Циклы оплодотворения покрытосеменных растений

Покрытосеменные

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) — важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли — в морях и океанах.

Цветок — генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище — завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества — эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Ксилема — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых 🙂

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

В составе зародыша обычно имеется две семядоли

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, редко четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon — внутри + греч. sperma — семя) — запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у — березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) — мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит — зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) — запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник — образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте — почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Источник

Оплодотворение покрытосеменных. Формирование семени и плода.

Покрытосеменным растениям (цветковым) свойственно оплодотворение особого типа – двойное оплодотворение. Появление двойного оплодотворения связано с редукцией тела женского гаметофита и является биологически более совершенным в сравнении с другими отделами растений (в частности, голосеменными).

Пыльцевые зерна (мужские гаметофиты) из пыльников каким- либо способом попали на рыльце плодолистика. Клетки мужского гаметофита должны попасть (достичь) клеток женского гаметофита, находящегося в семязачатках завязи.мужской гаметофит претерпевает существенные изменения: — он прорастает в пыльцевую трубку, которая доставляет его гаметы к зародышевому мешку.

В свою очередь и пыльцевые трубки выделяют вещества, способствующие прорастанию пыльцы. Каждое пыльцевое зерно, а также и семязачатки имеют свою индивидуальность, т.е. в итоге, формирующиеся в них гаметы должны соответствовать друг другу. Благодаря большому количеству попавшей на рыльце пыльцы возникает избирательность: чем больше пыльцевых зерен, тем быстрее происходит рост пыльцевых трубочек. вегетативная клетка полностью израсходуется на рост пыльцевой трубки, а генеративная разделится митозом на 2 спермия.При внедрении пыльцевой трубки через микропиле в семязачаток верхушка ее разрывается, и содержимое изливается на зародышевый мешок. Двойное оплодотворение характерно только для покрытосеменных растений.

Развитие семени и плода.

После процесса оплодотворения цветок резко изменяется: листочки околоцветника и тычинки, выполнив свою функцию, опадают, а на цветоложе остаются листовые рубцы – следы в местах прикрепления. Гинецей остается на цветоложе, и далее происходят процессы внутри завязи. Она постепенно увеличивается в размерах и со временем из нее сформируется плод. Основной частью плода является семя или семена. Они формируются из семязачатков следующим образом.

Триплоидное ядро делится многократно митозом и возникает эндосперм. При этом зародышевый мешок разрастается, заполняется питательными (растворимыми) веществами и ядрами. Ядра распределяются по периферии зародышевого мешка. Питательные вещества в этот период поступают через живые клетки нуцеллуса и покровы семязачатка. Несколько позднее начинается деление зиготы и формирование зародыша Синергиды после оплодотворения отмирают.

Первое деление зиготы поперечное. зародышевый мешок, все увеличиваясь в размерах, достигает почти окончательных размеров будущего семени и обогащается запасными веществами: углеводы в виде растворимых моно- и дисахаров, белки в виде аминокислот, а жиры – в форме жирных кислот. Такую степень спелости семени называют молочной стадией спелости. Постепенно (на 10-12 день у злаков) вокруг ядер обособляется цитоплазма, а также появляется клеточная оболочка, т.е. вся полость зародышевого мешка заполняется тканью (запасающей паренхимой). В это время растворимые питательные вещества переходят в нерастворимое состояние – из углеводов возникают крахмальные зерна, из аминокислот – простые белки. Это стадия молочно-восковой и восковой спелости семени. Параллельно продолжается и развитие зародыша. После развития подвеска клетки собственно зародыша интенсивно делятся, Деление происходит в разных плоскостях, и в результате на подвеске развивается шарик из образовательной меристемы – предзародыш. Со временем начинается дифференциация его клеток: возникает 2 или 1 бугорок, которые растут и специализируются в зародышевые листочки – cемядоли. Между семядолями формируется точка роста побега, на которой закладываются первичные и вторичные бугорки, т.е. возникает зародышевая почка. Под этой почкой начинается закладка прокамбия и дифференцируется стебель. А еще позднее, со стороны подвеска специализируется точка роста корня. Ко времени перехода от восковой в полную спелость заканчивается и формирование зародыша – молодого спорофита. Теперь развитие зародыша приостанавливается, у него замедляются (сильно) все физиологические процессы – питания, дыхания. Такое состояние называется анабиозом. Наступает состояние полной спелости семени. К этому времени зародыш находится в состоянии анабиоза, а питательные вещества окончательно переходят в нерастворимые и клетки теряют много воды. Изменяются и клетки нуцеллуса и интегументов – чаще всего они опробковевают и превращаются в семенную кожуру. Так возникает семя – зародыш, снабженный запасом питательных веществ и защищенный покровами.

Астериды (Asteridae). Деревья, кустарники или чаще травы. Листья цельные или расчленённые.Цветки обоеполые, почти всегда сростнолепестные. Тычинок обычно столько же, сколько долей венчика или меньше. Гинецей ценокарпный Семязачатки с простым интегументом Семена с эндоспермом или без него. 7 порядков

К семейству пасленовых относятся петуния,броваллия,брунфельзия, испанский перец,табак,. Многие растения ядовиты за счет содержания алкалоидов и используются в фармацевтической промышленности. Цветки пасленовых состоят из 5 сросшихся, образующих трубку лепестков и чашечки из 5 также сросшихся чашелистиков. Тычинок 5, пестик 1. Плоды — ягоды или коробочки.

Источник