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
Процесс оплодотворение цветковых растений характеризуется
№№ заданий Пояснения Ответы Ключ Критерии Инструкция Источник Раздел Раздел кодификатора ФИПИ Справка
Добавить инструкцию Печать Версия для копирования в MS Word
PDF-версии: горизонтальная · вертикальная · крупный шрифт · с большим полем
Задания Д7 № 14032
Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется
2) слиянием спермия с центральной клеткой
3) формированием пыльцевого зерна
4) слиянием спермия и яйцеклетки
5) образованием зиготы в зародышевом мешке
6) делением зиготы путём мейоза
Пояснение . Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, которое происходит в зародышевом мешке: первое оплодотворение — это слияние спермия и яйцеклетки, в результате которого образуется зигота; второе — слияние второго спермия с центральной клеткой зародышевого мешка, в результате которого образуется эндосперм.
(1) образованием цветка — не относится к процессу оплодотворения;
(2) слиянием спермия с центральной клеткой — один из процессов двойного оплодотворения;
(3) формированием пыльцевого зерна — не относится к процессу оплодотворения;
(4) слиянием спермия и яйцеклетки — один из процессов двойного оплодотворения;
(5) образованием зиготы в зародышевом мешке — один из результатов двойного оплодотворения;
(6) делением зиготы путём мейоза — ошибочное (зигота делится митозом, а не мейозом) и не относящееся к двойному оплодотворению утверждение.
Источник