват сочни плодове, чиято каша съдържа много разтворими захари (слива, грозде) или масло (зехтин). И трите слоя понякога се наричат ​​заедно перикарп. При сухите плодове слоевете на перикарпа обикновено се срастват в едно цяло.

Характерна особеност на носещите хлорофил клетки на екзокарпа на сочните плодове е постепенната трансформация на един вид пластид в друг, което може да се наблюдава например при домати, офика и плодовете на други растения, когато за първи път се обърнат от зелено до белезникаво (хлоропластите се превръщат в левкопласти) и стават оранжеви, когато узреят или червени (образуват се хромопласти). При други растения цветът на плодовете се променя поради синтеза на други пигменти (антоцианини, флавоноиди).

Разнообразие от плодове: сочни и сухи плодове, прости и смесени плодове, съплодия.

Според съдържанието на вода в перикарпа плодовете се различават сухи и сочни, а според броя на семената в тях - едносеменни и многосеменни. Освен това плодовете се различават по своя произход. просто е плод, който се развива от цвят с един плодник. Сглобяеми (комплексни) плодът се образува от цвят с няколко плодника. Безплодие образувани от съцветие.

Многосеменни сухи плодове (боб, шушулка, шушулка, капсула) отворени, когато узреят - падащо меню, което осигурява по-добро разпръскване на семената.

Боб (боб, грах, вълчи плодове) - едноместен плод, отварящ се отгоре към основата с две кори по два шева. Семената в него са прикрепени към люспи близо до вентралния шев.

Под (зеле, хрян) и шушулка (овчарска торбичка) - плод двуместен, отваря се от основата към върха с две корички, между които има ципеста преграда със семена. Къса шушулка, чиято дължина не е по-голяма от ширината или леко я надвишава, се нарича шушулка.

Кутия - плод, който прилича на кутия, която се затваря с капак (бана), дупки (мак), зъби (карамфил), клапи (датура). Кутията може да бъде едно- или многокухна. При някои видове какао капсулите изобщо не се отварят, семената се освобождават от тях, когато перикарпът изгние. Такива неотварящи се кутии се наричат сухи горски плодове.

Неразкриващите се плодове включват гайка или гайка с твърд дървесен перикарп (лешник), ахена – с кожест перикарп (сложноцветни), зърно – с кожест перикарп, който е плътно слят със семето (житни). Наричат ​​се ахени и ядки с перикарп под формата на разширен ципест придатък риба лъв (бряст, ясен, габър, бреза). Жълъд (дъб) има твърд, дървесен перикарп, който е слят със семето и покрит с плюс, който идва от стерилните цветове на съцветието.

Сочни плодове – зрънце, костилка, ябълка, тиква, портокал. Бери - Това е сочен перикарп, чиято външна част при някои растения може да бъде кожеста или дори твърда. Има от едно семе в горски плодове (грозде, касис, боровинки, боровинки) до няколко. костилка е едносеменен, сочен, неразкриващ се плод с твърд ендокарп (трън, череша, череша, кайсия). При някои видове (бадеми) мезокарпът е сух и кожест. Такива костилки се наричат суха . Ябълка - плод, в който мезокарпът се образува от тъканите на уголемения съд, а семето е заобиколено от хрущялен ендокарп (ябълка, круша, офика). тиква - плод, чийто външен слой на перикарпа е твърд, а семената са в сочна трохичка (пъпеш, тиква, диня). Лимонът, портокалът, грейпфрутът имат плод, наречен оранжево , или хесперидий , и се образува поради сливането на няколко плодника. Външният непрекъснат слой на перикарпа е удебелен. Съдържа жлезисти образувания, които произвеждат етерични масла. Средният слой на перикарпа е бял, влакнест, вътрешният слой е отделен, сочен, месест.

ДА СЕ сглобяеми плодове принадлежи сглобяеми ахени , характерни за ягодите. Сочното, обрасло изпъкнало вместилище съдържа множество малки ахени. Сглобяемите плодове също са хипантий , или сглобяема гайка , – вътре в сочния обрасъл чашовиден съд има много сушени плодове и ядки (шипки). Сглобяема костилка малините и къпините имат сочни костилкови плодове върху бяло сухо обрасло изпъкнало конусно гнездо. Малоценност - това е колекция от плодове от едно съцветие, които са слети със сочни (черница, ананас) или сухи (цвекло) перикарпи.

Разпространение на плодове и семена

Разпределението на плодовете и семената е една от важните адаптивни характеристики на растенията, придобита в процеса на тяхното еволюционно развитие.

Анемохория (чрез въздушни течения) е един от най-разпространените методи за разпръскване на растения. Адаптации в растенията: незначителна маса на плодове и семена от орхидеи), наличие на косми върху тях (топола, глухарче), крилати израстъци (ясен, бреза, клен), жизнена форма „тумбол“.

Хидрохория (вода) - във водни, крайбрежни и блатни растения (върх на стрела, някои палми, острица), плодовете и семената се транспортират от морски течения, реки, потоци и дъждовни потоци. Адаптации: не намокряне на семето с вода, наличие на подути израстъци, пълни с въздух.

Зоохория (животни) - орнитохори (птици), саурохории (влечуги), ихтиохории (риби), ентомохории (насекоми) и мирмекохории (мравки). Адаптации: лепкави плодове и семена (в имел, лилии), наличие на щипки под формата на шипове или куки (в репей, диви моркови), сочност, ярко оцветяване на плодове (в череши, офика), хранителни придатъци, които привличат мравки (в жълтурчета, теменужки).

Антропохорията (от хората) - играе една от водещите роли в разпространението на растенията на планетата (селскостопанска дейност).

Автохория (самостоятелно). Адаптации: напукване на плодове (в лупина, Китай), "изстрелване" на лигавица със семена (в "луда" краставица), наличие на дълги бодливи придатъци, благодарение на които плодовете изглеждат завинтени в земята (в перушина).

Покълване на семена

Покълването е преходът на семето от латентно състояние към вегетативен растеж на ембриона и образуването на разсад от него. Семената на някои растения покълват веднага или малко след узряването. При много дървесни видове и горски тревисти растения има дълъг период на дълбок покой и пониква само година, две или повече след окапването. Периодът на покой на семето е много важен за оцеляването на растенията, тъй като... е механизъм, който осигурява покълването само при условия, благоприятни за по-нататъшното развитие на растението. Например в много растения от умерения пояс покълването се стимулира от ниските зимни температури. Някои растения бързо губят кълняемостта си (върби и тополи), докато други я запазват няколко години (зеленчуци, зърнени култури); семената на много плевели запазват кълняемостта си много дълго време.

За покълването на семената е необходима оптимална комбинация от температура, влажност и свободен достъп на кислород. Повечето растения покълват на тъмно, на светло.

Оптимална температура– всеки вид растение има свой температурен оптимум, при който семето покълва.

Влажност– процесът на покълване започва с абсорбиране на голямо количество вода от семето. Водата прониква през поленовия проход и обвивката на семето и кара семето да набъбне. Едновременно с абсорбцията на вода се учестява дишането и се активират ензими, под въздействието на които започва преминаването на хранителните вещества в разтворимо състояние. Те се използват за растежа на ембриона.

Свободен достъп на въздух– необходими за осигуряване на процеса на интензивно дишане на навлажнени семена.

По време на покълването първо се появява ембрионалния корен, който закотвя растението в почвата и започва самостоятелно да абсорбира вода и минерали, разтворени в него, необходими за по-нататъшното развитие на ембриона (хетеротрофен тип хранене). Поради повишения растеж и деленето на клетките, ембрионът се превръща в разсад. Той се развива известно време, абсорбирайки хранителни вещества от ендосперма или котиледоните, след което преминава към независимо хранене (автотрофен тип хранене). Ако по време на покълването семеделните листа се изнасят на повърхността, това е надземен тип покълване (при фасул, тиква, клен), а ако останат в почвата - подземен (при грах, дъб, пшеница).

Растеж и развитие на растенията

Процесите на растеж и развитие отразяват наследствените характеристики и цялата съвкупност от процеси на взаимодействие на растителния организъм с факторите на околната среда. Те са взаимосвързани и се обуславят взаимно. Растежът на висшето многоклетъчно растение се състои от процесите на делене на клетките, техния растеж и диференциация и образуването на нови органи и тъкани. При много млади растения всички клетки са способни да растат. По-късно растежните процеси се локализират в определени части на тялото на растението и главно във върховете на стъблата и корените - апикален (апикален) тип растеж, а в органи, които растат на дебелина - също в цилиндрична зона (камбий). В допълнение към апикалния, някои растения, например зърнени култури, имат интеркаларен (интеркаларен) тип растеж. Над всеки възел има зони от този тип растеж - мястото, където са прикрепени листата. Стъблата и корените на много растения са способни да растат неограничено. Растежът на листата винаги е ограничен: първо растат всички клетки, а след това само основите (базален тип растеж). Растежът на различни части от цвета и модифицираните листа също е ограничен.

Биологичното значение на цвета, семената, плода и ролята им в живота на човека

С помощта на цветята се извършва сексуалното размножаване на растенията и това е основното им биологично значение. Цветята се използват в медицината, хранително-вкусовата промишленост и парфюмерията. От розови листенца и цветове от лавандула например се правят етерични масла с характерни бактерицидни свойства. Етеричните масла от много растения се използват в парфюмерията за производството на различни ароматни продукти. От розовите листенца се прави сладко и се добавят към чая. Сухите пъпки на карамфиловото дърво се използват като подправки. Венчелистчетата на Calendula officinalis имат заздравяващи рани, холеретични, бактерицидни и противовъзпалителни свойства. Хранителните багрила се правят от тях, както и от близалцата на шафран и шафран. Пъпките на някои видове банани се използват като зеленчуци. Цветята произвеждат нектар, от който пчелите правят мед. Прашецът на растенията се използва и в медицината. Витамин Р (рутин) се получава от софора японска.

Цветята имат естетическа стойност, украсяват домове и офиси. Изображенията на някои цветя се използват в хералдиката.

Плодовете в живота на растенията защитават семената и осигуряват тяхното разпространение.

Плодовете и семената се използват широко от хора в различни индустрии. Те са основни храни (хляб, зърнени храни, зеленчуци, плодове и горски плодове), широко използвани в медицината (семена от конски кестен, ленено семе, плодове от пъпеш, плодове от офика, боровинки, малини, дурман), за производство на бижута (гердани), предмети дрехи (копчета), съдове, играчки.

1. пестик ( звук- яйчник, ул- колона, rc- стигма, plc- плацента, SMC- яйцеклетка); 2. тичинка ( тн- нишка Св.- офицер за връзка, PLN- прашник, настолен компютър- прашец, НК- нектарник, STM- стаминод); 3. Корола; 4. венчелистче ( plll- плоча с венчелистчета, англ- венчелистче нокът, ч- чашка); 5. Подчаши; 6. съд; 7. възли; 8. междувъзлия; 9. дръжка ( prts- прицветник, prcp- прицветник)

Видове съцветия

1. четка; 2. щит; 3. метлица; 4. Обикновено ухо; 5. Сложно ухо; 6. кочан; 7. Прост чадър; 8. Сложен чадър; 9. Глава; 10. кошница; 11. чатала; 12. извивка; 13. Къдрица

Оплождането е процес на сливане на две клетки, което води до образуването на нова клетка, давайки началото на друг организъм от същия род или вид. Какво е това в цъфтящите растения и как се случва, прочетете в тази статия.

Същността на оплождането

Възниква в резултат на сливането на две клетки, женска и мъжка, и образуването на диплоидна зигота. Всяка двойка хромозоми съдържа една бащина и една майчина клетка. Същността на процеса на оплождане е възстановяване и комбиниране на наследствения материал на родителите. Потомството им ще бъде по-жизнеспособно, тъй като ще комбинира най-полезните качества от баща си и майка си.

Торене - какво е това?

Това е процес на предизвикване на развитие на яйцеклетката в резултат на обединяването на ядрата. Торене - какво е това? Това е необратим процес, който възниква в резултат на сливането на разнополовите гамети и обединяването на техните ядра. не се подлага на тази процедура втори път.

Но има растения, които възпроизвеждат ново поколение само с помощта на женската гамета без оплождане. Този тип размножаване се нарича девствено размножаване. Трябва да се отбележи, че тези два метода на възпроизвеждане могат да се редуват в един растителен вид.

Двукратно торене на цъфтящи растения

И двата произхода се наричат ​​гамети. Освен това женските клетки са яйцеклетките, а мъжките клетки са сперматозоидите, които са неподвижни в семенните растения и подвижни в споровите растения. Торене - какво е това? Това е появата на специална клетка - зигота, съдържаща наследствените характеристики на спермата и яйцето.

Те имат сложно оплождане, което се нарича двойно, тъй като освен яйцеклетката се опложда още една специална клетка. Образуването на сперматозоидите става в поленовите зърна, а узряването им става в тичинките, по-точно в техните прашници. Мястото на образуване на яйцата са яйцеклетките, разположени в яйчника на плодника. Когато яйцето се оплоди от сперма, семената започват да се развиват от яйцеклетката.

За да се осъществи оплождането при цъфтящите растения, растението трябва първо да бъде опрашено, тоест зърната прашец трябва да попаднат върху близалцето на плодника. Веднъж попаднали върху стигмата, те започват да растат вътре в яйчника, което води до образуването на поленова тръба. В същото време в частицата прах се образуват две сперматозоиди. Те не стоят неподвижни, а започват да се движат към поленовата тръба, която прониква в яйцеклетката. Тук в резултат на деленето и удължаването на една клетка се образува ембрионалната торбичка.

Необходим е за поместване на яйцеклетка и друга клетка, в която е концентриран двоен набор от наследствена информация. След това поленовата тръба прораства в ембрионалната торбичка и единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, в резултат на което се образува зигота, а другият със специална клетка. Развитието на ембриона възниква от зиготата. Второто сливане образува хранителната тъкан или ендосперма, необходима за подхранване на ембриона по време на растеж.

Какво е необходимо на всеки растителен вид, за да съществува?

• На първо място е необходимо да се възстанови диплоидният набор от хромозоми и в него тяхното сдвояване.
• Осигурете материална приемственост между последователните поколения.
• Комбинирайте наследствените свойства на двама родители в един вид или род.

Всичко това се прави на генетично ниво. За да се осъществи оплождането, съзряването на майчините и бащините гамети трябва да настъпи едновременно.

Оплождане при покритосеменни растения

Този процес е характеризиран за първи път от немския учен Страсбургер през втората половина на деветнадесети век. Оплождането на покритосеменните растения възниква в резултат на сливането на две ядра от различни гамети: с мъжки и женски принцип. Тяхната цитоплазма не участва в оплождането. Самото оплождане се случва, когато спермата се слее с ядрото на яйцеклетката.

Мястото на производство на сперма е поленовото зърно или поленовата тръба. Зърното започва да покълва, след като удари стигмата. Времето, в което започва този процес, е различно за всяко растение, както и времето на торене. Например поленовите зърна на цвеклото поникват за два часа, а поленовите зърна на царевицата поникват моментално. Първият признак за поникване на зърното е увеличаването му на обем. Обикновено едно поленово зърно образува една тръба. Но някои растения не се подчиняват на това правило и образуват няколко тръби, от които само една достига своето развитие.

Поленовата тръба със спермата, движеща се по нея, расте и в крайна сметка се разкъсва. Цялото му съдържание попада в ембрионалния сак. Един от сперматозоидите, който прониква тук, прониква в яйцеклетката и се слива с нейното хаплоидно ядро. Торене - какво е това? Това е сливането на две ядра: сперма и яйцеклетка. Оплодената яйцеклетка започва да се дели, произвеждайки две нови клетки. Те са разделени на четири и така нататък. Така се получава повторно делене, в резултат на което се развива растителният ембрион.

Покритосеменните, след процеса на оплождане, имат способността да развият допълнителен орган, наречен ендосперм. Това не е нищо повече от хранителната среда на ембриона. Когато вторият сперматозоид и диплоидното ядро ​​се слеят, се образува определен набор от хромозоми, от които две са с майчин произход и една е с бащин произход. По този начин двойното оплождане на организми от растителен произход възниква, когато единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, а другият с ядрото на клетката, разположено в центъра.

Отличителни черти на покритосеменните растения

• Голяма адаптивност към отглеждане при различни условия.
• Двойно торене, което ви позволява да имате запас от вещества, необходими за нормалното покълване на семената.
• Наличие на триплоиден ендосперм.
• Образуването на яйцеклетки вътре в яйчника, при което стените на плодника ги предпазват от увреждане.
• Развитие на плода на покритосеменните растения от яйчника.
• Наличието на семето вътре в плода, чиито стени са неговата защита.
• Наличието на цвете дава възможност за насекоми.

Благодарение на тези характеристики те заемат доминираща позиция в света.

Характеристики на оплождането на покритосеменни растения

Това следва от факта, че тези растения имат двойно торене. Уникална характеристика е представена от феномена, наречен ксения. Значението му е, че прашецът пряко влияе върху свойствата и характеристиките на ендосперма. Да вземем за пример царевицата.

Предлага се с жълти и бели семена. Цветът им зависи от цвета на ендосперма. Когато женските цветя на царевица с бели зърна се опрашват с цветен прашец от сорт с жълти зърна, цветът все още ще бъде жълт, въпреки че развитието на ендосперм се случва върху растението с бели зърна.

Каква роля играят цъфтящите растения?

Тези растения наброяват 13 000 рода и 250 000 вида. Те са получили широко разпространение в целия свят. Цъфтящите растения са ключови компоненти на биосферата, произвеждащи органични вещества, които свързват въглеродния диоксид и отделят кислород. С тях започват пасищните хранителни вериги. Много разновидности на цъфтящи растения се използват от хората за храна. От тях се изграждат жилища и се изработват различни битови материали.

Медицината не може без тях. Някои видове покритосеменни растения са доминиращи на планетата, те играят решаваща роля в образуването на растителна покривка и създаването на основната част от земната фитомаса. В крайна сметка именно тези растения определят възможността за самото съществуване на човека на земята като биологичен вид.

Торене на растения

Не всеки прашец, попаднал върху близалцето на плодника, покълва и достига до яйчника, тоест опрашването не винаги е придружено от оплождане. За да се случи това, са необходими подходящи условия. Едно от тези условия е зрелостта на стигмата. В този случай папилите на стигмата отделят сладък сок, който не само насърчава адхезията на прашеца, но е и средата, върху която покълва прашецът. Ако концентрацията на сока, отделен от стигмата, е приблизително равна на концентрацията на съдържанието на цветния прашец (изотонични разтвори), тогава покълването протича нормално. Ако концентрацията на сок върху стигмата е по-висока (хипертоничен разтвор), тогава е възможна плазмолиза вътре в поленовото зърно или, ако има растеж, той ще бъде много бавен. И накрая, ако концентрацията на сок върху стигмата е по-ниска от концентрацията на съдържанието на поленовото зърно, то последното, което има висок тургор, ще го увеличи още повече и ще се спука.

Свойствата на семената са силно повлияни от възрастта на прашеца и плодника, количеството прашец, попадащо върху близалцето, както и редица други условия. Всички тези фактори все още са малко взети под внимание в практиката на семепроизводството и селекцията, но те оказват известно влияние върху потомството. Например стареещите цветя на пшеницата произвеждат семена с преобладаващи бащини характеристики, докато при граха, напротив, от първите цветя се развиват семена с бащини характеристики, а от всички следващи цветя семената все повече наследяват майчините свойства.

Оплождането протича най-благоприятно в млади яйчници при наличие на голямо количество прашец.

Установено е също, че както прекомерният сух въздух, така и дъждът причиняват пълна смърт на прашеца, поради което сухите ветрове и продължителният дъжд по време на периода на цъфтеж намаляват добива. Високите и ниските температури също не са благоприятни за наторяване. Нормално оплождане става само ако майчиното растение се храни правилно и се развива нормално.

Например, според Рийд, цинкът има голям ефект върху оплождането и образуването на семена при грах, боб, сорго и други култури. При отглеждане на хранителен разтвор без цинк семената не завръзват, при концентрация на цинк 0,00002 g на 1 литър се развиват дребни зърна, но без семена, а при концентрация 0,0001 g на 1 литър се образуват семена.

Успешното торене е възможно само ако растението е в здраво състояние, тъй като всяка болест намалява засаждането на семена.

За нормалното оплождане е необходимо количество прашец, което би превишило нуждите на яйцеклетката при излишък. Експериментите на И. Н. Голубински показаха, че в изкуствена среда кълняемостта и растежът на поленовите тръби се увеличава с повишена плътност на засяване на полени. Подобно явление се наблюдава и върху близалцето на плодника: колкото повече прашец, толкова по-добри са условията за покълване на поленовите тръби.

Прашецът, който попада върху близалцето, е с различно качество не само генетично, но и физиологично. Това предизвиква различна реакция на майчиното растение и води в единия случай до образуване на семе с висока жизненост, а в другия – със слаба, което може да причини смърт на семето още във фазата на ембрионално развитие, което често се наблюдава при елдата.

Физиологичната несъвместимост на прашеца и близалцата е свързана с друго явление - селективността на оплождането. Като правило прашецът от чужд сорт е по-добре избран по време на оплождането, отколкото прашецът от собствения сорт и особено от собственото растение. Следователно чуждият прашец, дори ако е многократно по-нисък по количество от прашеца на собствения си сорт, има много значителен ефект на торене, което е отбелязано в много работи по хибридизация.

Влиянието на прашеца на някои сортове елда върху добива на майчиното растение е показано от следните данни (Таблица 1).

маса 1

Продуктивността на сорта елда Богатир при опрашване с прашец от различни сортове

Сорт опрашител	Среден добив на зърно от растение, %	Ефект на опрашване, %
Богатир	100,0 (4,1 g)	контрол
Днепровская	148,1	+48,1
Болшевик	141,6	+41,6
Славян	127,5	+27,5
Красноуфимская 216	97,0	–3,0
Ликово-Долинская	69,0	–31,0

Разликата в добива при опрашване с цветен прашец от различни сортове в полевия експеримент достигна 5,2 центнера на 1 ха. Следователно правилният подбор на опрашващи сортове кръстосани култури обещава значително увеличение на добива.

Успешно избраният опрашител допринася за производството на висококачествено зърно (едрина на зърното, жизненост, увеличаване на растежа и други показатели). Тези факти трябва да се имат предвид при организирането на семепроизводството.

Селективността се проявява напълно в процесите на торене. Селекционната практика е установила, че при опрашване с недостатъчно количество цветен прашец плодовитостта намалява и качеството на семената се влошава. Освен това е установено, че при опрашване на пшеница, памук, тиква и други растения с ограничено количество цветен прашец се образуват нови растителни биотипове. Тези фактори изискват подробен анализ, тъй като при условия, неблагоприятни за опрашване, подобни явления могат да възникнат и при семенните култури.

Проучването на опрашването в естествени условия показва, че близалцето винаги съдържа смес от различен прашец - свой сорт, вид, чужди видове и семейства. В същото време някои комбинации от типове полени благоприятстват оплождането, докато някои могат да отслабят потомството или дори да направят акта на оплождане невъзможен. Тези факти заслужават внимание и в семепроизводствената практика.

От големия брой поленови тръби, които покълват върху близалцето, взаимодействайки помежду си и с тъканите на близалцето и стила, само няколко, а по-често един, могат да влязат в ембрионалния сак. В зародишната торбичка на цветовете на цвеклото, елдата и други растения са открити 2 поленови тръбички, а в слънчогледа дори повече от шест. Но в тези случаи само една поленова тръба участва пряко в оплождането, а овалните участват косвено - съдържанието на поленовите тръби стимулира физиологичната активност на половия процес. Напоследък все повече се появява информация за „двойно оплождане“ по време на процеса на оплождане, което показва възможността за активно включване в половия процес не на една цветна тръба, а на две.

Поленовите зърна, попадащи върху близалцето на плодника, покълват. В същото време през дупката в exineвътрешната обвивка на поленовото зърно изпъква - интина, който, разтягайки се, образува обвивката на поленовата тръба. Цялото съдържание на поленовото зърно преминава в тази тръба: вегетативното ядро, както сперматозоидите (а понякога и генеративната клетка, ако процесът на делене не е завършил) и цитоплазмата. Последният съдържа резервни хранителни вещества, които служат като източник на енергия за нарастващата цветна тръба. В допълнение, хранителните вещества идват от майчините тъкани. Благодарение на активните ензимни процеси, протичащи в поленовата тръба, тя расте много енергично и поддържа силен тургор.

Процесът на растеж и движение на поленовата тръба през тъканите на стила протича по различни начини: при някои растения тръбата избутва клетките на близалцето и след това стила, докато в други се движи по специален канал, който се простира от стигмата към яйчника. В крайна сметка поленовата тръба навлиза в кухината на яйчника, продължава да расте към поленовия проход (микропил) на яйцеклетката и достига върха на ембрионалната торбичка (порогамия), въпреки че при някои растения тръбата може да проникне и отстрани халази.

Когато поленовата тръба влезе в контакт с върха на зародишната торбичка и под нейния натиск, една от синергидите се пука и съдържанието й се излива в зародишната торбичка. В този случай налягането в ембрионалния сак пада, върхът на поленовата тръба, която е била под значително вътрешно налягане, също се спуква и съдържанието на тръбата се излива в ембрионалния сак на мястото на спукания синергид. Впоследствие цитоплазмата и вегетативното ядро ​​се разрушават и абсорбират от околните клетки на ембрионалния сак, което влияе върху биохимията на по-нататъшния процес. Следователно тези части на поленовото зърно, въпреки че очевидно не участват в по-нататъшния процес на оплождане, понякога оказват значително влияние върху по-нататъшното потомство. Освободените сперматозоиди участват в по-нататъшния процес на оплождане: единият от тях прониква вътре в яйцеклетката и се слива с нейното ядро ​​(фиг. 1), а вторият се слива с ядрото на централната клетка на ембрионалния сак, т.нар. двойно торене, характерен за всички покритосеменни растения. Откритието на двойното торене е направено през 1898–1900 г. С. Г. Навашин.

След сливането на две хаплоидни гамети започва развитието на ембриона, тоест нов организъм, следващото поколение.От този момент започва образуването на семето, а по-нататъшното му развитие е предмет на изучаване на семезнанието. От оплодената яйцеклетка се развива самият ембрион, а от оплодената централна клетка на зародишния сак се развива специална тъкан, т. нар. вторичен ендосперм., което е характерно само за покритосеменните. Образува се в резултат на сливането на три ядра – две женски и едно мъжко, поради което ядрото е триплоидно.

Ориз. 1. Двойно оплождане (надлъжен разрез на царевичния ембрионален сак): А– в зародишния сак е проникнала поленова тръба; б– двойно торене; IN– начало на развитие на ембриона и ендосперма: 1 – яйце; 2 – синергид; 3 – полярни ядра; 4 – антиподи; 5 – микропил; 6 – генеративни ядра (сперма); 7 – сърцевина на поленова тръба; 8 – цветен прашец; 9 – ендоспермни клетки

Ендоспермът се нарича вторичен, защото се появява след оплождането, за разлика от голосеменните, при които ендоспермата се развива от специална тъкан без оплождане и там се нарича първичен.

Много изследователи са показали, че чуждият прашец (прашец от други видове), кацащ върху близалцето, често има значителен ефект върху потомството. В тези случаи поленовата тръба също нараства, но не се слива с яйцето, а съдържанието й се излива в зародишната торбичка. Ако съдържанието на чужда поленова тръба е много далеч по химичен състав от съдържанието на поленова тръба на даден вид, тогава може да възникне физиологична несъвместимост, която ще причини некроза на ембрионалния сак; по-често такава тръба не може да се развие върху стигмата и самата умира. Ако в съдържанието на чуждата тръба няма вредни вещества, те се включват в общия метаболизъм вътре в яйцеклетката и оказват значително влияние върху формирането на наследствените свойства на семената.

Процесът на торене може да бъде разделен на три фази:

1) програмен, което започва от момента на взаимодействие между прашеца и тъканите на близалцето и продължава в тъканите на стила и яйчника, докато поленовите тръби се приближат до яйцеклетките;

2) гамогенеза– периодът на взаимодействие на поленовите тръби с тъканите на яйцеклетката (включително двойно оплождане);

3) постгамозен - периодът на развитие на ембриона и цялото семе, в който все още продължава взаимодействието с поленовите тръбички в яйчника и тяхното съдържание.

Ясното разбиране на процесите, протичащи във всяка от посочените фази на оплождането, ни позволява да разберем по-добре процеса на формиране на биологичните свойства на развиващото се семе.