Спорогенез и гаметогенез у цветковых растений и процесс оплодотворения
Добавил пользователь Владимир З. Обновлено: 19.09.2024
Презентация на тему: " Пименов А.В. Размножение цветковых растений Задачи: 1.Изучить особенности строения цветка; 2.Определить основные этапы спорогенеза и гаметогенеза цветковых." — Транскрипт:
1 Пименов А.В. Размножение цветковых растений Задачи: 1.Изучить особенности строения цветка; 2.Определить основные этапы спорогенеза и гаметогенеза цветковых растений.
2 У цветковых спорофит – листостебельное растение.(2 n). Спорофит образует споры (n). Споры морфологически различные, в тычинках образуются микроспоры, в пестиках – мегаспоры, значит цветковые – разноспоровые растения. Что же образуется из микро- и мегаспор? Половое размножение связано с образованием и слиянием гамет. Где образуются гаметы? В цветке. Где образуются мужские, а где женские гаметы? В пестике, в семязачатке – женские, в пыльцевых зернах – мужские. При слиянии гамет образуется зигота, из которой развивается диплоидный спорофит. Половое размножение цветковых
3 Микроспоры более мелкие споры, формирующиеся в микроспорангиях, из них вырастают мужские гаметофиты; мегаспоры более крупные споры, формирующиеся в мегаспорангиях, из них вырастают женские гаметофиты. Половое размножение цветковых
6 Строение цветка: 1. Цветоножка 2. Цветоложе 3. Чашечка из чашелистиков 4. Венчик из лепестков 5. Пестик 6. Тычинки 3+4. Двойной околоцветник Главные части цветка: Андроцей – совокупность тычинок (дом для мужчин). Гинецей – совокупность пестиков (дом для женщин). Цветок – видоизмененный побег, предназначенный для образования спор и полового размножения, заканчивающегося образованием семян и плодов. Морфология цветка
7 Гинецей образован плодолистиками, образующими один или несколько пестиков. В пестике различают: рыльце, столбик, завязь. Функции? Морфология цветка
8 Олимпиадникам В настоящее время разделяют три вида гинецеев: 1) Монокарпный гинецей состоит из единственного пестика с краевой плацентацией. 2) Апокарпный гинецей состоит из множества самостоятельных пестиков, отличается краевой плацентацией. 3) Ценокарпный гинецей состоит из нескольких сросшихся пестиков. Выделяют три разновидности ценокарпного геницея: синкарпный несколько сросшихся стенками пестиков, плацентация центрально-угловая; паракарпный то же, но стенки пестиков не сохранились, плацентация постенная; лизикарпный отличается от паракарпного колончатой (центральной) плацентацией.
9 Мегагаметогенез. Ядро споры претерпевает три митотических деления и образуется восьмиядерная клетка. 3 ядра отходят к одному полюсу и образуется яйцеклетка (n) и две синергиды (n), 3 ядра – к другому полюсу – антиподы (n), два ядра в центре сливаются – образуется центральная клетка (2n). Образуется женский гаметофит – зародышевый мешок (7 клеток). В завязи пестика –семязачаток (семяпочка). Может быть несколько – сколько семян, столько и семяпочек. Мегаспорогенез. Центральная часть семязачатка – нуцеллус, окруженный интегументами. Одна из его клеток (2n) претерпевает мейоз и образуется 4 споры (n), из которых 3 отмирают, так образуется мегаспора (n). Морфология цветка
11 Микрогаметогенез – процесс превращения микроспор в мужские гаметофиты. Ядро споры делится митотически, образуется двуядерная клетка с вегетативным и генеративным ядром. Из генеративной позже образуются два спермия. Оболочка пыльцевого зерна представлена двумя оболочками – экзиной и интиной. Микроспорогенез. На каждой тычиночной нити находится пыльник, состоит из 2 половинок, в каждой два пыльцевых гнезда – микро-спорангия. В них из микроспороцитов (2n) в результате мейоза образуются микроспоры (n). Микроспорогенез, микрогаметогенез
12 Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать. Она набухает, и ее содержимое, одетое интиной, начинает выпячиваться через поры экзины. В результате вегетативная клетка образует пыльцевую трубку, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки растворяет ткани рыльца и столбика. Микроспорогенез, микрогаметогенез
13 Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу из который развивается зародыш семени; Второй с центральным ядром зародышевого мешка, образуя триплоидное ядро, из которого формируется эндосперм. Синергиды и антиподы дегенерируют. Этот процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение
15 Из интегументов образуется семенная кожура. Из всего семязачатка – семя. Из стенок завязи – околоплодник. В целом из завязи пестика – плод с семенами. Открыто двойное оплодотворение в 1898 году русским ботаником С.Г.Навашиным. Двойное оплодотворение
16 Подведем итоги: Строение цветка: 1. Цветоножка 2. Цветоложе 3. Чашечка из чашелистиков 4. Венчик из лепестков 5. Пестик 6. Тычинки 3+4. Двойной околоцветник Главные части цветка: Андроцей – совокупность тычинок (дом для мужчин). Гинецей – совокупность пестиков (дом для женщин).
18 Подведем итоги: Мужской гаметофит цветковых растений представлен: Пыльцевым зерном. Генеративная клетка пыльцевого зерна делится и образует : Два спермия. Семязачаток снаружи защищен: Интегументами. Женский гаметофит цветковых растений представлен: Зародышевым мешком. Двойное оплодотворение было открыто русским ученым: С.Г.Навашиным. Зародыш семени развивается: Из оплодотворенной яйцеклетки. Эндосперм образуется из: Триплоидного центрального ядра. Кожура семени образуется из: Интегументов. Околоплодник формируется из: Стенок завязи. Спорофит цветковых растений: Листостебельное растение. Мейоз у цветковых и всех высших растений происходит: При образовании спор.
Так уж эволюционно сложилось у растений, что живут они с чередованием гаметофита и спорофита. У споровых гаметофит и спорофит были двумя разными растениями, на одном из которых формировались гаметы, на другом - споры. Когда на свет появились голосеменные, а затем уже и покрытосеменные, у них гаметофит перестал существовать как отдельный организм, но суть процесса сохранилась - сперва образуются споры, а уже затем - гаметы.
Процесс образования спор - СПОРОГЕНЕЗ. Причем мужские споры образуются совсем мелкие - МИКРОСПОРЫ, а значит и сам спорогенез становится МИКРОСПОРОГЕНЕЗОМ. Женские же споры большие - МЕГАСПОРЫ (или макроспоры), поэтому и спорогенез - МЕГАСПОРОГЕНЕЗ.
Затем после стадии спорогенеза из спор формируются гаметы. Процесс образования гамет - ГАМЕТОГЕНЕЗ. Он тоже считается МИКРОГАМЕТОГЕНЕЗОМ, если образуются мужские половые клетки, и МЕГАГАМЕТОГЕНЕЗОМ - если женские.
Стадия гаметофита существует, но гаметофит уже никогда не станет самостоятельным растением. Мужским гаметофитом является ПЫЛЬЦЕВОЕ ЗЕРНО. Женским гаметофитом - ЗАРОДЫШЕВЫЙ МЕШОК.
МИКРОСПОРОГЕНЕЗ И МИКРОГАМЕТОГЕНЕЗ
Действие происходит в пыльниках. Из материнских клеток микроспор мейозом формируется ТЕТРАДА гаплоидных МИКРОСПОР. Каждая из них обособляется. На этом микроспорогенез завершается и начинается микрогаметогенез.
Микроспоры покрываются двумя оболочками, а сами клетки делятся один раз митозом, формируя вегетативную (сифоногенную) и генеративную (антеридальную) клетки. Формируется ПЫЛЬЦЕВОЕ ЗЕРНО - гаметофит. Когда пыльцевое зерно попадет на рыльце пестика, вегетативная клетка даст начало пыльцевой трубке, а генеративная клетка разделится митозом на ДВА СПЕРМИЯ.
МЕГАСПОРОГЕНЕЗ И МЕГАГАМЕТОГЕНЕЗ
Оба процесса проходят в семязачатке пестика. Из материнской клетки мегаспоры мейозом образуются четыре клетки, три из которых дегенерируют, а одна остается - это МЕГАСПОРА, которая даст начало зародышевому мешку.
Мегаспора разрастается, ее ядро трижды делится митозом, формируя 8 ядер, по 4 у каждого полюса. Два ядра соединяются в центре и образуют ЦЕНТРАЛЬНУЮ КЛЕТКУ, одно ядро становится ЯЙЦЕКЛЕТКОЙ, две - синергидами, и три - антиподами.
У растений и животных пути образования гамет различаются. У растений половые клетки возникают путем деления соматических клеток, по-другому митозом. У животных же помимо митоза есть и мейоз.
Гаметогенез растений
Перед самим процессом образования гамет в пыльниках тычинок образуются микроспоры. Образование мужских половых клеток непосредственно связано с делением материнской клетки путем митоза. Так, из одной клетки получаются четыре микроспоры, каждая из которых имеет гаплоидный набор хромосом. После этого происходит деление одной из получившихся спор с образованием мужского гаметофита. Он, в свою очередь, состоит из большой вегетативной и маленькой генеративной клетки. После деления гаметофит покрывается плотной оболочкой и образует пыльцевое зерно. Иногда, в процессе созревания пыльцы или же после переноса её на рыльце пестика, маленькая генеративная клетка делится митозом, в результате которого образуется две неподвижные мужские половые клетки, называемые спермиями. Из вегетативной же клетки, после опыления, образуется пыльцевая трубка, способствующая проникновению спермиев в завязь пестика для оплодотворения.
Рис. 1 Образование мужского гаметофита
Образование женских половых клеток у растений называется мегагаметогенезом. Этот процесс происходит в завязи пестика, предшествующий процесс – мегаспорогенез, вследствие которого из мегаспоры материнской клетки путём двух последовательных мейотических делений образуется четыре мегаспоры. Одна из этих мегаспор три раза делится митозом, при этом получается зародышевый мешок с восемью ядрами, называющийся женским гаметофитом. После, цитоплазмы дочерних клеток обособляются, и одна из образовавшихся клеток становится яйцеклеткой, по бокам которой расположены синергиды, на противоположном конце зародышевого мешка образуются три антипода, в центре же формируется диплоидная центральная клетка, возникшая в результате слияния двух гаплоидных ядер.
Рис. 2 Образование женского гаметофита
Развитие половых клеток у животных
Существуют два процесса образования половых клеток у животных, сперматогенез (образование мужских половых клеток) и овогенез (образование женских половых клеток).
У человека сперматогенез осуществляется в семенниках (по-другому яичках) и подразделяется на четыре следующих друг за другом периода: размножение, рост, созревание и окончательное формирование.
Период размножения характеризуется тем, что первичные половые клетки делятся путём митоза, в результате чего, вначале образуется диплоидные сперматогонии. Во время роста сперматогонии накапливают в цитоплазме питательные вещества, размеры их увеличиваются и они преобразуются в первичные сперматоциты, которые также называют сперматоциты первого порядка. После этого, начинается период созревания, в котором они вступают в мейоз. Результатом произошедшего мейоза является образование сначала двух вторичных сперматоцитов, или сперматоцитов второго порядка, с последующим образованием четырёх гаплоидных клеток с большим количеством цитоплазмы – сперматид. В период формирования сперматиды формируют жгутик, превращаясь в сперматозоиды, утрачивая при этом почти всю цитоплазму.
Сперматозоиды – это очень мелкие подвижные мужские половые клетки, они состоят из головки, шейки и хвостика.
В головке имеется ядро и акросома, представляющая собой видоизменённый комплекс Гольджи, который обеспечивает в процессе оплодотворения растворение оболочки яйцеклетки. Шейка сперматозоида является местонахождением центриолей клеточного центра. Основа хвостика образована микротрубочками, которые и обеспечивают движение сперматозоида, также в нём находятся митохондрии, синтезирующие энергию АТФ для движения сперматозоида.
Образование женских половых клеток. Овогенез.
У человека процесс образования яйцеклеток (овогенез) происходит в яичниках.
Яйцеклетка – крупная половая клетка, содержащая гаплоидный набор хромосом и большое количество запасных питательных веществ, необходимых для последующего развития зародыша. Она покрыта четырьмя оболочками для предотвращения повреждения её различными факторами.
Овогенез проходит в три стадии, или периода, которые соответственно называются: размножения, роста и созревания. Периоды размножения и роста происходят ещё во внутриутробном состоянии организма человека. Из первичных половых клеток формируются диплоидные оогонии, превращающиеся затем в диплоидные ооциты первого порядка, или первичные ооциты. Далее следует период созревания, с протекающими в нём процессами митоза и цитокинеза. Этот период характеризуется неравномерным делением цитоплазмы материнской клетки, поэтому, вначале формируется один ооцит второго порядка, или вторичный ооцит, после чего из вторичного ооцита образуется яйцеклетка. Яйцеклетка имеет большой запас питательных веществ и сохраняет второе полярное тельце. Первое же полярное тельце делится на две части. Образовавшиеся полярные тельца забирают избыток наследственного материала.
Рис. 3 Сперматогенез и овогенез
Деление клетки как основа размножения, индивидуального развития организмов. Роль митоза и мейоза
Деление клеток – это основной процесс, который лежит в основе размножения, роста и развития всех живых организмов. В результате деления из одной материнской клетки образуется две дочерних идентичных материнскому организму клетки. Рост различных органов и тканей растений и животных возможен только благодаря процессу деления.
Роль митоза. Основным способом деления клетки является митоз. Его биологическое значение в том, что этот процесс лежит в основе роста и вегетативного размножения всех организмов, которые имеют в составе клетки ядро (эукариоты). Благодаря митозу, число хромосом в клеточных поколениях остаётся постоянным, таким образом, дочерний организм получает точно такой же набор хромосом, следовательно, такой же генетический материал, который содержался в ядре материнской клетки.
Роль мейоза. Биологическое значение мейоза заключается в том, что этот процесс поддерживает постоянное число хромосом при наличии полового процесса. Важным является то, что в процессе мейоза происходит кроссинговер, в результате которого происходит обмен генетической информацией и появление в хромосомах новых наследственных признаков. Таким образом, мейоз обеспечивает свойства комбинативной изменчивости, результатом которой служат новые сочетания признаков при дальнейшем оплодотворении.
Эти два процессы играют важнейшую роль в жизнедеятельности каждого организма. Именно они лежат в основе онтогенетического и филогенетического развития живых организмов.
Микроспорогенез протекает аналогично сперматогенезу у животных, вплоть до образования сперматид, а мегаспорогенез соответствует образованию ооцита И.
Процесс гаметогенеза у растений в принципе сходен с таковым у животных, но протекает несколько отличным путем. У растений отсутствует зачатковый путь в том смысле, как это имеет место у животных.
В субэпидермальной ткани молодого пыльника, называемой археспорием, каждая клетка после ряда делений становится материнской клеткой пыльцы, которая проходит все фазы мейоза.
В результате двух мейотических делений возникают четыре гаплоидные микроспоры. Они лежат четверками, их называют тетрадами спор.
При созревании тетрады распадаются на отдельные микроспоры. 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 ее 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 еще в пыльцевом зерне или в пыльцевой трубке. В результате образуются две мужские половые клетки, которые, в отличие от сперматозоидов животных, не способны к движению и называются спермиями.
Таким образом, из одной споры с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три клетки. Две из них — спермии и одна вегетативная.
Мегаспорогенез и мегагаметогенез. В субзпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, часто только одна. Клетка археспория растет, превращаясь в материнскую клетку мегаспоу.
В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор. Каждая из клеток тетрады гаплоидна. Однако только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют (моноспорический тип развития). Судьба этих клеток напоминает судьбу редукционных телец при созревании яйцеклеток у животных.
На следующем этапе осуществляется мегагаметогенез. Оставшаяся функционировать мегаспора продолжает расти, и затем ее ядро претерпевает ряд митозов. При этом сама клетка не делится, она образует зародышевый мешок.
У разных растений число митозов может варьировать от одного до трех. У большинства растений (70% видов покрытосеменных) бывает три деления, в результате возникает восемь одинаковых ядер. Во время 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. В дальнейшем ядра обособляются в самостоятельные клетки, имеющие значительное количество цитоплазмы. Из четырех клеток, располагающихся у микропиле, три клетки — яйцеклетка и две так называемые синергиды — образуют яйцевой аппарат. Синергиды играют вспомогательную роль при оплодотворении, они скоро разрушаются. Четвертое ядро отходит к центру зародышевого мешка, где сливается с одним из ядер, отошедшим от халазального конца. Слившиеся в центральной части два гаплоидных ядра образуют одно диплоидное — вторичное, или центральное, ядро зародышевого мешка. Оставшиеся у халазального конца зародышевого мешка три ядра обособляются в клетки; они называются антиподами. Антиподы, так же как и синергиды, играют вспомогательную роль при развитии зиготы и вскоре разрушаются.
Таким образом, в результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется 8 одинаковых гаплоидных ядер, из которых только одно образует яйцеклетку.
Рассмотренная схема образования восьмиядерного зародышевого мешка из одной мегаспоры является наиболее типичной. Однако у различных групп растений этот процесс протекает весьма разнообразно.
Кроме моноспорического типа развития, который только что рассмотрен, существуют и другие. При различных типах развития зародышевого мешка сохраняется разное'1 количество мегаспор, возникших в результате мейоза и готовых к дальнейшим митотическим делениям (если сохраняются две мегаспоры — биспорический; четыре — тетраспорический тип развития).
В завязь покрытосеменных растений проникает два спермия, один из них сливается с яйцеклеткой, дав начало диплоидному зародышу. Другой соединяется с центральной диплоидной клеткой. Образуется триплоидная клетка, из которой возникнет эндосперм - питательный материал для развивающегося зародыша .Этот процесс, характерный для всех покрытосеменных, открыт в конце прошлого века С.Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения. Значение двойного оплодотворения,заключается в том, что обеспечивается активное развитие питательной ткани уже после оплодотворения. Поэтому семяпочка у покрытосеменных не запасает питательных веществ впрок и, следовательно, развивается гораздо быстрее, чем у многих других растений, например у голосеменных.
(1/2 B + 1/2 b) X (1/2 B + 1/2 b) = (1/4 BB + 1/4 Bb + 1/4 bB + 1/4 bb)=3/4 с домин и 1/4рецес.
яйцеклетки сперматозоиды сочетание при оплодотворении
Развитие управляющих функций мозга ребёнка: полезные советы и упражнения для педагогов
Сертификат и скидка на обучение каждому участнику
Описание презентации по отдельным слайдам:
Гаметогенез у растений
Учитель биологии
МБОУ СОШ №3 п Акбулак Оренбургской области
Мишнина Лидия Александровна
Задачи:
1.Изучить механизм образования половых клеток у растений
2. Раскрыть особенности гаметогенеза у растений
3.Отработать навыки применения полученных знаний при решении практических заданий
Ключевые понятия урока:
Спора
Гамета
Спорогенез
Гаметогенез
Микроспорогенез
Микрогаметогенез
Мегаспорогенез
Мегагаметогенез
Вспомним строение цветка
Цветок
Околоцветник
Главные части
Простой
(венчик)
Двойной
(венчик, чашечка)
Пестик (рыльце, столбик,
завязь)
Тычинки
(пыльник, тычиночная нить)
пыльник
пыльцевые зерна
семяпочки
рыльце
столбик
тычиночная нить
лепесток
чашелистик
завязь
Особенности гаметогенеза у растений
Процесс формирования половых клеток у растений подразделяется на два этапа:
1-й этап — спорогенез — завершается образованием гаплоидных клеток — спор
2-й этап — гаметогенез — происходит ряд
делений гаплоидных клеток, образуются зрелые гаметы
Микроспорогенез
В субэпидермальной ткани молодого пыльника обособляется специальная спорогенная ткань, называемая археспорием.
Каждая первичная археспориальная клетка в результате двух мейотических делений образует четыре гаплоидные микроспоры
В дальнейшем генеративная клетка, вновь делится.
Это деление может осуществляться еще 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 спермиями
Мегаспорогенез
семяпочки
завязь
В субэпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, она растет, превращаясь в материнскую клетку мегаспоры.
В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор, только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют.
В результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется 8 наследственно одинаковых гаплоидных ядер, из которых только
одно дает яйцеклетку
Запомни!
У растений в результате двух мейотических делений возникает гаплоидная спора, из которой в результате митотических делений развивается гаметофит
Пыльцевое зерно – мужской гаметофит
Зародышевый мешок – женский гаметофит
Используем теорию в практике
Задание 1. Вставь пропущенные слова в предложенном ниже тексте
Задание2. Реши задачи №1 и №2
( грамотно сформулируй и запиши три элемента ответа для каждой задачи)
У растений диплоидный спорофит образует гаплоидные споры путем _______,в результате чего происходит________ числа хромосом.
Гаметы у растений образуются в результате ________.
В результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется____наследственно одинаковых гаплоидных ядер, из которых только одно дает __________.
Из одной споры с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три клетки. Две из них ________ и одна____________.
яйцеклетку
мейоза
редукция
митоза
8
вегетативная
спермии
Задача №1
Какой хромосомный набор характерен для спермиев и восьмиядерного зародышевого мешка семязачатка цветкового растения? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1.Спермии имеют одинарный набор хромосом, они образуются путем митоза из микроспоры.
2.Клетки зародышевого мешка гаплоидны, но в центре находится диплоидное ядро (образовалось в результате слияния двух ядер) - это уже не восьмиядерный , а семиклеточный зародышевый мешок- женский гаметофит.
3. Гаметофит образуется путем митотического деления из гаплоидной споры.
Задача №2
Какой хромосомный набор характерен для гамет и спор растения мха кукушкина льна? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления они образуются.
Ответ:
1.Гаметы кукушкина льна образуются на гаплоидном гаметофите путем митоза
2.Споры кукушкина льна образуются на диплоидном спорофите путем мейоза
3.Набор хромосом у спор и гамет гаплоидный
Читайте также: