Установите последовательность этапов микроспорогенеза у растений

Добавил пользователь Валентин П.
Обновлено: 19.09.2024

Методические матералы содержат план-конспект урока "Двойное оплодотворение у высших цветковых растений" и задания для контроля и коррекции знаний по данной теме.

Вложение	Размер
конспект урока "Двойное оплодотворение у высших цветковых растений"	406 КБ
задания к уроку двойное оплодотворение у высших цветковых растений	45.27 КБ

Предварительный просмотр:

Раздел: Общая биология 10 класс

у высших цветковых

Тип урока: комбинированный (изучение нового материала и первичное закрепление).

Форма урока: школьная лекция с отработкой полученных знаний.

Формы организации познавательной деятельности учащихся: фронтальная, индивидуальная, парная.

Цели урока: Знать:

 особенности микроспорогенеза и микрогаметогенеза, мегаспорогенеза и мегагаметогенеза у высших цветковых растений;

 механизм двойного оплодотворения у высших цветковых растений, его значение;

 устанавливать взаимоотношения двойным оплодотворением и прямым влиянием пыльцы на признаки эндосперма у высших цветковых растений;

 навыками работы с мини-словарём, вести записи тезисов лекции.

Оборудование: блок – предписание на каждый стол;

мини-словарь на каждый стол;

Литература к уроку : Ярыгин В.Н. Биология для поступающих в вузы. – М.: Высшая школа, 2000.

Дидактические условия проведения урока

семязачаток,

спермий,

яйцеклетка,
оплодотворение,
спорангий,
эндосперм,
зигота,
митоз,
мейоз,
диплоидность,
гаплоидность,
доминантный признак,
рецессивный признак,
зародышевый мешок

Эти понятия являются необходимой базой для формирования новых, изучаемых в данной теме понятий:

гаметофит,
спорофит,
мегаспора, мегаспорангий и мегаспорогенез,
микроспора, микроспорангий и микроспорогенез,
микропиле, нуцеллус, интегументы, халаза, синергиды, антиподы,
ксенийность
экзина и интина, спорополленин.

Цель урока: Углубить знания о механизме двойного оплодотворения у высших цветковых растений и установить его значение.

Этап 1: Цель: проверка знаний.
Этап 2: Цель : восстановление опорных знаний.
Этап 3: Цель: ознакомится с механизмом микроспоро- и микрогаметогенеза.
Этап 4: Цель: ознакомится с механизмом мегаспоро- и мегагаметогенеза.
Этап 5: Цель: ознакомится с механизмом двойного оплодотворения и установить связь между ним и прямым влиянием пыльцы на признаки эндосперма у высших цветковых растений.
Этап 6: Цель: определить значение двойного оплодотворения.
Этап 7: Итоги урока . Выполнение тестовых заданий.

В ходе поэтапного изучения и проработки каждого блока урока сформированы прочные знания по теме;
Решение проблемных вопросов способствовало активизации творческого мышления учащихся и позволило объединить воедино все блоки урока;
Закреплены навыки работы со справочными материалами;

Выполнение тестовых заданий позволило выявить пробелы в знаниях.

Оргмомент. Проверка знаний.

Обращает внимание учащихся на тему урока и просит сформулировать цели урока.

Формулирует вопросы, предлагает учащимся ответить на них.

Какое строение имеют яйцеклетки, и какие типы яйцеклеток вам известны?

Дайте определение оплодотворения. Какие способы оплодотворения вам известны?

Формулируют цели урока.

Учащийся готовит ответ у доски с использованием демонстрационного материала.

Пока готовится 1-й учащийся, 2-й отвечает с места.

После ответа 1-го учащегося отвечает 3-й.

Отвечает 4-й учащийся

Актуализация опорных знаний.

Мы с вами определили цели урока: выявить особенности процесса оплодотворения у высших цветковых растений и выяснить значение этого процесса.

(Организуется фронтальная беседа).

- Какой орган покрытосеменных растений выполняет функции бесполого и полового размножения?

- Какие части цветка являются главными?

- Какое строение имеет тычинка, и каково её значение?

/Тычиночная нить, пыльник. В

пыльниках созревает пыльца./

- Какое строение имеет пестик, и каково его значение?

/Рыльце, столбик, завязь.

В завязи формируются семязачатки/

- Какой процесс предшествует образованию семян?

/Опыление и оплодотворение/

Для того чтобы понять механизм оплодотворения у цветковых растений ознакомимся с процессом формирования гамет у них. (Будьте внимательны, после объяснения вам предстоит выполнить самостоятельную работу).

У высших споровых растений большая часть жизненного цикла представлена диплоидной фазой – стадией спорофита /найдите в словаре определение этого понятия/.

Однако гаплоидные клетки, образующиеся в результате мейоза, - микроспоры и мегаспоры, дают начало редуцированному мужскому и женскому гаметофитам , которые гаплоидны. /Организуется работа со словарём/.

В свою очередь, они формируют мужские половые клетки – спермии и женские – яйцеклетки.

Этап III Блок I - Процесс микроспорогенеза и микрогаметогенеза.

I. Организуется работа со словарём. Найдите определения понятий: микроспорогенез, микроспорангий, микроспороцит, микроспора.

Комментарий к схеме: /Лекция учителя с элементами беседы и с демонстрацией таблиц. Работа со словарём./

В пыльцевом мешке содержатся микроспороциты. Каждый микроспороцит претерпевает мейоз и образует четыре пыльцевых зерна.

Непосредственно после мейоза можно видеть тетрады молодых пыльцевых зёрен. У каждого пыльцевого зерна образуется толстая стенка, поверхность которой часто бывает причудливо скульптурирована, причём характер узоров специфичен для вида или рода.

Наружная стенка, или экзина , состоит из спорополленина , одного из самых устойчивых веществ, существующих в природе. И благодаря этому оболочки пыльцевых зёрен могут сохраняться, не изменяясь, на протяжении длительного времени, иногда миллионы лет.

Внутренняя оболочка тонкая – носит название – интина.

Затем ядро микроспоры делится надвое путём митоза, образуя генеративное ядро и вегетативное ядро (или ядро пыльцевой трубки).

После этого содержимое пыльцевого зерна можно рассматривать как эквивалент мужского гаметофита, поскольку из генеративного ядра в дальнейшем образуются мужские гаметы, в результате второго митотического деления.

Этап IV. Блок II - Процесс макроспорогенеза и макрогаметогенеза.

В завязи образуются один или несколько семязачатков; каждый из которых прикреплён к стенке завязи в месте, называемом плацентой, с помощью короткой ножки – фуникулуса (семяножки), по которой к развивающемуся семязачатку поступают питательные вещества и вода.

Главную часть семязачатка составляет нуцеллус , окружённый двумя защитными покровами – интегументами . На одном конце семязачатка слева имеется маленькая пора – микропиле (пыльцевход). Другой его конец, где фуникулус сливается с нуцеллусом и интегументами, называется халазой .

В нуцеллусе, у его микропилярного конца, начинает развиваться одна материнская клетка мегаспоры, известная под названием материнской клетки зародышевого мешка. Эта диплоидная клетка делится путём мейоза и образует тетраду мегаспор, три из которых в дальнейшем дегенерируют, а четвёртая даёт начало зародышевому мешку.

После периода роста ядро мегаспоры делится митозом до трёх раз, в результате чего образуется восемь гаплоидных ядер. Затем эти восемь ядер группируются по четыре. Одна четвёрка – вблизи микропиле – места проникновения спермия, а другая на противоположном конце зародышевого мешка. Из первой четвёрки одно ядро обособляется и даёт начало ядру яйцеклетки, ещё два ядра образуют т.н. синергиды , которые после оплодотворения яйцеклетки разрушаются. Четвёртое ядро мигрирует в центр зародышевого мешка. Из другой четвёрки, отошедших к противоположному концу зародышевого мешка, три образуют клетки – антиподы , а одно ядро также мигрирует в центр, где и сливается с ядром, отошедшим от микропиле. Так образуется диплоидное центральное ядро .

(Прежде чем продолжить лекцию, целесообразно, используя демонстрационный материал «Строение зерновки пшеницы восстановить опорные знания.) Для этого учащимся предлагается ответить на ряд вопросов:

- Из чего развивается плод?

- Как называется плод злаковых?

- Из чего развивается семя?

- Какое строение оно имеет?

- Каково значение каждой части семени?

(После систематизации знаний лекция продолжается).

Признаки организма, заложенные при оплодотворении. Могут быть учтены только после высева семян и выращивания из них растений следующих поколения. В то же время признаки эндосперма можно учесть непосредственно на семенах, завязавшихся в результате опыления в год скрещивания. Это явление – прямое влияние пыльцы на признаки эндосперма – было названо В. Фоке (1881г) ксениями.

Так, если кукурузу белозёрного сорта (белые зёрна – рецессив) опылить пыльцой жёлтозёрного (доминант) сорта, то образуются жёлтые семена, несмотря на то, что они развиваются на растениях белозёрного сорта.

Наиболее яркий пример ксенийности – наличие в одном початке кукурузы по-разному окрашенных зерновок (результат расщепления).

Долгое время механизм ксений был непонятным. Ответ на этот, мучивший учёных вопрос, смог дать русский учёный – цитолог и эмбриолог растений.

/Учащиеся работают с криптограммой (см. приложение) в малых группах или парах. По окончании работы проводится проверка./

(После выступления учащегося продолжается лекция.)

Этап V. Блок III – Двойное оплодотворение.

Оплодотворение у растений состоит из следующих этапов.

После попадания пыльцевого зерна, эпидермальные клетки рыльца выделяют раствор сахарозы, которая стимулирует прорастание пыльцы. Пыльцевое зёрно набухает и всё его содержимое, одетое наружной оболочкой (экзиной), начинает выпячиваться через поры, образуется пыльцевая трубка, которая проникает вглубь столбика по направлению к завязи.

При прорастании на рыльце пестика нескольких пыльцевых трубок лишь одна из них достигает зародышевого зерна и проникает через микропиле. При соприкосновении конца пыльцевой трубки с синергидами она разрывается, а синергиды разрушаются. Два спермия вместе с содержимым пыльцевой трубки попадает внутрь зародышевого мешка. Один из них сливается с гаплоидным ядром яйцеклетки, в результате чего образуется зигота, дающая начало зародышу.

1-й спермий(n) + яйцеклетка (n) зигота (2n) митоз мноклет.

В данном случае имеет место гетерогамия (или анизогамия), поскольку количество цитоплазмы, вносимое в зиготу яйцеклеткой, значительно больше того, которое поступает со спермием. Тем не менее, с цитоплазмой спермия у некоторых растений могут передаваться и пластиды.

Второй спермий, проникший в зародышевый мешок, сливается с центральным диплоидным ядром. Так возникает триплоидное ядро, дающее начало питательной ткани – триплоидному эндосперму.

2-й спермий (n) + центральная триплоидная эндосперм

клетка (2n) клетка (3n) (3n)

Антиподы также разрушаются и ли дегенерируют.

- В чём же причины ксенийности?

/Ожидаемый ответ. Если спермии пыльцевого зерна имеют диплоидный аллель гена, контролирующего определённый признак эндосперма (например, окраску), то развитие соответствующего признака будет определяться этим аллелем после слияния ядра спермия центрального ядра зародышевого мешка, из которого и образуется эндосперм, т.е. эндосперм имеет гибридное происхождение./

Этап VI. Блок IV – Значение двойного оплодотворения.

(По завершении самостоятельной работы перед учащимися предлагается проблемные вопросы.)

Вопрос 1: - Как вы думаете, в чём заключается значение двойного оплодотворения?

Вопрос 2: - Найдите связь между двойным оплодотворением и господствующим положением покрытосеменных растений.

/Ожидаемый ответ. Значение 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, голосеменных. Этим и объясняется господствующее положение покрытосеменных растений на Земле./

Микроспорогенез – это процесс образования микроспор в микроспорангиях, которыми являются гнезда пыльника. Клетки спорогенной ткани несколько раз последовательно делятся митозом. В результате этого формируются диплоидные (2n) микроспороциты (материнские клетки микроспор). Каждый микроспороцит делится однократно мейозом, в результате чего возникает тетрада (четыре) гаплоидных (n) микроспор. Микроспора – это тонкостенная клетка с одним гаплоидным ядром. Чаще всего стадия тетрады кратковременна, поэтому микроспоры быстро обособляются друг от друга. Иногда тетрады микроспор сохраняются, образуя в последующем тетрады пыльцевых зерен (рогоз, элодея, вересковые, росянка).

Микрогаметогенез – это процесс образования из микроспоры мужского гаметофита (пыльцевого зерна). У покрытосеменных растений развитие мужского гаметофита сводится к одному митотическому делению. Микроспора делится митозом, в результате образуется пыльцевое зерно (пылинка).

Пыльца – это совокупность пыльцевых зерен, образующихся в гнездах пыльника (рис. 8). Форма пыльцевых зерен может быть разнообразной: шаровидная, эллипсовидная, нитевидная и др. Их размер варьирует от 2 мкм (незабудка) до 250 мкм (тыква). Пыльца имеет гаплоидный набор хромосом. Форма и строение пыльцы являются постоянными наследственными признаками.

Рис. 8. Строение и развитие пыльцевого зерна:

А – микроспора; Б – пыльцевое зерно; В – формирование пыльцевой трубки; Г – часть пыльцевой трубки; 1 – экзина;

2 – интина; 3 – вегетативная клетка; 4 – генеративная клетка;

5 – два спермия

Пыльцевое зерно у покрытосеменных растений состоит из двух клеток, покрытых общей оболочкой (спородермой). Одна маленькая клетка называется генеративной (спермагенной), вторая большая – сифоногенной (клеткой пыльцевой трубки). Генеративная клетка однократно делится, в результате чего образуются два спермия (рис. 8).

Спермий – это гаплоидная гамета, лишенная жгутика. Спермии перемещаются по пыльцевой трубке, достигают зародышевого мешка и участвуют в оплодотворении.

Формирование мужского гаметофита происходит в пределах спородермы, которая сохраняется и входит в состав пыльцевого зерна. Спородерма состоит из двух слоев:

1) экзина – наружный толстый слой; он состоит из стойких веществ спорополленинов, которые нерастворимы в кислотах и щелочах. Часто экзина несет специальные выросты и скульптурные утолщения, особенно развитые у пыльцы растений, опыляемых насекомыми;

2) интина – внутренний тонкий слой, который состоит из целлюлозы и пектина.

Признаки строения, формы, положения, число тычинок, а также сам тип андроцея имеют большое значение для систематики покрытосеменных и познания их филогении.

1. Что представляет собой андроцей?

– совокупность лепестков одного цветка;

– совокупность чашелистиков одного цветка;

– совокупность тычинок одного цветка;

– совокупность пестиков одного цветка.

2. Каковы особенности строения двусильного андроцея?

– две тычинки длиннее остальных;

– две тычинки короче остальных;

– все тычинки различаются по длине;

– тычинки в результате срастания сформировали две группы.

3. Какие растения имеют четырехсильный андроцей?

– люпин, клевер, горох;

– яблоня, земляника, малина;

– капуста, рапс, редька;

– мята, шалфей, чабрец.

4. Как называется андроцей, для которого характерно срастание всех тычинок в одну группу?

5. Какие растения имеют двубратственный андроцей?

– люцерна, клевер, горох;

– яблоня, земляника, малина;

– капуста, рапс, редька;

– мята, шалфей, чабрец.

6. Какие растения имеют двусильный андроцей?

– люцерна, клевер, горох;

– яблоня, земляника, малина;

– капуста, рапс, редька;

– мята, шалфей, чабрец.

7. Каковы морфологические части тычинки?

– тычиночная нить, рыльце, пыльник;

– столбик, связник, пыльник;

– тычиночная нить, связник, пыльник;

– рыльце, столбик, завязь.

8. Сколько пыльцевых гнезд (микроспорангиев) имеет каждый пыльник?

9. Где в тычинке проходят микроспорогенез и микрогаметогенез?

10. Какая ткань покрывает пыльник?

11. Для какого слоя пыльника характерна многоядерность клеток?

12. Какой слой способствует вскрыванию гнезд пыльника?

13. Из какой ткани путем деления клеток мейозом образуются микроспоры?

14. Как называется процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника)?

15. Какой набор хромосом характерен для микроспор?

16. Как называется процесс образования из микроспоры мужского гаметофита?

17. Чем у покрытосеменных растений представлен мужской гаметофит?

– восьмиядерным зародышевым мешком;

18. Из каких клеток состоит пыльцевое зерно у покрытосеменных растений?

– спермагенная и сифоногенная клетки;

– антеридиальная и спермагенная клетки;

– антеридиальная и сифоногенная клетки;

– антеридиальная, спермагенная и сифоногенная клетки.

19. Как называются гаплоидные мужские гаметы, лишенные жгутиков?

20. В результате однократного деления какой клетки образуются два спермия?

Схема жизненного цикла гидроидных (Соrynе): А — полипы, выпочковывающие медуз; Б — свободноплавающая медуза; В — яйцо; Г — планула. Полипы гидроидных лишены способности к половому размножению, зато они выпочковывают или отделяют не только подобных себе полипов, но совершенно не похожих на них медуз. Медузы и являются половыми особями. У гидрополипов медузы возникают из почек. Вначале такая почка внешне похожа на обычную почку, из которой развивается полип, но затем появляются отличия. Медузоидная почка сильно увеличивается в размере, становится полупрозрачной, внутри ее появляются 4 радиально расположенных канала и отходящий от места их скрещивания ротовой хоботок. Теперь молодая медузка внешне напоминает маленький колокольчик или зонтик. Вскоре она отрывается от колонии полипов и уплывает. Медузы самостоятельно питаются и увеличиваются в размерах, затем у них возникают половые железы. Яйца и сперма выбрасываются прямо в морскую воду, где происходит оплодотворение яиц. Из яиц возникает личинка — планула. На схеме в задании показан типичный жизненный цикл на примере гидроида из рода Корине (Соrynе sarsii).

2. Установите последовательность этапов в цикле развития мхов, начиная с прорастания споры.

1) образование предростка

2) оплодотворение при наличии воды

3) прорастание споры

4) развитие на предростке женских и мужских растений мха

5) созревание на мужских растениях сперматозоидов, на женских — яйцеклеток

6) развитие из зиготы на женском растении коробочки со спорами

Из споры образуется предросток, на котором развиваются стебель с листьями и половыми органами, сперматозоид по воде переплывает к яйцеклетке, после оплодотворения образуется коробочка со спорами.

Биология ЕГЭ 100БАЛЛОВ запись закреплена

Установите последовательность этапов микроклонального размножения растений (метод культуры клеток и тканей).

1) получение однородной клеточной массы (каллус)
2) формирование проростка
3) посадка проростков в грунт
4) отделение кусочка растительной ткани (эксплант) и помещение его на питательную среду
5) получение проростка (растение-регенерат)
6) разделение клеток и добавление фитогормонов

Читайте также: