Важная особенность цветковых растений дыхание двойное оплодотворение фотосинтез транспирация
Обновлено: 05.07.2024
Уникальная особенность цветковых растений - двойное оплодотворение.
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 ( рис. 77 ). Этот процесс, характерный для всех покрытосеменных, открыт в конце прошлого века С. Г. Навашиным и получил название двойного оплодотворения. Значение двойного оплодотворения, по- видимому, 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.
У цветковых растений имеется ряд особенностей образования половых клеток и оплодотворения. Оплодотворению у них предшествует образование сильно редуцированного гаплоидного поколения - гаметофитов. После оплодотворения прорастание пыльцы цветковых растений начинается с разбухания зерна и образования пыльцевой трубки, которая прорывает спородерму в более тонком ее месте - так называемой апертуре. Кончик пыльцевой трубки выделяет специальные вещества, размягчающие ткани рыльца и столбика, в которые внедряется пыльцевая трубка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходят ядро вегетативной клетки и оба спермия . В огромном большинстве случаев пыльцевая трубка проникает в мегаспорангий ( нуцеллус ) через микропиле семязачатка, реже - иным образом. Проникнув в зародышевый мешок, пыльцевая трубка разрывается, и ее содержимое изливается внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, и образуется диплоидная зигота, дающая затем начало зародышу . Второй спермий сливается со вторичным ядром, располагающимся в центре зародышевого мешка, что приводит к образованию триплоидного ядра, развивающегося затем в триплоидный эндосперм. Весь этот процесс получил название двойного оплодотворения. Он был впервые описан в 1898 г. выдающимся русским цитологом и эмбриологом С. Г. Навашиным. Прочие клетки зародышевого мешка - антиподы и синергиды в оплодотворении не участвуют и довольно быстро разрушаются.
Биологический смысл двойного оплодотворения весьма велик. В отличие от голосеменных, где довольно мощный гаплоидный эндосперм развивается независимо от процесса оплодотворения, у покрытосеменных триплоидный эндосперм образуется лишь в случае оплодотворения. С учетом гигантского числа поколений этим достигается существенная экономия энергетических ресурсов. Увеличение же уровня плоидности эндосперма до 3n, по-видимому, способствует более быстрому росту этой полиплоидной ткани по сравнению с диплоидными тканями спорофита .
Двойное оплодотворение- один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной клеткой зародышего мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки вторичный эндосперм семени, содержащий питательные вещества
ДВОЙНОЕ ОПЛОДОТВОРЕНИЕ, свойственно только цветковым растениям. При двойном оплодотворении один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а второй - с центральной клеткой зародышевого мешка. Из оплодотворенной яйцеклетки развивается зародыш, из центральной клетки - вторичный эндосперм семени, содержащий питательные вещества.
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.
Презентация для урока "размножение и оплодотворение растений" в 6 классе.
Вспомни, что называют размножением.
Цветок – орган семенного размножения
Семенное размножение – половое.
Где у растений находятся половые клетки?
Где у растений находятся половые клетки?
Опыление – перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика.
Самоопыление – перенос пыльцы с тычинки на пестик в пределах одного цветка (пшеница, рис, горох)
Перекрёстное опыление – пыльца цветка одного растения переносится на пестик цветка другой особи
Способы перекрёстного опыления:
Опыление при помощи воды
Встречается у водных растений (элодея, валлиснерия).
Пестичные цветки выносятся на поверхность воды. После опыления цветонос закручивается и втягивает цветок под воду, где происходит созревание плода.
Тычиночные цветки собраны в пучках. После созревания они отрываются и всплывают. Опыление происходит в результате контакта тычинок в с рыльцами пестиков.
Опыление при помощи насекомых
Насекомоопыляемые растения – растения, которые опыляются с помощью насекомых (пчёлы, шмели, бабочки, жуки).
Опыление при помощи ветра
Ветроопыляемые растения – растения, у которых опыление происходит с помощью ветра (орешник, берёза).
Искусственное опыление
Искусственное опыление - перенос человеком пыльцы из пыльников одного растения на рыльце пестика другого растения для выведения новых сортов или повышения урожайности.
Пыльца прикрепляется к рыльцу пестика благодаря особенностям строения оболочки, с помощью липких сахаристых веществ.
Оплодотворение у цветковых растений
Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а другой центральную клетку зародышевого мешка.
Оплодотворение – это процесс слияния двух клеток, в результате чего происходит образование новой клетки, дающей начало|начало другому организму этого же рода|рода или вида. Что такое двойное оплодотворение у цветковых растений и как оно происходит, читайте в данной статье.
Сущность оплодотворения
Оно происходит в результате слияния двух клеток, женской и мужской, и возникновения диплоидной зиготы. В каждой паре хромосом присутствует одна отцовская и одна материнская клетка. Сущность процесса оплодотворения заключается в том, чтобы восстановить диплоидный набор хромосом и объединить наследственный материал родителей. Их потомство будет более жизнеспособным, так как соединит в себе самые полезные качества от отца и матери.
Оплодотворение — что такое?
Это процесс побуждения яйца|яйца к развитию в результате объединения ядер. Оплодотворение — что такое? Это необратимый процесс, который происходит в результате слияния разнополых гамет и объединения их ядер. Оплодотворённое яйцо не подвергается этой процедуре второй раз.
Но существуют растения, которые воспроизводят новое поколение только при помощи женской гаметы без оплодотворения. Такое размножение называется девственным. Примечательно, что эти два способа размножения у одного вида растений могут чередоваться.
Двойное оплодотворение цветковых растений
Половые клетки обоих начал называются гаметами. Причём женскими являются яйцеклетки, а мужскими – спермии, которые у растений семенных неподвижные, а у споровых – подвижные|подвижные. Оплодотворение — что такое? Это появление особой клетки – зиготы, содержащей наследственные признаки спермия и яйцеклетки.
Цветковые растения обладают сложным оплодотворением, которое называется двойным, поскольку, кроме яйцеклетки, оплодотворяется ещё одна особая клетка. Формирование спермий происходит в пылинках пыльцы, а их созревание осуществляется в тычинках, точнее в их пыльниках. Местом образования яйцеклеток являются семязачатки, расположенные в завязи|завязи пестика. Когда яйцеклетка оплодотворится спермием, из семязачатка начинают развиваться семена|семёна.
Чтобы оплодотворение у цветковых произошло, сначала нужно опылить растение, то есть на рыльце пестика должны попасть пылинки пыльцы. Оказавшись на рыльце, они начинают прорастать внутрь завязи|завязи, в результате чего образуется пыльцевая трубка. Одновременно с этим в пылинке происходит образование двух спермиев. Они не стоят|стоят на месте, а начинают продвигаться к пыльцевой трубке, которая проникает в семязачаток. Здесь в результате деления и удлинения одной клетки происходит образование зародышевого мешка.
Он нужен для расположения в нём яйцеклетки и ещё одной клетки, в которой сосредоточен двойной набор наследственной информации. После этого происходит прорастание пыльцевой трубки в зародышевый мешок и слияние одного спермия с яйцеклеткой, в результате которого образуется зигота, а другого – с клеткой особой. Развитие зародыша происходит из зиготы. Второе слияние образует питательную ткань, или эндосперм, необходимый для питания зародыша в период роста|роста.
Что нужно для существования каждого вида растений?
- Прежде всего необходимо восстановить диплоидный набор хромосом, а в его пределах — их парность.
- Обеспечить материальную непрерывность между поколениями, следующими чередой.
- Объединить в одном виде или роде наследственные свойства двух родителей.
Всё|Все это осуществляется на генетическом уровне. Для того чтобы оплодотворение осуществилось, созревание материнских и отцовских гамет должно произойти одновременно.
Оплодотворение у покрытосеменных растений
Этот процесс впервые охарактеризовал немецкий учёный Страсбургер во второй половине девятнадцатого века|века. Оплодотворение покрытосеменных растений происходит в результате слияния двух ядер разных гамет: с мужским и женским началом. Их цитоплазма не участвует в оплодотворении. Собственно оплодотворение происходит тогда, когда спермий сливается с ядром яйцеклетки.
Местом возникновения спермиев является пыльцевое зерно или пыльцевая труба. Зерно начинает прорастать после того, как попадает|попадает на рыльце. Время начала|начала этого процесса у каждого растения разное, как и время оплодотворения. Например, пыльцевые зерна|зёрна свёклы прорастают через два часа, а кукурузы – моментально. Первый признак прорастания зерна|зёрна – его увеличение в объёме. Обычно одно пыльцевое зерно образует одну трубку. Но некоторые растения не подчиняются этому правилу и образуют несколько трубок, из которых только одна достигает своего развития.
Пыльцевая трубка с передвигающимися по ней спермиями растёт и в конце концов разрывается. Всё|Все её содержимое оказывается внутри зародышевого мешка. Один из проникших сюда спермиев внедряется в яйцеклетку и сливается с её гаплоидным ядром. Оплодотворение — что такое? Это слияние двух ядер: спермия и яйцеклетки. Оплодотворённая яйцеклетка начинает делиться, получаются две новые клетки. Они делятся на четыре и так далее. Таким образом, происходит многократное деление, в результате которого развивается зародыш растения.
Покрытосеменные растения после процесса оплодотворения обладают способностью развивать дополнительный орган|орган, который называется эндоспермом. Это не что иное, как питательная среда зародыша. При слиянии второго спермия и диплоидного ядра|ядра происходит образование определённого набора хромосом, из которых два – материнского происхождения, и один – отцовского. Таким образом, двойное оплодотворение организмов растительного происхождения осуществляется тогда, когда один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой – с ядром клетки, расположенной в центре.
Отличительные черты покрытосеменных растений
Благодаря перечисленным признакам покрытосеменные растения занимают господствующее положение в мире.
Особенность оплодотворения покрытосеменных растений
Она вытекает из того, что эти растения имеют двойное оплодотворение. Уникальная особенность представлена явлением, называемым ксениями. Его смысл заключается в том, что пыльца напрямую влияет на свойства и признаки эндосперма. Для примера возьмём кукурузу.
Она бывает с жёлтыми и белыми семенами|семёнами. Их цвет зависит от оттенка эндосперма. При опылении женских цветков белозёрной кукурузы пыльцой желтозёрного сорта|сорта её окраска всё равно будет жёлтой, хотя развитие эндосперма происходит на растении с белыми зёрнами.
Какую роль играют цветковые растения?
Эти растения насчитывают 13 000 родов|родов и 250 000 видов. Они получили широкое распространение по всему миру. Цветковые растения – это ключевые компоненты биосферы, производящие органические вещества, связывающие углекислоту и выделяющие кислород. Пастбищные цепи питания начинаются именно с них. Многие разновидности цветковых растений человек использует в пищу|пищу. Из них строят жилища|жилища и изготавливают различные хозяйственные материалы.
Не обходится без них и медицина. Отдельные виды покрытосеменных растений являются господствующими на планете, им отводится решающая роль в формировании покрова|покрова растительности и создании основной части наземной фитомассы. В конечном итоге именно этими растениями определяется возможность самого|самого существования человека на земле как вида биологического.
Процесс оплодотворения у цветковых растений
Пояснение.
Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется слиянием спермия с центральной клеткой и слиянием спермия и яйцеклетки; образованием зиготы в зародышевом мешке
В семязачатке к этому времени бывает развит зародышевый мешок, образовавшийся из мегаспоры и состоящий из семи клеток, одна из которых — яйцеклетка (женская гамета), а самая крупная — центральная клетка с двумя ядрами.
Когда пыльцевая трубка дорастает до зародышевого мешка и входит в него, она лопается и спермин осуществляют оплодотворение — один сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а другой — с центральной клеткой. Этот процесс называют двойным оплодотворением. Из зиготы затем развивается зародыш, а из центральной клетки эндосперм (ткань, запасающая питательные вещества). После оплодотворения из семязачатков формируются семена|семёна, а сам цветок превращается в плод.
Видео по теме : Процесс оплодотворения у цветковых растений
Растения, как все живые организмы, в процессе дыхания поглощают кислород и выделяют углекислый газ. Газообмен у них происходит через устьица на листьях, а также через чечевички на стеблях и трещины в коре. Внутри тканей кислород следует по межклетникам, потом проникает в клетки. Доступ кислорода ко всем органам растения — одно из основных условий жизни.
При плохой обработке почвы или на переувлажненных почвах корням растений не хватает воздуха и, следовательно, кислорода. Поэтому при застое воды на отдельных участках поля большинство растений погибает. Ведь растения, так же как люди или животные, умирают без кислорода. Но у них потребность в кислороде меньше, чем у животных, и у них нет таких сложных органов дыхания.
Дыхание
Дыхание — это поступление в организм кислорода и удаление углекислого газа, а также использование кислорода для окисления органических веществ с освобождением энергии (Рис.1).
Рис.1 Сравнение дыхания и фотосинтеза растений
| Дыхание | Признак | Фотосинтез |
| Кислород | 1.Поглощаемый газ | Углекислый газ |
| Углекислый газ | 2.Выделяемый газ | Кислород |
| Чечевички, устьица, кожица семян и т.д. | 3.Пути газообмена | Только через устьица |
| Во всех живых клетках | 4.В каких клетках происходит | Только в зеленых клетках, содержащих хлорофилл |
| Получение и использование энергии из питательных веществ на рост и развитие | 5.Роль в жизни растений | Запасание энергии света в виде питательных веществ |
Во время дыхания часть органических веществ расходуется. Например, прорастающее зерно теряет 3-10% сухого вещества. Чем более неблагоприятна oкружающая среда для прорастания, тем больше требуется питательных веществ и тем интенсивнее дыхание проростка. Энергия, выделяемая во время дыхания, затрачивается на рост и развитие органов растений. Подтвердим опытным путем поглощение прорастающим семенем кислорода и выделение им углекислого газа (Рис.2).
Рис.2 Поглощение кислорода и выделение углекислого газа прорастающими семенами (1-влажные семена, 2-сухие семена)
Возьмем 2 широкогорлые стеклянные банки и в одну из них положим проросшие семена гороха (20-30 шт.). В другую — столько же сухих, непроросших семян гороха. Банки плотно закрываем крышками и ставим в теплое место. Через неделю в банку с сухими семенами опустим горящую свечу. Свеча не потухнет, будет продолжать гореть. Поскольку дыхание сухих семян замедленное, за неделю они не успели поглотить весь кислород из воздуха в банке.
В банке с проросшими семенами свеча сразу же погаснет. Почему? Проросшие семена дышат интенсивно, поэтому они поглотили весь кислород в банке и насытили воздух углекислым газом. Во время набухания и прорастания семян и дальнейшего развития растений дыхание в тканях усиливается. Межклеточные воздушные пространства в тканях растений облегчают движение газов.
Влияние различных условий на дыхание растений
Интенсивность дыхания у разных частей растения неодинакова. Наиболее высока она у молодых быстро растущих органов и тканей. С окончанием периода активного роста растений дыхание их тканей ослабевает. Активнее дышат высокогорные и светолюбивые растения (по сравнению с теневыносливыми). Дыхание растений усиливается с повышением температуры, когда речь идет о потеплении. Но в зной оно ослабевает, а при 45-50°С почти прекращается. Таким образом, на дыхание растений влияют различные факторы.
1. Влияние воды.
Сухие семена (10-12% влаги) дышат очень слабо. Если содержание влаги в семенах достигает 33%, то дыхание усиливается, расход питательных веществ увеличивается, и семена начинают прорастать. Поэтому при хранении в зернохранилищах влажность зерна не должна превышать 12-14%. Только в таких условиях семена могут долго храниться.
2. Влияние температуры.
Чем выше температура окружающей среды, тем интенсивнее дышат семена. Даже зимой при температуре -20-25°С дыхание растений не прекращается, оно лишь замедляется. Дыхание семян прекращается при температуре +50°С. Зимой в клубнях картофеля, хранящегося при низкой температуре, дыхание замедляется.
3.Влияние света.
При наличии достаточной освещенности дыхание растений ускоряется. Теневыносливые растения дышат слабее светолюбивых. Если поместить молодые проростки в темное место, их дыхание немного замедлится.
4.Влияние воздуха.
Всему живому на Земле, кроме некоторых бактерий, необходим кислород. Мы дышим воздухом, в котором кислород находится в определенном соотношении с другими газами (азот, инертные газы, углекислый газ).
Когда в воздух попадают отходы промышленного производства, это соотношение изменяется, что может оказаться губительным для растений, животных и человека.
В последнее время можно часто слышать выражения озоновые дыры, и парниковый эффект. Эти явления связаны с состоянием воздушной оболочки Земли. Накопление вредных веществ в атмосфере оказывает отрицательное воздействие на все живое, и на растения в том числе. Их дыхание замедляется.
Какие же вещества загрязняют воздух?
Вот главные из них:
1.Углекислый газ, выделяемый всеми живыми организмами, обитающими на Земле.
2.Отходы производства и газы, выделяемые заводами и фабриками, прежде всего угарный газ, зола, сажа, пыль, копоть, дым.
3.Выхлопные газы автомобилей.
4.Ядовитые газы, выделяемые синтетическими веществами, созданными химическим путем.
5.Пылевые частицы ядохимикатов, используемых в сельском хозяйстве.
Рост и развитие растений в условиях загрязненной атмосферы замедляются.
Они быстро подвергаются различным вредным воздействиям. Таким образом, воздух необходим не только для надземных органов растений, но и для корней, находящихся в почве. Если не будет обеспечен достаточный приток воздуха к корням, их дыхание замедлится, и они погибнут. Если корни постоянно покрыты водой, они загниют. Корни обеспечивают всю надземную часть растения питательными веществами и водой. Без них само растение неминуемо погибнет.
Роль зеленых растений:
1.Создание органических веществ.
2.Поступление кислорода в атмосферу
3.Поддержание постоянного содержания углекислого газа.
4.Участие в создании почв.
Зеленые растения запасают энергию космического светила — Солнца в виде органических веществ, используемых живыми существами нашей планеты.
Дыхание — это процесс, происходящий во всех живых организмах: поглощение кислорода и выделение углекислого газа. Кислород используется для окисления органических веществ, чтобы извлечь из них энергию. Растения запасают энергию солнечного света в виде органических веществ в ходе фотосинтеза и используют эту энергию, окисляя вещества в ходе дыхания, В целом, растения интенсивнее фотосинтезируют, чем дышат.
Читайте также: