Динамическая модель имитирующая двойное оплодотворение у цветковых растений
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Методы: частично-поисковый, проблемного изложения, репродуктивный, объяснительно-иллюстративный.
- осознание учащимися значимости всех обсуждаемых вопросов, умение строить свои отношения с природой и обществом на основе уважения к жизни, ко всему живому как уникальной и бесценной части биосферы;
Развивающие: развивать коммуникативные навыки, умения самостоятельно добывать знания и стимулировать свою познавательную активность; умения анализировать информацию, выделять главное в изучаемом материале.
Воспитательные:
Формирование экологической культуры на основе признания ценности жизни во всех её проявлениях и необходимости ответственного, бережного отношения к окружающей среде.
Формирование понимания ценности здорового и безопасного образа жизни
воспитание российской гражданской идентичности: патриотизма, любви и уважения к Отечеству, чувства гордости за свою Родину;
Формирование ответственного отношения к учению;
3) Формирование целостного мировоззрения, соответствующего современному уровню развития науки и общественной практики.
Регулятивные: умение организовать самостоятельно выполнение заданий, оценивать правильность выполнения работы, рефлексию своей деятельности.
Коммуникативные: Формирование коммуникативной компетентности в общении и сотрудничестве со сверстниками, старшими и младшими в процессе образовательной, общественно полезной, учебно-исследовательской, творческой и других видов деятельности.
Планируемые результаты
Личностные: высказывать суждения, осуществлять поиск и отбор информации; анализировать связи, сопоставлять, находить ответ на проблемный вопрос
Метапредметные:.
Умение самостоятельно планировать пути достижения целей, в том числе альтернативные, осознанно выбирать наиболее эффективные способы решения учебных и познавательных задач.
Формирование навыка смыслового чтения.
Форма организации учебной деятельности – индивидуальная, групповая
Методы обучения: наглядно-иллюстративный, объяснительно-иллюстративный, частично-поисковый, самостоятельная работа с дополнительной литературой и учебником, с ЦОР.
Приемы: анализ, синтез, умозаключение, перевод информации с одного вида в другой, обобщение.
Оплодотворение у цветковых растений. Образование плодов и семян
Цели: познакомить с особенностями полового размножения у покрытосемянных растений; дать представление о двойном оплодотворении у цветковых растений и его значении.
Ключевые слова и понятия: оплодотворение, двойное оплодотворение, половые клетки, гаметы, зигота, спермии, яйцеклетка, центральная клетка, пыльцевые зерна, пыльцевая трубка, зародышевый мешок, центральная клетка, пыльцевход (микропиле), семязачатки, диплоидный набор хромосом, гаплоидный набор хромосом, семя, эндосперм, околоплодник.
Актуализация знаний
Ответьте на вопросы.
Что такое опыление?
Каково его значение?
Что такое самоопыление?
Какие существуют приспособления у растений к самоопылению?
Что такое перекрестное опыление?
Каково его биологическое значение?
Какие существуют приспособления у растений к перекрестному опылению?
Какие растения являются насекомоопыляемыми?
Какие у них существуют приспособления к опылению насекомыми?
Какие приспособления к опылению конкретными насекомыми встречаются в природе?
Каковы особенности ветроопыляемых растений?
Какие растения являются ветроопыляемыми?
Каково значение искусственного опыления?
Изучение нового материала
Рассказ учителя с элементами беседы
На предыдущих уроках мы с вами неоднократно говорили о том, что цветок является генеративным органом растения.
Вспомните, какова основная функция цветка. (Размножение, т. е. образование семян.)
Что должно произойти, чтобы образовались семена? (Для образования семян необходимо, чтобы произошло опыление, а потом и оплодотворение.)
Что такое опыление? (Опыление — это перенос пыльцы с тычинок на пестик.)
Какие органы цветка играют наиболее важную роль? (Главными частями цветка являются тычинки и пестик.)
Какова роль тычинок? (Тычинкиявляются мужским генеративным органом цветка.)
Какова роль пестика? (Пестик — женский репродуктивный орган цветка.)
Итак, мы знаем, что для образования плодов и семян и, следовательно, для выполнения цветком своей генеративной функции необходимо, чтобы пыльца попала с пыльников тычинок на рыльце пестика, т. е. произошло опыление. У растений есть огромное количество приспособлений не только для распространения пыльцы, но и для удержания пыльцевых зерен на рыльце пестика.
Подумайте, какие могут быть приспособления у пыльцевых зерен для удержания их на рыльце пестика. (Учащиеся высказывают предположения.)
Оболочка пыльцевого зерна может иметь особые выросты, крючочки, способствующие удержанию пыльцы на рыльце пестика.
А какие приспособления могут быть у пестиков для удержания на них пыльцы? (Учащиеся высказывают предположения.)
Рыльца пестиков часто выделяют особую липкую жидкость, способствующую удержанию на нем пыльцы.
(В процессе рассказа учитель демонстрирует детям таблицы, модели пестика и тычинки, разборную модель цветка и т. д.)
Но вот пыльца попала с пыльников тычинок на рыльце пестика. Что же происходит дальше? Пыльцевое зерно, которое состоит из двух клеток — вегетативной и генеративной, оказавшись на рыльце пестика, сначала набухает, а потом прорастает сквозь рыльце и столбик пестика, превращаясь в длинную тонкую пыльцевую трубку.
Как вы думаете, за счет деления какой из клеток происходит рост пыльцевой трубки? (Ответы учащихся.)
Рост пыльцевой трубки осуществляется с помощью вегетативной клетки пыльцевого зерна. Постепенно пыльцевая трубка врастает в полость, расположенную внутри завязи пестика, на внутренних сторонах которой расположены семязачатки. От их количества зависит, сколько семян образуется впоследствии.
У каких растений завязь содержит только один семязачаток? (У вишни, сливы, пшеницы, ржи в завязи пестика развивается по одному семязачатку.)
Приведите примеры растений, в завязи которых развивается несколько семязачатков. (У мака, хлопчатника, огурца, томата и т. д.)
К моменту созревания внутри каждого семязачатка формируется зародышевый мешок, внутрь которого ведет узкий канал — пыльцевход (микропиле). В зародышевом мешке напротив пыльцевхода расположена яйцеклетка (женская половая клетка, или гамета), а в центре — крупная центральная клетка.
По мере роста пыльцевой трубки по ней из пыльцевого зерна перемещаются две клетки с крупными ядрами. Это мужские гаметы, или спермии, образующиеся в результате деления генеративной клетки пыльцевого зерна. После того как пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой, происходит оплодотворение, в результате которого образуется зигота
Необходимо отметить, что гаметы (как женская, так и мужская) обладают гаплоидным (одинарным) набором хромосом. Тогда как все остальные клетки организма имеют диплоидный (двойной) набор хромосом.
Как вы думаете, какой набор хромосом будет у зиготы? (Ответы учащихся.)
Зигота образуется в результате слияния двух гаплоидных клеток, соответственно, имеет диплоидный набор хромосом.
Но что же происходит со вторым спермием? Второй спермий сливается с центральной клеткой. Таким образом, у цветковых растений оплодотворение происходит дважды. Такой тип оплодотворения называют двойным, впервые он был описан в 1898 г. русским ботаником С.Г. Навашиным.
Зигота, образовавшаяся при слиянии гамет, многократно делится, в результате чего из нее развивается многоклеточный зародыш растения. Из центральной клетки, слившейся со вторым спермием, в результате многократного деления образуется особая ткань — эндосперм.
Вспомните, каково значение эндосперма. (В клетках эндосперма происходит накопление питательных веществ, необходимых для развития зародыша.)
После оплодотворения тычинки, венчик, а иногда и чашечка цветка засыхают и опадают. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру. В результате из семязачатка развивается семя, состоящее из зародыша, запасающей ткани эндосперма и семенной кожуры. Стенки завязи разрастаются, набухают, и из них образуется околоплодник — стенка плода, защищающая его от неблагоприятных воздействий. Иногда в формировании плода могут принимать участие и другие части цветка.
У некоторых растений плоды могут образовываться и без оплодотворения, но в них не будет семян. Это свойство растений широко используется человеком при выведении новых сортов культурных растений. Например, это всем известный виноград кишмиш без косточек, некоторые сорта мандаринов.
Как вы думаете, каким способом размножают эти растения? (Вегетативным путем.)
Закрепление знаний и умений
Взаимная проверка усвоения материала учащимися
цессе написания вопросов или же на протяжении всей работы могут пользоваться тетрадью, учебником и любыми наглядными материалами, находящимися в классе. Работы сдают учителю, который на свое усмотрение и с учетом предварительной договоренности может выставить оценки в журнал.
Прочитать параграф, знать основные термины.
Уметь рассказать про последовательность этапов двойного оплодотворения по схеме. Зарисовать схему двойного оплодотворения в тетрадь, подписать все основные этапы.
Творческое задание. Вылепить из пластилина на листе плотного картона полуобъемную схему двойного оплодотворения у покрытосемянных растений.
Задания для учеников, интересующихся биологией.
Рассмотреть строение семени фасоли и сравнить его с изображением строения семязачатка. Из каких частей семязачатка образуется зародыш, из каких частей — семенная кожура? При помощи лупы рассмотреть пыльцевход на семени фасоли. Каково его значение? Как он образовался? Найти пыльцевход на изображении семязачатка. Каковы его функции?
Исследовать плоды различных растений (яблоко, томат, огурец, апельсин, фасоль, вишня, слива и т. д.). Найти семена и сочный околоплодник. Какова функция околоплодника? Определить примерное количество семязачатков в завязи пестика этого растения. По каким признакам это можно вычислить?
Оплодотворение цветковых растений
"Опыление. Двойное оплодотворение"
Двойное оплодотворение у цветковых растений. ОГЭ. ЕГЭ. Биология.
Ресурсы:
И.Н. Пономарёва, О.А. Корнилова, В.С. Кучменко Биология : 6 класс : учебник для учащихся общеобразовательных учреждений
Серебрякова Т.И., Еленевский А. Г., Гуленкова М. А. и др. Биология. Растения, Бактерии, Грибы, Лишайники. Пробный учебник 6—7 классов средней школы
В.В. Пасечника. Пособие для учителей общеобразовательных учреждений Уроки биологии. 5—6 классы
Калинина А.А. Поурочные разработки по биологии 6класс
Вахрушев А.А., Родыгина О.А., Ловягин С.Н. Проверочные и контрольные работы к
В завязи пестика цветка развиваются семязачатки (их может быть несколько или только один). Зрелый семязачаток состоит из нуцеллуса (мегаспорангий), в котором развивается женский гаметофит – восьмиядерный зародышевый мешок. Семязачаток прикрепляется к стенке завязи семяножкой. Часть завязи пестика, куда прикрепляется семязачаток, называется плацентой. Снаружи семязачаток покрывают два интегумента (покрова), не срастающиеся между собой в области пыльцевхода (микропиле). Часть семязачатка, противоположная микропиле, называется халазой (рис. 1). После оплодотворения из семязачатка образуется семя.
Задание 1. Зарисовать семязачаток цветкового растения и сделать обозначения.
Рис. 1. Строение семязачатка цветкового растения:
яйцеклетка + синергиды + антиподы + центральная клетка (2n)
= зародышевый мешок = женский ♀ гаметофит.
Формирование женского и мужского гаметофитов.
Опыление и двойное оплодотворение цветковых растений.
Образование женского гаметофита – зародышевого мешка – происходит следующим образом. После редукционного деления (мейоза) одной из клеток нуцеллуса (археспориальной клетки) образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Три мегаспоры вскоре отмирают, а из одной мегаспоры после трех последовательных делений митозом образуется восемь гаплоидных ядер; на их основе формируются клетки: рядом с микропиле – яйцеклетка (женская гамета) и две клетки – синергиды, на противоположном конце семязачатка (в области халазы) – три клетки – антиподы. В центре зародышевого мешка два ядра сливаются – образуется диплоидное центральное ядро (ядро центральной клетки). Так формируется зародышевый мешок – женский гаметофит.
В пыльниках тычинок цветка образуются пыльцевые зерна (пыльца) – мужские гаметофиты. Это происходит следующим образом.В результате редукционного деления диплоидных клеток в гнездах пыльников образуются многочисленные гаплоидные микроспоры. Ядро каждой микроспоры делится митозом с образованиемгенеративной клетки и клетки трубки (сифоногенной клетки). Это и есть пыльцевое зерно. Из генеративной клетки митозом образуются мужские гаметы (гаплоидные половые клетки) – спермии. Спермии не имеют жгутиков: они доставляются к зародышевому мешку и яйцеклетке пыльцевой трубкой, которую образует сифоногенная клетка.
Перенос пыльцы с цветка на цветок (перекрестное опыление) обычно осуществляется насекомыми (энтомофилия) или ветром (анемофилия) * . После попадания на рыльце пестика цветка пыльца прорастает: из сифоногенной клетки образуется длинная трубка, которая растет от рыльца
* Известны также опыление водой (гидрофилия), птицами (орнитофилия), муравьями (мирмекофилия).
пестика по тканям столбика к завязи и достигает микропиле семязачатка. Кончик пыльцевой трубки несет два спермия.
У цветковых растений наблюдается особое – двойное оплодотворение. Этот процесс впервые описан русским ученым, академиком С.Г. Навашиным в 1898 г.
При двойном оплодотворении один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Зигота многократно делится митозом, формируя зародыш семени. Второй спермий сливается с диплоидным центральным ядром с образованием триплоидного ядра (3n), дающего начало многоклеточной триплоидной ткани – эндосперму (3n). В эндосперме семян откладываются запасные питательные вещества, необходимые при прорастании семени.
Итак, после двойного оплодотворения из зиготы образуется зародыш семени, а триплоидное центральное ядро дает начало триплоидному эндосперму (3n); из интегументов (покровов) семязачатка образуется семенная кожура. Из всего семязачатка образуется семя. Синергиды и антиподы обычно разрушаются, питательные вещества нуцеллуса используются при формировании зародыша, иногда из нуцеллуса образуется запасающая ткань – перисперм.
Примерно у 10% видов цветковых растений известно развитие зародыша семени без оплодотворения. Это явление называют апомиксисом.
В этих случаях при образовании зародышевого мешка мейоз не происходит, и все его клетки диплоидны. При апомиксисе зародыш может образоваться из яйцеклетки (партеногенез), из любой другой клетки зародышевого мешка (апогамиия), из клетки нуцеллуса, интегумента, халазы (апоспория). При апоспории может наблюдаться полиэмбриония – многозародышевость семени.
Тема: Двойное оплодотворение цветковых растений.
Цели урока: Познакомить учащихся с процессом оплодотворения у цветковых растений и подвести к заключению, что оплодотворение – второе обязательное условие образования плодов (после опыления).
План урока.
Оборудование:
Ход урока
1. Организационный момент.
Запись домашнего задания в дневниках (изучить параграф 44 до стр. 195, рис. в тетр., тест), запись темы в тетрадях. Учитель акцентирует внимание учащихся на то, что эта тема является ключевой темой всего курса биологии.
2. Опрос учащихся
Вывод: Цветок – видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения.
3. Просмотр кинофрагмента.
Учащимся предлагается посмотреть кинофрагмент и ответить на вопрос: Что общего у увиденных на экране цветущих растений?
( У всех растений очень яркие венчики). По ходу демонстрации фильма учитель называет неизвестные тропические растения.
Вывод: У растений яркие венчики.
Какое это имеет значение для растения? Это способствует наиболее эффективному опылению, привлекая насекомых-опылителей. В дальнейшем образованию большего количества семян.
4. Объяснение нового материала.
Беседа о строении завязи и семязачатка, о формировании пыльцевых зерен и зародышевого мешка.
В пыльниках тычинки происходит деление клетки, в результате которого образуются пыльцевые зерна. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками. Наружная оболочка неровная с шипиками, бородавочками, выростами. Для чего? Это помогает пыльцевым зернам удерживаться на рыльце пестика. Одновременно с созреванием пыльцы в семязачатке формируется зародышевый мешок. Семязачатки развиваются на внутренних сторонах стенок завязи и состоят из клеток. У пшеницы, ячменя, ржи, вишни в завязи только один семязачаток, у хлопчатника – несколько десятков, у мака – несколько тысяч. Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал – пыльцевход. Он ведет в центральную часть семязачатка, в которой формируется зародышевый мешок. Напротив пыльцевхода в нем находится яйцеклетка с двумя клетками-спутницами (синергидами), центральную часть занимает крупная клетка, на противоположном полюсе зародышевого мешка находятся три клетки - антиподы.
5. Рассказ о судьбе пыльцы, попавшей на рыльце пестика.
Учитель объясняет новый материал, демонстрируя таблицы.
Этот процесс получил название двойного оплодотворения и был открыт великим русским ботаником, академиком Сергеем Гавриловичем Навашиным в 1898 году.
6. Работа учащихся в тетради с шаблонами пестиков.
Обозначение основных частей оплодотворенного пестика. Сверка обозначений с готовым рисунком цветными маркерами на доске и рисунком учебника на стр. 193.
7. Закрепление полученных знаний с применением компьютерной программы.
Учитель демонстрирует, как происходит оплодотворение и дает по ходу программы необходимые комментарии. После просмотра компьютерной программы учащиеся делают вывод. Что такое двойное оплодотворение?
Вывод: Двойное оплодотворение – это процесс слияния первого спермия с яйцеклеткой и второго спермия с крупной клеткой зародышевого мешка.
8. Рассказ учителя об образовании зародыша, семени и плода из оплодотворённого цветка.
Закрепление знаний с повторением ранее изученной темы плоды (игровой момент).
Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения. Центральная клетка тоже делится, образуя эндосперм, в котором накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ. После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.
9. Подведение итогов урока, выставление оценок.
Стихи Незнайки с ошибками.
Если в стихотворении ошибок нет, ученики показывают зелёный цвет светофора, если есть ошибки – красный цвет.
Полосатый толстопуз,
На бахче лежит арбуз. ( все правильно)
Знают все: и стар, и мал –
Вкусен плод картофеля.
Вырос добрый урожай!
Правда ведь не плохо ли ?! (у картофеля едят клубень)
У гороха плод стручок
И грызет его жучок.
Вкусный, спелый, сочный,
Только вот не прочный. (плод гороха – боб)
Спелую ягодку беру,
На другую смотрю,
Кланяюсь я низко,
Земляника близко!
Плод весьма душистый,
Вовсе не пушистый. (плод земляники – многоорешек)
Пишут в каждой детской книжке,
Что растут на дубе шишки. (желуди)
Помидор большой и спелый.
Цвет имеет ярко-серый. (ярко-красный)
На ветру дрожат осины –
С них слетают апельсины. (листья)
Праздник урожая
Отмечают в мае. ( в августе – сентябре)
Загадка: (История о Незнайке и его друзьях)
Одну ягоду мы ели.
Вчетвером за столик сели –
Еле-еле одолели.
Ели чуть не полчаса,
Расстегнули пояса,
Да ещё в отброс осталось –
Вот так ягодка досталась! ( плод арбуза – тыквина)
Видеоурок способствует формированию представлений о способах опыления цветковых растений, выявляет приспособления к различным способам опыления. Основная цель урока – рассмотреть особенности двойного оплодотворения и его преимущества. В ходе видеоурока подробно рассказывается о процессах микроспорогенеза и макроспорогенеза, их сущности.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Двойное оплодотворение покрытосеменных растений"
Размножение – это одно из обязательных свойств любого живого организма. Оно заключается в увеличении числа особей.
Различают бесполое и половое размножение растений.
Бесполое размножение подразделяют на спорообразование и вегетативное.
Половое размножение происходит при помощи особых половых клеток –гамет.
При бесполом размножении быстро увеличивается численность вида, все потомки имеют абсолютно такой же генотип, что и родительская особь. А также не происходит увеличения генетического разнообразия, которое может оказаться очень полезным при изменении условий существования вида.
По этой причине большинство живых организмов на Земле размножаются половым путём.
Сущность полового размножения заключается в слиянии генетической информации родителей, благодаря чему генетическое разнообразие в потомстве увеличивается.
У покрытосеменных растений половое размножение связано с цветком.
Важные части цветка – это пестик и тычинка. С их участием происходят сложные процессы полового размножения –опыление и оплодотворение.
Но сперва в будущем цветке начинают образовываться половые клетки.
В жизненном цикле цветковых растений наблюдается смена поколений.
У растений выделяют диплоидное поколение – бесполое, или спорофит, и гаплоидное поколение – половое, или гаметофит.
Гаметы образуются в результате митоза, а споры – в результате мейоза. И гаметы, и споры образуются в цветке, поэтому цветок является органом и бесполого, и полового размножения.
Пыльцевое зерно является спорой (микроспорой), а не мужской гаметой, так как в нем самом развиваются мужские гаметы.
У цветковых растений мужские гаметофиты столь малы, что помещаются внутри оболочки пыльцевого зерна и состоят всего лишь из нескольких клеток.
Женский гаметофит цветковых (зародышевый мешок) помещается внутри семяпочки и состоит в наиболее распространённом случае из 7 клеток (содержит 8 – либо 7 после слияния двух ядер в центральной клетке и образования вторичного ядра).
Посмотрим, как образуется мужской гаметофит.
Итак, Микроспорогенез
В субэпидермальной ткани молодого пыльника обособляется специальная спорогенная ткань, называемая археспорием. Каждая первичная археспориальная клетка после ряда делений становится материнской клеткой пыльцы (микроспороцитом), которая проходит все фазы мейоза.
В результате двух мейотических делений возникают четыре гаплоидные микроспоры. Последние лежат четвёрками и называются клеточными тетрадами.
При созревании клеточные тетрады распадаются на отдельные микроспоры с образованием внутренней (интина) и наружной (экзина) оболочек. Наружная оболочка, как правило, грубая, поверхность её либо гладкая, либо шероховатая, приспособленная для переноса пыльцы и прилипания её к рыльцу пестика.
Этим заканчивается микроспорогенез, вслед за образованием одноядерной микроспоры начинается микрогаметогенез.
Первое митотическое деление микроспоры приводит к образованию вегетативной и генеративной клеток. В дальнейшем вегетативная клетка и её ядро не делятся. В ней накапливаются запасные питательные вещества, которые в последующем обеспечивают деление генеративной клетки и рост пыльцевой трубки в столбике пестика.
Генеративная клетка, содержащая меньшее количество цитоплазмы, вновь делится. Это деление может осуществляться ещё в пыльцевом зерне или в процессе его прорастания в пыльцевой трубке. В результате образуются две мужские половые клетки, которые, в отличие от сперматозоидов животных, называются спермиоклетками, или спермиями.
Таким образом, из одной споры (микроспоры) с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три ядра: два из них – спермии и одно – вегетативное. При образовании пыльцевой трубки это вегетативное ядро переходит в пыльцевую трубку.
Процесс деления генеративной клетки и образование спермиев в пыльцевой трубке были впервые подробно изучены российским и советским цитологом и эмбриологом растений Сергеем Гавриловичем Навашиным в 1910 г. на лилейных растениях.
После образования гамет пыльник созревает, и пыльца высыпается. Она несёт только генетическую информацию.
Посмотрим, как происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез цветковых.
У покрытосеменных растений женский гаметофит – это зародышевый мешок, который закладывается и развивается внутри семяпочки.
Развитию женского гаметофита у высших покрытосеменных растений предшествует мегаспорогенез.
В субэпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, чаще она только одна. Клетка археспория растёт, превращаясь в материнскую клетку мегаспоры.
В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор. Каждая из клеток тетрады по числу хромосом является гаплоидной. Однако только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют, судьба этих клеток напоминает судьбу редукционных телец при созревании яйцеклеток у животных.
На следующем этапе осуществляется мегагаметогенез. Оставшаяся функционировать мегаспора продолжает расти и затем её ядро претерпевает ряд делений. При этом сама клетка не делится, а делится только ядро.
У разных систематических групп растений число делений ядра мегаспоры может варьировать от одного до трёх. У большинства растений (70 % видов покрытосеменных) этих делений, как правило, в результате возникает восемь наследственно одинаковых ядер, вовремя этих делений ядра занимают полярное положение, четыре из них оказываются лежащими ближе к микропиле (место проникновения спермиев), а четыре других – в противоположном конце зародышевого мешка, называемого халазальным. Дальше эти ядра обособляются в самостоятельные клетки, имеющие значительные количества цитоплазмы.
В дальнейшем от каждой из двух полярных четвёрки ядер к центру отходит по одному ядру, которые сливаются, образуя вторичное (центральное) ядро зародышевого мешка. Затем цитоплазма обособляется вокруг ядер гаметофита, который из ядерной стадии развития переходит в клеточную. Три ядра, оставшиеся вблизи халазального полюса, преобразуются в три клетки (антиподы), которые питают гаметофит. Три ядра вблизи микропиле отделяются клеточными перегородками, образуя отдельные клетки: крупную центральную яйцеклетку и две боковые клетки синергиды. Вся цитоплазма, расположенная между антиподами с одной стороны и клетками яйцевого комплекса с другой (яйцеклетка и две синергиды), называется центральной клеткой. В ней находится диплоидное вторичное (центральное) ядро.
На этом этапе женский гаметофит уже полностью сформирован и состоит из шести гаплоидных клеток (одной яйцеклетки, двух синергид и трёх антипод) и одной диплоидной (центральной). Его строение внешне напоминает мешочек, поэтому женский гаметофит покрытосеменных называется зародышевым мешком.
Пылинка попадает на рыльце пестика, и происходит опыление.
Опыление – это перенос пыльцевых зёрен на рыльце пестика, у голосеменных пыльцевые зерна при опылении попадают непосредственно на семязачаток.
Имеется два основных типа опыления: самоопыление (автогамия) (когда растение опыляется собственной пыльцой) и перекрёстное опыление (аллогамия).
При самоопылении исключён обмен генетической информацией, поскольку пыльцевые зерна попадают на рыльце пестика либо с одной из тычинок этого же цветка, либо с другого цветка, расположенного на том же растении. Это приводит к появлению чистых линий гомозиготных популяций в пределах одного вида, неспособных обмениваться мутировавшими генами, поэтому процессы видообразования в этих популяциях идут самостоятельно.
Перекрёстное опыление – это перенос пыльцы одного растения на рыльце другого. Этот тип опыления встречается более часто, чем самоопыление, между разными особями одного вида происходит обмен аллелями, что приводит к увеличению доли гетерозиготных организмов.
Безусловно, перекрёстное самоопыление имеет большие преимущества по сравнению с самоопылением, поскольку возникшие мутации свободно распространяются в пределах популяции.
Способы опыления у перекрёстноопыляемых цветковых растений весьма разнообразны. Их можно разделить на две группы. Первая: перенос пыльцы осуществляется главным образом насекомыми, а также некоторыми позвоночными (птицами и летучими мышами). Соответственно, различают энтомофилию, орнитофилию и зоофилию. Растения, опыляемые животными, обычно имеют яркоокрашенные крупные цветки. Мелкие цветки, как правило, собраны в соцветия, что зрительно их увеличивает. Для привлечения опылителей служит нектар или большое количество пыльцы, которую опылители охотно поедают.
Вторая группа: пыльца переносится абиотическими факторами – ветром и реже водой, в связи с чем различают анемофилию и гидрофилию.
После попадания пыльцы на рыльце начинается прорастание пыльцевого зерна.
Экзина мужского гаметофита прорывается в области борозды или поры прорастания, и начинает формироваться пыльцевая трубка, которая растёт, проникает в рыльце, через столбик движется по направлению к завязи, где находится семязачаток.
Трубка растёт на кончике. В растущую пыльцевую трубку из пыльцевого зерна перемещается ядро клетки-трубки, а также спермин.
Обычно развитие пыльцевой трубки происходит при уже сформированных семязачатках в завязи. Достигнув завязи, пыльцевая трубка через микропиле проникает внутрь одного из находящихся там семязачатков.
Там пыльцевая трубка направляется к яйцевому аппарату, проникает в одну из синергид и освобождает спермин. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, в результате чего образуется зигота.
Другой спермий сливается с полярными ядрами центральной клетки, образуя триплоидное ядро (с тройным набором хромосом). Зигота даёт начало зародышу, а из триплоидной центральной клетки образуется ткань эндосперма.
Таким образом оплодотворение, при котором одна мужская гамета сливается с яйцеклеткой, а вторая ― с вторичным ядром, называется двойным оплодотворением.
Механизм оплодотворения цветковых –двойное оплодотворение, открыто отечественным учёным Сергеем Гавриловичем Навашиным в 1898 году.
Таким образом, оплодотворённый семязачаток развивается в семя, из зиготы возникает зародыш, из триплоидной центральной клетки – эндосперм, а из внешней части семязачатка (интегументов) образуется семенная кожура, из стенок завязи цветка – стенки плода.
Эндосперм цветковых полностью отличается от первичного эндосперма голосеменных. У них первичный эндосперм представляет собой гаплоидную вегетативную ткань женского гаметофита, где накапливаются питательные вещества семени.
Эндосперм у покрытосеменных происходит из триплоидной центральной клетки, в образовании которой участвуют вторичное ядро женского гаметофита и ядро спермия.
У одних цветковых (например, злаков) эндосперм сильно разрастается и занимает большую часть семени, оттесняя на периферию маленький зародыш.
У других (к пример у бобовых) весь эндосперм поглощается зародышем и используется его семядолями, которые становятся самыми большими структурами зрелого семени.
Читайте также: