Из оплодотворенной яйцеклетки растений образуется зародыш , являющийся будущим растением. Цветок представляет собой генеративный растительный орган, а пестики и тычинки – это самые важные его части, которые обеспечивают опыление и процесс оплодотворения. Перед оплодотворением происходит образование растительных половых клеток: мужские называются сперминами, а женские – яйцеклетками. Спермины находятся в зернах пыльцы, а яйцеклетки располагаются в зародышевом мешке, образующемся внутри зачатка семени.
Когда любое растение достигает определенных размеров и проходит ряд стадий своего развития, оно воспроизводит организмы, подобного себе вида. Размножение является увеличением количества себе подобных особей. Данное жизненное свойство присуще любым организмам, Оно обеспечивает продление существования какого-либо вида. Обычно к размножению приступают те организмы, которые достигают определенной стадии развития и определенного возраста. Растения могут размножаться двумя типами: половым и бесполым.
Как происходит половое размножение у цветковых растений. Принцип оплодотворения.
Половые мужские клетки (либо спермии) образуются в пылинках пыльцы, развивающихся в тычинковых цветковых пылинках. Зачастую пыльца включает в себя многие пыльцевые зерна, которые соединяются в группы. В них и формируются спермии. Половые клетки женских особей (или яйцеклетки) формируются в семенных зачатках, которые находятся в пестиковой завязи цветка. Чтобы семена развились из всех зачатков, необходимо доставить спермии в каждую яйцеклетку, поскольку каждая из них оплодотворяется только с помощью отдельного спермия.
Перед непосредственным оплодотворением, происходит растительное опыление. Когда пылинка посредством насекомых либо ветра переносится на пестиковое рыльце, она сразу на нем прорастает. Одна из ее стенок вытягивается, в результате образуя трубку. При этом в пылинке образуется пара спермиев, постепенно передвигающихся к концу пыльцевой трубы. В ходе продвижения через столбиковые и рыльцевые ткани, эта трубка добирается до завязи, откуда проникает в семязачаток.
Похожие интересные статьи.
Оплодотворение – это процесс слияния мужской и женской половых клеток (гамет).
Женская половая клетка (гамета) называется яйцеклеткой. Яйцеклетки образуются в семязачатках завязи пестика. Пестик – это женский орган размножения.
Мужская половая клетка (гамета) называется спермием. Спермии образуются в пыльниках тычинок. Тычинка – это мужской орган размножения.
В пыльниках тычинок находится пыльца.
Пыльца состоит из пыльцевых зерен. Пыльцевое зерно – это одна пилинка. Пыльцевое зерно содержит 2 клетки - вегетативную и генеративную.
Вегетативная - это клетка, которая образует пыльцевую трубку.
Генеративная - это клетка, которая образует два спермия. Спермии – это мужские половые клетки.
В процессе опыления пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, прорастает и образует пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка движется через рыльце, столбик в завязь. В завязи пестика находятся семязачатки (зачатки семени). Из них будет развиваться семя. Строение семязачатка: оболочки семязачатка, зародышевый мешок, основная яйцеклетка с двойным набором хромосом, центральная яйцеклетка с одинарным набором хромосом. Хромосомы содержат гены и отвечают за хранение и передачу наследственной информации.
Пыльцевая трубка переносит 2 спермия к семязачаткам и прорастает в семязачаток через пыльцевой вход. Спермии имеют одинарный набор хромосом.
Первый спермий оплодотворяет основную яйцеклетку и хромосомный набор становится двойным.
В результате образуется оплодотворенная яйцеклетка, которая называется – зигота. Из основной яйцеклетки и первого спермия образуется зародыш нового растения. Строение зародыша нового растения: зародышевый корешок, зародышевый стебелек, зародышевые листья и почки.
Второй спермий оплодотворяет центральную яйцеклетку и хромосомный набор становится тройным.
В результате образуется эндосперм. Эндосперм – это запас питательных веществ, которые необходимы для прорастания зародыша семени.
Из оболочек семязачатка образуется семенная кожура. Из стенок завязи пестика образуется околоплодник.
Такое оплодотворение двух яйцеклеток двумя спермиями называется двойным. Оно было открыто русским ученным Навашиным С.Г. В 1898 году. Таким образом, образуется плод, который состоит из семени и околоплодника.
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.
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).
Функции цветка.
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.
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.
Размножение - это способность организмов воспроизводить себе подобных. Репродукция является одним из ключевых признаков всего живого, поэтому необходимо понимать, в чем биологическое значение оплодотворения. Этот вопрос сегодня изучен на высоком уровне начиная с основных этапов и заканчивая молекулярными и генетическими механизмами.
Что такое оплодотворение
Оплодотворение - это закономерный биологический процесс слияния двух половых клеток: мужской и женской. Мужские гаметы называются сперматозоидами, а женские - яйцеклетками.
Последующим этапом после слияния половых клеток становится образование зиготы, которую можно считать новым живым организмом. Зигота начинает делиться митозом, увеличивая количество составляющих ее клеток. Из зиготы развивается зародыш.
Существует большое количество типов яйцеклеток и способов дробления. Все они зависят от таксономической принадлежности рассматриваемого живого организма, а также степени его эволюционного развития.
Каково биологическое значение оплодотворения
Размножение является основным приспособлением для продолжения рода. От репродуктивных способностей особей рассматриваемого вида зависит его будущее, поэтому у разных животных и растений есть свои способы адаптации для улучшения качества всего процесса.
Например, волки и львицы всегда защищают свое потомство от потенциальных хищников. Это увеличивает выживаемость детенышей и гарантирует в дальнейшем их приспособленность к условиям жизни. Рыбы откладывают большое количество икринок, потому что шанс внешнего оплодотворения в водной среде достаточно низок. В итоге из тысяч потенциальных мальков развиваются лишь несколько сотен.
Биологическое значение оплодотворения заключается в том, что две половые клетки от разных организмов сливаются и образуют зиготу, которая несет генетические признаки обоих родителей. Это объясняет непохожесть родственников друг на друга. И это хорошо, потому что изменение генофонда любой популяции - это эволюционный приспособительный механизм. Потомки, поколение за поколением, становятся лучше по сравнению с их родителями. В условиях постепенной смены окружающей среды (изменения климата, появление новых внешних факторов) приспособительные навыки всегда уместны.
А в чем биологическое значение оплодотворения на биохимическом уровне? Давайте рассмотрим:
- Это окончательное формирование яйцеклетки.
- Это определение пола будущего зародыша за счет соответствующих генов, принесенных мужскими гаметами.
- И, наконец, оплодотворение играет роль в восстановлении диплоидного набора хромосом, так как половые клетки по отдельности гаплоидны.
Размножение цветковых растений
Растения по сравнению с животными имеют некоторые репродуктивные особенности. Отдельного внимания требуют для которых характерно двойное оплодотворение (открыто русским ученым Навашиным в 1898 году).
Структурами, детерминирующими половую принадлежность у цветковых растений, являются тычинки и пестики. В тычинках созревает пыльца, которая состоит из большого количество зерен. Одно зерно вмещает две клетки: вегетативную и генеративную. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками, и наружная всегда имеет какие-либо выросты и углубления.
Пестик представляет собой структуру грушевидной формы, состоящую из рыльца, столбика и завязи. В завязи формируются один или несколько семязачатков, внутри которых будут созревать женские половые клетки.
При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика, вегетативная клетка начинает формировать пыльцевую трубу. Этот канал имеет относительно большую длину и заканчивается у микропиле семязачатка. Генеративная клетка при этом делится митозом и образует два спермия, которые по пыльцевой трубе и попадают в ткань семязачатка.
Зачем же два спермия? В чем биологическое значение оплодотворения у растений отличается от такого же процесса у животных? Дело в том, что зародышевый мешок семязачатка представлен семью клетками, среди которых есть гаплоидная женская гамета и диплоидная центральная клетка. Обе будут сливаться с пришедшими спермиями, образуя зиготу и эндосперм, соответственно.
Биологическое значение двойного оплодотворения у растений
Формирование семени - важная особенность репродукции у покрытосеменных. Для полного созревания в почве ему необходимо большое количество питательных веществ, среди которых будут различные ферменты, углеводы и другие органические/неорганические компоненты.
Эндосперм у покрытосеменных триплоидный, так как диплоидная центральная клетка зародышевого мешка слилась с гаплоидным спермием. Вот в чем биологическое значение оплодотворения у растений: тройной набор хромосом способствует высокой скорости увеличения массы ткани эндосперма. В результате семя получает много питательных веществ и запасы энергии для прорастания.
Типы семян
В зависимости от дальнейшей судьбы эндосперма, выделяют два основных вида семян:
- Семена однодольных растений. У них отчетливо виден хорошо развитый эндосперм, который занимает больший объем. Семядоля редуцирована и представлена в виде щитка. Характерен данный тип семян для всех представителей злаковых.
- Семена двудольных растений. Здесь эндосперм либо отсутствует, либо остается в виде небольших скоплений ткани на периферии. Питательную функцию у таких семян выполняют две большие семядоли. Примеры растений: горох, бобы, помидоры, огурцы, картофель.
Выводы
Конечно, называть такое оплодотворение двойным будет ошибочно, так как мы теперь знаем основные признаки и функции данного процесса. При слиянии центральной клетки со спермием не происходит формирование зиготы, а полученный генетический набор становится тройным. Все-таки семя не состоит из двух самостоятельных зародышей.
Однако биологическое значение двойного оплодотворения действительно велико. Семена при прорастании требуют большое количество органических и неорганических веществ, и данная проблема решается путем образования триплоидного эндосперма.
Оплодотворение - это процесс слияния мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. У растений может происходить в воде (у высших споровых растений) и без воды (в высших семенных растений). В цветочных растений в этом процессе участвуют два спермия, поэтому оплодотворение будет двойным. Двойное оплодотворение - это процесс слияния двух спермиев с двумя различными клетками: один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной клеткой. Этот вид оплодотворения свойственный только цветочным растениям. Открыл двойное оплодотворение украинский ученый С. Г. Навашин в 1898 году.
В завязи пестика на семенной ножке расположен семенной зачаток, в котором выделяют покровы - интегумент и центральную часть - нуцелуса. На верхушке узкий канал - пыльцевход, что ведет к зародышевого мешка. И именно через это отверстие в большинстве цветочных растений пыльцевая трубка врастает в семенной зачаток. Достигнув яйцеклетки, кончик пыльцевой трубки разрывается, из него выходят два сперматозоиды, а вегетативная клетка разрушается. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой с образованием зиготы, а второй - с центральной клеткой, из которой будет образовываться эндосперм с запасом питательных веществ. Таким образом, два сперматозоиды сливаются с двумя клетками зародышевого мешка, поэтому оплодотворение у цветковых растений получило название "двойное оплодотворение". С момента попадания пылинки на рыльце пестика в процесс двойного оплодотворения у разных растений проходит от 20-30 минут до нескольких суток. Итак, в семенном зачатке результате двойного оплодотворения у цветковых растений образуются зигота и оплодотворенная центральная клетка.
Опыления, двойное оплодотворение, образование семян и формирования проростка в цветочной растения: А - цветок. Б - ПИЛЯК с пыльцевыми зернами. В - пыльцевая зерно: 1 - вегетативная клетка; 2 - сперматозоиды. Г - пыльцевой трубки. Д - пестик. Е - семенной зачаток. Ж - зародышевый мешок 4 - яйцеклетка; 5 - центральная клетка. С - семя: 6 - семенная кожура; 7 - эндосперм; 8 - зародыш. И - проросток.
После оплодотворения первой делится оплодотворенная центральная клетка, которая дает начало особой ткани будущей семена - эндосперма . Клетки этой ткани заполняют зародышевый мешок и накапливают питательные вещества, которые пригодятся для развития зародыша семени (у злаков). В других растений (в фасоли, тыквы) питательные вещества могут откладываться в клетках первых листочков зародыша, которые называются семядолями. После накопления определенной части питательных веществ в эндосперме начинает свое развитие оплодотворенная яйцеклетка - зигота. Эта клетка делится много раз и постепенно формируется многоклеточный зародыш семени , который дает начало новому растению. Сформирован зародыш содержит зародышевую почечку, зародышевые листочки - семядоли, зачаточное стебель и зачаточный корешок. С покровов семенного зачатка образуется семенная кожура , которая защищает зародыш. Итак, после оплодотворения из семенного зачатка образуется семя, которая состоит из семенной кожуры, зародыша семени и запаса питательных веществ.
