Процесс двойного оплодотворения цветковых растений где

Оплодотворение цветковых растений и типы зародышевых мешков

Оплодотворение цветковых растений и типы зародышевых мешков

Оплодотворение у цветковых растений

Оплодотворение представляет собой процесс слияние половых клеток с последующим образованием диплоидной зиготы.

Цветковые растения характеризуются вариантом оплодотворения, происходящим в зародышевом мешке. Для понимания сути такого процесса, важно актуализировать особенности строения покрытосеменных растений.

Цветок — генеративный орган растения, который стоит на цветоножке и имеет цветоложе (верхняя расширенная часть). Все остальные части цветка располагаются именно на цветоложе. Это следующие части:

• чашелистики, которые вместе образуют чашечку;
• околоцветник, представляющий собой совокупность чашечки и венчика;
• лепестки. Основная их задача — привлекать внимание насекомых-опылителей. С помощью лепестков образуются различного цвета венчики с ярким запахом;
• тычинки. Они состоят из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике происходит образование пыльцы, которая состоит из генеративной и вегетативной клеток;
• пестики, включающие завязь, столбик и рыльце. Внутри завязи пестика располагается семязачаток: в нем находится зародышевый мешок с семью клетками. Одна из таких клеток — это яйцеклетка, еще одна — центральная диплоидная клетка.

Где у цветковых растений развивается яйцеклетка?

У цветковых растений яйцеклетка формируется из гаплоидного ядра зародышевого мешка. Яйцеклетка — это клетка, которая образуется в завязи.

Что такое зародышевый мешок?

Зародышевый мешок — это женский гаметофит или половое поколение покрытосеменных растений.

Покрытосеменные растения отличаются особым процессом оплодотворения. Он получил название двойного, так как в нем присутствуют два спермия.

Двойное оплодотворение является процессом полового размножения покрытосеменных растений, в случае которого одним спермием оплодотворяется яйцеклетка, и в результате образуется диплоидная зигота, а другой спермий сливается с центральной клеткой и образует триплоидный эндосперм.

В пыльниках цветков образуются пыльцевые зерна — для них характерен гаплоидный набор хромосом. Ядро такого зерна имеет две части: генеративную и вегетативную. Когда зерно попадает на рыльце пестика, то прорастает. Его вегетативная часть служит базой для образования пыльцевой трубки — она спускается в столбик пестика и достигает завязи.

А с генеративной частью происходит еще одно деление, в результате которого образуются два спермия. Один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой. Как результат — происходит образование диплоидной зиготы и триплоидного эндосперма.

Открытие процесса двойного оплодотворения произошло в 1898 году С. Г. Навашиным.

С. Г. Навашин был российским и советским цитологом и эмбриологом растений, профессором Киевского университета с 1894 года, основателем отдельной научной школы, а также академиком Российской академии наук (1918 год). Ученому удалось открыть новый механизм объединения генетической информации растений — это стало прорывов в его научной области.

Есть несколько процессов, которые составляют механизм двойного оплодотворения:

• в ходе реализации процесса опыления пыльца попадает на рыльце пестика;
• вегетативная клетка пыльцы прорастает в пыльцевую трубку, растет через столбик, со временем доходя до зародышевого мешка;
• происходит разделение генеративной клетки на два спермия, которые постепенно двигаются по пыльцевой трубке и проникают в зародышевый мешок;
• один из спермиев оплодотворяет яйцеклетку — в итоге образуется диплоидная зигота. Позже из этой зиготы появляется зародыш;
• другой спермий отвечает за оплодотворение центральной диплоидной клетки — в итоге получается триплоидный эндосперм.

Эндосперм представляет собой оболочку зародыша цветкового растения, в которой находится определенный запас питательных веществ: она играет важную роль для правильного формирования зародыша при прорастании семени.

Основные виды зародышевых мешков

В зародышевом мешке есть тонкая плазматическая оболочка. Обычно мешок располагается в центре семяпочки: это обеспечивает высокую скорость обеспечения зародыша питательными веществами.

В комплексе запасных питательных веществ зародыша покрытосеменных растений можно выделить:

• жир;
• крахмал;
• аминокислоты;
• белки;
• аскорбиновую кислоту;
• окислительные ферменты;
• пектиновые вещества.

Для зародышевого мешка покрытосеменных растений характерен уникальный путь развития. Это качественно новое явление, встречающееся только у покрытосеменных растений: оно отличает их от других организмов.

У прочих высших растений зародышевого мешка нет.

У зародышевого мешка имеется большая полость, заполненная мелкозернистой цитоплазмой. Также в нем присутствует крупная вакуоль. Поэтому развивающееся из такого зародышевого мешка семя обеспечено лучшими, в сравнении с другими, условиями питания.

Зрелый зародышевый мешок подсолнечника отличается наличием 4-х антиподов: нижний развивается в гаустроий. Цитоплазма клеток аппарата яйцеклеток и центральных клеток характеризуется наличием различных капель жира.

Результатом последующих четырех делений станет образованный восьмиядерный зародыш с двумя полюсами.

Есть и моноспермические зародышевые мешки — они представлены четырех- и восьмиядерными зародышевыми мешками.

Важно, что развитие зародышевого мешка происходит только из одной макроспоры, а остальные просто отмирают.

Нуцеллярная эмбриония — еще один вариант формирования зародышевого мешка. Развитие зародыша происходит из зародышевого мешка: из клеток нуцеллуса, расположенных рядом с зародышевым мешком. Наблюдается усиленное разрастание нуцеллуса и множественное его деление. В большинстве случаев у нуцеллярных зародышей нет подвеска. А так как они располагаются очень близко и давят друг на друга, то в некоторых случаях это приводит к нарушению симметрии и нормальной дифференциации.

Зародышевый мешок — прогрессивная черта, характерная покрытосеменным растениям. Благодаря ему защищается собственное семя начиная со стадии образования, закладываются основы дальнейшего эффективного роста и развития любого вида покрытосеменных растений.

Цветковые растения формируют эндосперм именно за счет зародышевого мешка. В эндосперме запасены необходимые цветковому растению питательные вещества. Наличие различных вариантов зародышевого мешка указывает на приспособляемость к меняющимся условиям среды и повышает эффективность существования любого представителя царства растения.

Источник

5. Двойное оплодотворение цветковых растений

Суть двойного оплодотворения у цветковых растений заключается в том, что в нём участвуют два спермия. Один из них оплодотворяет яйцеклетку, и образуется зигота. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой развивается запасающая ткань (эндосперм).

Мужской гаметофит (пыльцевое зерно) образуется в пыльцевых камерах пыльников тычинки из микроспоры. Пыльцевое зерно состоит из двух гаплоидных клеток: вегетативной и генеративной, покрытых оболочкой.

Образование женского гаметофита (зародышевого мешка) происходит в завязи пестика в семязачатке из мегаспоры. В состав зародышевого мешка входит семь клеток: гаплоидная яйцеклетка, центральная диплоидная клетка и пять вспомогательных гаплоидных клеток.

При попадании пыльцевого зерна на рыльце пестика начинается деление вегетативной клетки и образуется пыльцевая трубка. Пыльцевая трубка прорастает через столбик пестика и проникает в семязачаток через пыльцевход.

Генеративная клетка пыльцевого зерна делится и образует два спермия. По пыльцевой трубке спермии проникают в семязачаток. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образует диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой и образует триплоидную клетку.

Зигота делится, и развивается в зародыш нового растения. Из триплоидной клетки формируется эндосперм. Стенки семязачатка становятся семенной кожурой. Таким образом, семязачаток становится семенем.

Источник

опишите процесс двойного оплодотворения у цветковых растений

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. Открыто в 1898 С. Г. Навашиным. http://korawnskiy.ru/dvoynoe-oplodotvorenie-u-rasteniy/
.

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.

Источник