Оплодотворение
Оплодотворение – процесс, обусловливающий слияния мужской и женской половых клеток.
При слиянии данных гамет образуется зигота. От зиготы непосредственно развивается новый организм. Оплодотворение обязательно происходит за счет полового размножения. Так же несет наследственную информацию, и передает признаки от родителей к потомкам.
Оплодотворение у растений
Оплодотворение осуществляется, как правило, после опыления. У каждого растения оплодотворение осуществляется по-разному, чаще через пару недель, а иногда через год.
Во время опыления пыльца находится на рыльце.
Для оплодотворения необходимо, чтобы пыльца была созревшей и жизнестойкой, и зародышевый мешок был сформирован. Развивается и растет пыльцевая трубка в направлении завязи, через рыльце и столбик. В завязи пыльцевая трубка проникает в семенной зачаток и достигает зародышевого мешка. Пыльцевая трубка, достигнув яйцеклетки, разрывается, и из нее выходят два спермия, а вегетативная клетка разрушается. Один спермий сливается с яйцеклеткой, другой с диплоидным ядром. В первом случае растет зародыш нового организма, во втором образуется триплоидная клетка для формирования эндосперма. Таким образом, осуществляется двойное оплодотворение. Зародыш вместе с эндоспермом зарождают семя, скрытое под кожурой. После оплодотворения завязь формирует плод.
Оплодотворение и образование гаметангиев, в общем, называется половым процессом. При половом процессе в цикле развития растения наблюдается мейоз. Мейоз – смена ядерных фаз.
У бактерий, сине-зеленных водорослей и некоторых грибов половой процесс отсутствуют. Начиная с низших растений, наблюдаются самые разнообразные типы полового процесса. Половой процесс у некоторых зеленых водорослей осуществляется без образования половых гамет. Для образования новых особей себе подобных идет слияние двух одноклеточных водорослей.
Классификация и характеристика типов полового процесса
Различают следующие типы полового процесса оплодотворения у растений:
- Изогамия
- Гетерогамия
- Оогамия
- Зигогамия
- Плазмогамия
- Кариогамия
- Соматогамия
Изогамия – процесс слияния гамет имеющие одинаковые по форме и размеров жгутики.
Например, одноклеточная водоросль хламидомонада превращается в процессе полового созревания, в гаметангий, образуя гаметы. У многоклеточных водорослей, например, ульва, улотрикс, в гаметангии превращаются некоторые их клетки, а не целый организм
Большинство изогамные водоросли гетероталличны. При этом сливаются противоположные гаметы. Для спирогиры характерна конъюгация. Конъюгация – процесс, при котором протопласт одной особи перетекает в протопласт другой.
Гетерогамия – процесс слияние гамет имеющих жгутики различной величины.
Оогамия – слияние большой женской безжгутиковой гаметы с маленькой жгутиковой, реже безжгутиковой гаметы.
Данный процесс характерен для многих зеленых, диатомовых и бурых водорослей и всех красных, и для некоторых низших грибов.
Зигогамия – тип гаметангиогамии при котором сливаются многоядерные гаметангии, образуя мицеллы, а также происходит попарно слияние ядер.
Плазмогамия – этап полового процесса при котором многоядерный протопласт мужской гаметы переливается в базальную клетку женской гаметы. Ядра попарно сближаясь, образуют дикарионы.
Кариогамия – процесс, при котором ядра дикарионов делятся одновременно, и идет полное слияние ядер.
Соматогамия – процесс не образующий ни гамет, ни гаметангиев. Характерен этот процесс для базидиальных грибов.
Процесс оплодотворения у животных и человека
Тип процесса оплодотворения у животных и человека называется сингамией.
Сингамия – слияния гамет разного пола, сперматозоида и яйцеклетки.
Значение оплодотворения заключается в контакте спермия с яйцом, и дальнейшего их развития. Значение процесса оплодотворения так же характеризуется слиянием гаплоидных ядер спермия и яйца, направленного на образования диплоидного синкариона. Синкарион объединяет отцовские и материнские наследственные факторы. Главное в оплодотворение во время мейоза – это уменьшение числа хромосом вдвое.
Наружное осеменении, при котором в яйцо проникает один спермий, называется физиологическая моноспермия. При внутреннем осеменении, кроме одного спермия, может проникать несколько спермиев. Такой процесс называется физиологическая полиспермия.
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
Половое размножение растений
Для большинства видов растений характерно наличие и полового, и бесполого размножения. Каждый вид размножения имеет свои преимущества. У разных групп растений в процессе эволюции сформировались различные органы и формы полового размножения.
Половое размножение покрытосеменных растений
Высшей группой растений являются покрытосеменные или цветковые. Рассмотрим, какие части растения участвуют в половом размножении.
Половые клетки (гаметы) развиваются в цветке:
Для того, чтобы произошёл процесс оплодотворения (соединения гамет), пыльца, содержащая мужские гаметы должна быть перенесена на пестик. Этому может содействовать ветер, насекомые, вода и даже человек.
Внутри пестика происходит слияние двух спермиев с двумя клетками (яйцеклеткой и центральной клеткой):
которые читают вместе с этой
- 1 спермий + яйцеклетка = зигота (будущий зародыш);
- 2 спермий + центральная клетка = эндосперм (питательная ткань).
Тип размножения цветковых растений называется двойным оплодотворением.
После образования зиготы и эндосперма начинается процесс превращения цветка в плод, который содержит семена – зачатки нового поколения растений.
Голосеменные
Для голосеменных и споровых растений характерно чередование полового и спорового поколения.
Из зиготы вырастает спорофит – поколение, на котором развиваются споры.
Из споры вырастает гаметофит, называемый также заростком. Это половое поколение, имеющее особые органы – гаметангии. В гаметангиях развиваются половые клетки. После выхода из гаметангиев мужские гаметы сливаются с женскими, образуя зиготу.
У голосеменных растений половой процесс происходит внутри шишек и не зависит от наличия воды. У споровых гаметы соединяются только в воде, поэтому споровые растения зависимы от фактора влажности.
Гаметофит голосеменных сильно редуцирован и состоит всего из нескольких клеток пыльцевого зерна. Он развивается в мужских и женских шишках. Ветер переносит пыльцу с мужской шишки на женскую, где и происходит оплодотворение и развитие семян.
Споровые
Для споровых характерно различное соотношение спорофита и заростка в жизненном цикле. Так, у папоротникообразных заростки мелкие, преобладает бесполое поколение-спорофит.
У мхов, наоборот, гаметофит доминирует над спорофитом. Мхи имеют мужские и женские растения.
Водоросли
Для водорослей характерны различные формы полового размножения.
Некоторые многоклеточные водоросли имеют специальные клетки, в которых развиваются гаметы. Гаметы выходят в воду и образуют зиготу, из которой вырастает новый организм.
Есть особый тип полового размножения, при котором не происходит увеличения числа организмов. Это конъюгация, – временное соединение клеток водорослей для обмена генетическим материалом.
Суть полового размножения – объединение генетической информации родительских особей в наследственном материале нового поколения.
Для ряда одноклеточных видов характерно слияние клеток. Оно наступает при неблагоприятных условиях. После слияния клетка покрывается защитной оболочкой и перестаёт двигаться.
При нормальных условиях клетка делится на 4 подвижные клетки нового поколения.
Что мы узнали?
Половое размножение растений происходит в различных формах. Органом размножения цветковых растений является цветок. Для голосеменных и споровых растений характерна смена поколений, размножающихся половым и бесполым путём. Преимущество полового размножения над бесполым – получение новых комбинаций генов, что повышает жизненность организмов.
Источник