Прехвърлянето на прашец от прашника към близалцето се нарича опрашване. Има два вида опрашване: кръстосано опрашване и самоопрашване.

При самоопрашванеСтигмата получава прашец от същото или друго цвете, но от същия индивид. Опрашването е възможно в затворени, неотворени цветя (грах). При кръстПо време на опрашването прашецът се пренася от различни индивиди. Това е основният вид опрашване на цъфтящи растения (ябълково дърво, върба, краставица и др.).

Кръстосано опрашване

Кръстосаното опрашване се извършва по естествени (насекоми, птици, прилепи, вятър, вода) и изкуствени (произведени от човека) начини.

Адаптирането на растенията към опрашване от вятъра се проявява в наличието на голи цветя или незабележими, слабо развити околоцветници. Те са лишени от нектари и мирис, произвеждат много прашец, той е лек, сух, малък, близалцата са дълги, с голяма повърхност за събиране на прашец (ръж, царевица).

Адаптирането на растенията към опрашване от насекоми се характеризира с яркия цвят на венчето, наличието на нектари и миризмата (глухарче, ягода). Храната за насекомите е нектар и прашец. Цветът и миризмата служат за привличане на опрашители. Понякога цветята имат миризма, характерна за женските насекоми от същия вид. Това привлича мъжките към тях, които извършват опрашване. Паралелно протича еволюцията на цъфтящите растения и техните опрашители. Това е така наречената свързана еволюция.

Кръстосаното опрашване осигурява обмен на гени, поддържа висока хетерозиготност на популациите, осигурява материал за естествен подбор и запазва най-издръжливите потомци - носители на най-благоприятната комбинация от гени.

Изкуствено опрашване

Изкуственото опрашване се извършва от хората, за да се увеличат добивите или да се получат нови сортове растения. В този случай те използват прашец върху стигмата на плодника различни начини. И така, от царевица, която има еднополови цветя, прашецът се събира чрез изтръскване на апикалните метли на мъжките цветя в хартиени фунии. След това събраният прашец се поръсва върху дългите близалца на женските цветове, стърчащи от върха на кочана.

При изкуствено опрашване на слънчоглед стъблата на две съседни растения се накланят, за да може цветоносната повърхност на едната кошничка да се притисне към другата. Можете да пренасяте прашец, като последователно притискате ръката си в ръкавица от мек материал към цъфтящите кошници на различни растения.

За получаване на нови сортове растения с двуполови цветя, подготовка за изкуствено опрашване. Първо се отстраняват прашниците от цветовете на растението, избрано за майчино растение, докато са още в пъпка, и тези цветя се предпазват с марля или хартиени торбички от цветен прашец. След 2-3 дни, когато пъпките се отворят, с чиста, суха акварелна четка, мека гума от дунапрен или ластик, прикрепен към тел, нанесете върху близалцата на плодниците готовия прашец от различен сорт.

Двойно торене при цъфтящи растения

След опрашването настъпва процесът на оплождане, но това изисква редица условия: прашецът трябва не само да остане върху стигмата, но и да расте през стила, да достигне яйцеклетката и да осигури сливането на мъжки клетки с женски клетки.

За цъфтящите растения е характерно двойното торене.

Обикновено близалцето съдържа много поленови зърна. Те обикновено имат грапава повърхност и се задържат от лепкавата кожа на близалцето. Освен това, когато навлезе съвместим прашец, стигматичните клетки освобождават вещества, които стимулират неговото покълване.

Покълването на поленовите зърна започва с набъбване. След това през специални пори (канали) във външната обвивка на поленовото зърно вътрешната изпъква в тънка поленова тръбичка, където преминават вегетативното ядро ​​и сперматозоидите. Поленовите тръбички от всички съвместими зърна, държани върху близалцето на плодника, растат по протежение на стила, насочвайки се към яйцеклетката. Един от тях изпреварва останалите по растеж и, достигайки поленовия отвор, прониква през него до зародишния сак и тук излива съдържанието си в него.

Единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, а другият се слива с вторичното ядро ​​на централната диплоидна клетка. Вегетативното ядро ​​се разрушава още преди поленовата тръба да проникне в зародишната торбичка.

Двойното оплождане при цъфтящи растения е открито от руския цитолог и растителен ембриолог С. Г. Навашин през 1898 г.

Ако в яйчника има яйцеклетки, във всяка от тях протича описаният по-горе процес на двойно оплождане. Нарича се двойна, защото две мъжки клетки се сливат с две клетки на женския гаметофит. Впоследствие след оплождането започва развитието на семето и плода в цвета.

Образуване на семена

След оплождането вътре в ембрионалния сак започва бързо митотично делене на триплоидното вторично ядро, което няма период на почивка. Оформени голям бройядра, тогава между тях се появяват прегради.

Тези новообразувани клетки продължават да се делят, запълвайки цялата кухина на ембрионалната торбичка с хранителна тъкан - ендосперм, който при някои растения се изразходва напълно по време на развитието на ембриона (бобови растения, тикви), а при други се съхранява в зрели семена ( зърнени храни). В същото време ембрионалната торбичка и яйцеклетката растат.

Образуването на ембриона започва с разделянето на зиготата. След период на почивка зиготата се разделя митотично на две клетки. Горната клетка, в съседство с поленовия проход, образува висулка, която избутва долната клетка по-дълбоко в ендосперма. Суспензията при някои растителни видове остава едноклетъчна, а при други се разделя с напречни прегради и става многоклетъчна. Долната клетка израства в сферично предзародишно семе. Предембрионът се разделя на 4 клетки с две перпендикулярни прегради, след което всяка от тези клетки се разделя на още две.

Първоначално клетките са повече или по-малко еднакви. Докато клетъчното делене продължава, клетките се диференцират в рудиментарен корен, рудиментарно стъбло, рудиментарни листа (котиледони) и рудиментарна пъпка, заобиколена от котиледони. По това време яйцеклетката се превръща в семе, нейната обвивка и остатъците от ендосперма образуват кожата на семето.

Така от оплодено диплоидно яйце се образува семенен ембрион, а от вторична триплоидна клетка - хранителна тъкан - ендосперм, обвивката на яйцеклетката се превръща в обвивката на семето, а стената на яйчника, растяща, образува перикарпа .

Торенее процес на сливане на мъжки и женски репродуктивни клетки за образуване на зигота.При растенията може да се случи във вода (при висши спорови растения) и без вода (при висши семенни растения). При цветните растения в този процес участват два сперматозоида, така че оплождането ще бъде двойно. Двойно торенее процес на сливане на два сперматозоида с две различни клетки: единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, а вторият с централната клетка.Този вид торене е характерен само за цъфтящи растения. Двойното оплождане е открито от украинския учен С. Г. Навашин през 1898 г.

В яйчника на плодника върху семенната дръжка има семенен зародиш, в който се отделят обвивки - обвивка и централна част- ядро. На върха има тесен канал - поленовият проход, който води до зародишната торбичка. И именно през тази дупка в повечето цъфтящи растения поленовата тръба прораства в зародиша на семето. При достигане на яйцето върхът на поленовата тръба се разкъсва, освобождавайки две сперматозоиди и вегетативната клетка се унищожава. Един от сперматозоидите се слива с яйцеклетката, за да образува зигота, а вторият се слива с централната клетка, от която ще се образува ендоспермът с запас от хранителни вещества. Така две сперматозоиди се сливат с две клетки от ембрионалния сак, поради което оплождането при цъфтящите растения се нарича „двойно оплождане“. От момента, в който прашинка попадне върху стигмата на плодника, процесът на двойно оплождане при различни растения отнема от 20-30 минути до няколко дни. И така, в зародиша на семето, в резултат на двойно оплождане в цъфтящи растения, се образуват зигота и оплодена централна клетка.

Опрашване, двойно оплождане, образуване на семена и образуване на разсад в цветно растение: А - цвете. Б - ПИЛЯК с поленови зърна. IN - цветен прашец: 1 - вегетативна клетка; 2 - сперматозоиди. G - поленова тръба. D - пестик. E - семенен зародиш. F - ембрионален сак 4 - яйце; 5 - централна клетка. C - семена: 6 - семенна обвивка; 7 - ендосперм; 8 - ембрион. И - кълн.

След оплождането, оплодената централна клетка първа се дели, което дава началото на специалната тъкан на бъдещото семе - ендосперм . Клетките на тази тъкан изпълват зародишния сак и натрупват хранителни вещества, които са полезни за развитието на семенния зародиш (при зърнените култури). При други растения (боб, тиква) хранителните вещества могат да се отлагат в клетките на първите листа на зародиша, които се наричат котиледони.След натрупването на определена част от хранителните вещества в ендосперма започва своето развитие оплодена яйцеклетка - зигота. Тази клетка се дели многократно и постепенно образува многоклетъчна семенен зародиш , което дава началото на ново растение. Образуваният зародиш съдържа зародишна пъпка, зародишни листа – котиледони, зачатъчно стъбло и зачатъчно коренче. От обвивките на семето се образува зародишът теста , който предпазва ембриона. И така, след оплождането се образува семе от зародиша на семето, което се състои от семенна обвивка, семенен ембрион и запас от хранителни вещества.

В пшеничното поле с боровинки има повече от сто патици, -

скрито боровинково класче в пшеницата.

Торене е процес на сливане на мъжки и женски репродуктивни клетки за образуване на зигота.При растенията може да се случи във вода (при висши спорови растения) и без вода (при висши семенни растения). При цветните растения в този процес участват два сперматозоида, така че оплождането ще бъде двойно. Двойно торене е процес на сливане на два сперматозоида с две различни клетки: единият сперматозоид се слива с яйцеклетката, а вторият с централната клетка.Този вид торене е характерен само за цъфтящи растения. В яйчника на плодника върху семенната дръжка има семенен зародиш, в който има обвивки - обвивка и централна част - ядро. На върха има тесен канал - поленовият проход, който води до зародишната торбичка. И именно през тази дупка в повечето цъфтящи растения поленовата тръба прораства в зародиша на семето. При достигане на яйцето върхът на поленовата тръба се разкъсва, освобождавайки две сперматозоиди и вегетативната клетка се унищожава. Един от сперматозоидите се слива с яйцеклетката, за да образува зигота, а вторият се слива с централната клетка, от която ще се образува ендоспермът с запас от хранителни вещества. Така две сперматозоиди се сливат с две клетки от ембрионалния сак, поради което оплождането при цъфтящите растения се нарича „двойно оплождане“. От момента, в който прашинка попадне върху стигмата на плодника, процесът на двойно оплождане при различни растения отнема от 20-30 минути до няколко дни. И така, в зародиша на семето, в резултат на двойно оплождане в цъфтящи растения, се образуват зигота и оплодена централна клетка.

Опрашване, двойно оплождане, образуване на семена и образуване на разсад в цветно растение: A - цвете. Б - ПИЛЯК с поленови зърна. IN - цветен прашец: 1 - вегетативна клетка; 2 - сперматозоиди. G - поленова тръба. D - пестик. E - семенен зародиш. F - ембрионален сак 4 - яйце; 5 - централна клетка. C - семена: 6 - семенна обвивка; 7 - ендосперм; 8 - ембрион. И - кълн.

След оплождането, оплодената централна клетка първа се дели, което дава началото на специалната тъкан на бъдещото семе - ендосперм . Клетките на тази тъкан изпълват зародишния сак и натрупват хранителни вещества, които са полезни за развитието на семенния зародиш (при зърнените култури). При други растения (боб, тиква) хранителните вещества могат да се отлагат в клетките на първите листа на зародиша, които се наричат котиледони.След натрупването на определена част от хранителните вещества в ендосперма започва своето развитие оплодена яйцеклетка - зигота. Тази клетка се дели многократно и постепенно образува многоклетъчна семенен зародиш , което дава началото на ново растение. Образуваният зародиш съдържа зародишна пъпка, зародишни листа – котиледони, зачатъчно стъбло и зачатъчно коренче. От обвивките на семето се образува зародишът теста , който предпазва ембриона. И така, след оплождането се образува семе от зародиша на семето, което се състои от семенна обвивка, семенен ембрион и запас от хранителни вещества.

Разнообразие на флората. Жизнени форми на растенията.

Сред растенията има такива, чиито тела не са разделени на отделни органи. Затова се наричат ​​нисши растения. Нисшите растения включват например водорасли. Но при повечето растения тялото се състои от органи, например издънка (стъбло с листа и пъпки) и корен. Такива растения се наричат ​​по-високи. Те включват мъхове, папрати, хвощ, мъхове и семенни растения. Повечето висши растения се срещат на сушата, но има и такива, които растат във водни тела (водна леща, опашка, тръстика, елодея).

Като цяло светът на растенията е разнообразен и голям, така че е трудно да се изброят дори тези, с които човек се сблъсква в живота си.

Някои растения ви правят щастливи красиви цветяи красят дома ни, други дават витамини, храна, лекарства. Вратите, подовете и дограмата на къщите са изработени от бор, дъб и смърч. От преработвателни предприятия се добива и хартия за тетрадки и книги.

Растенията са с нас през цялото време. Те могат да се видят на первази на прозорци в училище, в кабинет по биология, в двора на къща, на тревни площи, в зеленчукова градина, в гора, в поле и дори в река, езеро и море.

Някои растения живеят много дълго време, много години и затова се наричат ​​многогодишни. Други живеят само няколко месеца, не повече от една година. Това са едногодишни растения.

В природата има растения, при които през първата година се образуват само листни издънки и корени, а през втората година образуват цветоносни издънки и плодове. Това са моркови, зеле, ряпа и др. Такива растения живеят не една година, а две, поради което се наричат ​​двугодишни.

Общият вид на растенията се нарича жизнена форма.

Жизнената форма на топола, смърч, ябълково дърво е дърво; касис, люляк, шипка - храсти; Боровинките и червените боровинки са храсти; метличина, детелина, киноа, лале, слънчоглед - билки.

Основни процеси в клетката (обмяна на веществата, размножаване, дишане, хранене).

В клетката протичат основни жизнени процеси. Клетката диша, храни се, отделя вещества, размножава се, реагира на влияние външна среда. В живата клетка цитоплазмата е в постоянно движение. Това осигурява преноса на веществата, доставянето на необходимите на определено място и отстраняването на ненужните. Резервните и ненужни вещества обикновено се отстраняват във вакуоли.

Движението на цитоплазмата може да се наблюдава под микроскоп при увеличение над 300 пъти. В този случай можете да видите как се движат зелените пластити (хлоропласти). Това показва, че цитоплазмата се движи.

Скоростта на движение на цитоплазмата не е еднаква. Зависи от светлината, температурата и други фактори на околната среда. При ярка светлина цитоплазмата обикновено се движи по-бързо, тъй като процесът на синтез на органични вещества и следователно дишането и метаболизма е по-активен. По този начин растенията реагират на промените в околната среда.

Храненето на клетките е разнообразие от различни химични реакции, в резултат на които неорганичните вещества се превръщат в органични - захари, мазнини, масла, протеини и др. Тези вещества могат да останат в самата клетка, да се натрупват в нея или да се използват. Може да се извади от клетката.

Дишането на клетката й осигурява енергия. По време на процеса на дишане възниква химическа реакция, в резултат на която сложно вещество се разлага с помощта на кислород. органична материяи резултатът е енергия, по-прости вещества и въглероден диоксид.

Растежът също е жизненоважен процес на клетката. Клетката се увеличава по размер поради увеличаване на обема на вакуолата, цитоплазмата и разтягане на клетъчната стена.

Метаболизъм- това са всички процеси на образуване и разграждане на веществата в клетката. Обмяната на веществата включва хранене, дишане, отделяне и др. Метаболитните процеси протичат в различни части на клетката. Взаимната връзка се осигурява от движението на цитоплазмата.

Друг процес на клетъчния живот е възпроизводството. Клетката се възпроизвежда чрез делене. Клетъчното делене е сложен процес, състоящ се от последователни етапи. Когато една клетка се дели, хромозомите се удвояват, след което се разделят на две равни части и се преместват в противоположните краища на клетката. След това цитоплазмата се дели, клетъчните органели се разпределят приблизително еднакво, някои се образуват наново в дъщерната клетка.

Благодарение на разделянето се образуват тъкани и възниква растеж (включително поради тяхното разтягане).

Когато се размножават, голосеменните произвеждат семена, а не спори, поради което се класифицират като семенни растения. Семенните растения също са цъфтящи растения или покритосеменни. Разликата между голосеменните и покритосеменните се дължи на факта, че голосеменните не образуват плодове, семената им не са покрити с нищо, те лежат на повърхността на люспите на шишарките. Представители на голосеменните са смърч, бор, лиственица, кедър и други растения.

Семената на голосеменните се развиват от яйцеклетки. Оплождането става вътре в яйцеклетката и там се развива ембрионът. За разлика от спорите, семената имат резерв от хранителни вещества и защита под формата на семенна обвивка. Това даде предимство на голосеменните пред растенията, носещи спори.

Повечето голосеменни имат листа, които приличат на игли (игли) или люспи. Сред голосеменните има голяма група иглолистни. Иглолистните растения образуват гори, участват в почвообразуването, използва се тяхната дървесина, иглички, семена и др.

Преди около 150 милиона години иглолистните дървета са доминирали в растителността на планетата.

Най-разпространените представители на иглолистните дървета в Русия са белият бор и смърчът, или смърчът. Тяхната структура, възпроизводство, редуване на поколенията в цикъла на развитие отразява характерни особеностивсички иглолистни дървета.

бял бор -еднодомно растение(фиг. 9.3). През май в основата на младите леторасти на бора се образуват снопчета зеленикаво-жълти мъжки шишарки с дължина 4-6 mm и диаметър 3-4 mm. По оста на такъв конус има многослойни люспести листа или микроспорофили. На долната повърхност на микроспорофилите има два микроспорангия - поленова торбичка,в които се образува прашец. Всяко поленово зърно е снабдено с две въздушни торбички, което улеснява преноса на полени от вятъра. Поленовото зърно съдържа две клетки, едната от които впоследствие, когато удари яйцеклетката, образува поленова тръба, другата, след разделяне, образува две сперматозоиди.

ориз. 9.3.Цикъл на развитие на белия бор: а - клон с конуси; b- напречно сечение на женски конус; в - семенни люспи с яйцеклетки; Ж - яйцеклетка в разрез; d - напречно сечение на мъжки конус; д - прашец; и - семенни люспи със семена; 1 - мъжки конус; 2 - млада женска подутина; 3- удар с семена; 4 - бучка след разсипване на семена; 5 - поленов проход; 6 - покритие; 7 - поленова тръба със сперма; 8 - архегоний с яйце; 9 - ендосперм.

На други издънки на същото растение се образуват женски шишарки с червеникав цвят. По главната им ос има дребни прозрачни покривни люспи, в пазвите на които има едри, дебели, впоследствие лигнифицирани люспи. От горната страна на тези люспи има две яйцеклетки, всяка от които се развива женски гаметофит - ендоспермс два архегония с по едно голямо яйце във всеки от тях. На върха на яйцеклетката, защитена отвън от обвивката, има отвор - поленовият проход или микропиле.

В края на пролетта или началото на лятото зрелият прашец се носи от вятъра и каца върху плода. Чрез микропила прашецът се изтегля в яйцеклетката, където расте в поленова тръба, която прониква в архегония. Двете сперматозоиди, образувани до този момент, пътуват през поленовата тръба до архегония. Тогава един от сперматозоидите се слива с яйцеклетката, а другият умира. От оплодена яйцеклетка (зигота) се образува семенен ембрион, а яйцеклетката се превръща в семе. Боровите семена узряват през втората година, падат от шишарките и, взети от животни или вятър, се транспортират на значителни разстояния.

Според значението си в биосферата и ролята в стопанска дейностПри хората иглолистните заемат второ място след покритосеменните растения, далеч надминавайки всички останали групи висши растения.

Те помагат за решаването на огромни проблеми с опазването на водата и ландшафта, служат като важен източник на дървесина, суровини за производството на колофон, терпентин, алкохол, балсами, етерични маслаза парфюмерийната индустрия, медицински и други ценни субстанции. Някои иглолистни дървета се отглеждат като декоративни дървета (ела, туя, кипарис, кедър и др.). Семената на редица борови дървета (сибирски, корейски, италиански) се използват за храна и от тях се получава масло.

Представители на други класове голосеменни (цикасови, цикасови, гинкови) са много по-рядко срещани и по-малко известни от иглолистните. Въпреки това, почти всички видове цикас са декоративни и са широко популярни сред градинарите в много страни. Вечнозелените безлистни ниски храсти от ефедра (клас Gnetaceae) служат като източник на суровина за производството на алкалоида ефедрин, който се използва като централен стимулант. нервна система, както и при лечение на алергични заболявания.

Разнообразие от растения. Особености външна структурарастения (семенни и спорови растения).

Флората е огромна и разнообразна. Растенията се различават едно от друго по много начини, включително структура и възпроизводство.

Сред растенията има много прости, които нямат отделни органи, като корени, листа, стъбла. Тези низши растения включват различни водорасли. Ако едно растение има листа, стъбла и корени, тогава такова растение се нарича висше растение. Най-простите висши растения са мъховете, следвани от папратите, хвощовете и мъховете и семенните растения. Семенните растения са голосеменни и покритосеменни. Всичко това са заводски отдели. Всеки отдел има свои собствени структурни характеристики.

Спороносните растения (мъхове, папрати, хвощове и мъхове) имат специални образувания по издънките си, в които се образуват спори. С помощта на спори растенията се размножават и разпръскват. Спорите са сферични или овални клетки. Те са леки и сухи, така че лесно се пренасят от вятъра и течащата вода на големи разстояния. Когато спората попадне в благоприятни условия, то покълва и дава начало на ново растение. И вече върху тези растения, излизащи от спори, се развиват зародишни клетки.

семенните растения достигат своя разцвет през мезозойската ера, когато климатът става по-сух и по-студен и се появява смяна на сезоните.

Много от тях растат цветя, които след това се развиват в плодове със семена вътре. Цветът, плодът и семената принадлежат към генеративните органи на растенията. Генеративните органи служат на растението за полово размножаване. Не всички растения, които произвеждат семена, произвеждат и цветя. Голосеменните произвеждат семена, но не произвеждат цветя. Голосеменните включват иглолистни дървета. Освен другите разлики, листата им са оформени като игли. Такива растения включват бор, смърч, лиственица и др. Семената им се развиват в шишарки, където лежат отворени върху люспите. Следователно тези растения се наричат ​​голосеменни. Същите растения, които произвеждат както цветя, така и семена, се наричат ​​цъфтящи растения.

В генеративните органи на семенните растения се образуват мъжки и женски гамети (полови клетки). Женските гамети се образуват в яйчника на плодника на цветето, мъжките гамети се образуват в прашеца на тичинките. Когато прашецът кацне върху плодника, настъпва опрашване на цветето, след което настъпва оплождане, образуват се семена и плодове.

Двойното торене при растенията има голям биологично значение. Открит е от Навашин през 1898 г. След това ще разгледаме по-подробно как се случва двойното торене в растенията.

Биологично значение

Процесът на двойно торене насърчава активното развитие на хранителната тъкан. В тази връзка яйцеклетката не съхранява вещества за бъдеща употреба. Това от своя страна обяснява бързото му развитие.

Двойна схема на торене

Накратко явлението може да се опише по следния начин. Двойното оплождане при покритосеменните се състои от проникване на два сперматозоида в яйчника. Едната се слива с яйцето. Това допринася за началото на развитието на диплоидния ембрион. Вторият сперматозоид се свързва с централната клетка. В резултат на това се образува триплоиден елемент. Ендоспермът излиза от тази клетка. Той осигурява хранителен материал за развиващия се ембрион.

Развитие на поленова тръба

Двойното оплождане при покритосеменните растения започва след образуването на силно редуцирано хаплоидно поколение. Представен е от гаметофити. Двойното торене на цъфтящи растения насърчава покълването на полени. Започва с набъбване на зърното и последващо образуване на поленова тръба. Пробива спородермата в най-тънката й област. Нарича се бленда. От върха на поленовата тръба се отделят специфични вещества. Те омекотяват тъканите на стила и стигмата. Благодарение на това в тях влиза поленова тръба. Докато се развива и расте, в него преминават както спермата, така и ядрото от вегетативната клетка. В по-голямата част от случаите проникването на поленова тръба в нуцелуса (мегаспорангий) става през микропила на яйцеклетката. Изключително рядко това се прави по друг начин. След проникване в зародишния сак поленовата тръба се разкъсва. В резултат на това цялото му съдържание се излива навътре. Двойното оплождане на цъфтящите растения продължава с образуването на диплоидна зигота. Това се улеснява от първата сперма. Вторият елемент се свързва с вторичното ядро, което се намира в централната част на ембрионалния сак. Полученото триплоидно ядро ​​впоследствие се трансформира в ендосперм.

Образуване на клетки: Обща информация

Процесът на двойно оплождане на цъфтящи растения се осъществява от специални полови клетки. Образуването им протича на два етапа. Първият етап се нарича спорогенеза, вторият е хематогенеза. В случай на образуване на мъжки клетки, тези етапи се наричат ​​микроспорогенеза и микрохематогенеза. Когато се формират женски репродуктивни елементи, префиксът се променя на „мега“ (или „макро“). Спорогенезата се основава на мейозата. Това е процесът на образуване на хаплоидни елементи. Мейозата, както и при представителите на фауната, се предшества от клетъчно възпроизвеждане чрез митотични деления.

Образуване на сперма

Първичното образуване на мъжки репродуктивни елементи се извършва в специална тъкан на прашника. Нарича се археспориален. В него в резултат на митозите се образуват многобройни елементи - поленови майчини клетки. След това влизат в мейозата. Поради две мейотични деления се образуват 4 хаплоидни микроспори. Те лежат един до друг за известно време, образувайки тетради. След това те се разпадат на поленови зърна - отделни микроспори. Всеки от формираните елементи започва да се покрива с две черупки: външна (exine) и вътрешна (intina). Тогава започва следващият етап – микрогаметогенезата. Тя от своя страна се състои от две последователни митотични деления. След първата се образуват две клетки: генеративна и вегетативна. Впоследствие първият преминава през друго разделение. В резултат на това се образуват две мъжки клетки - сперматозоиди.

Макроспорогенеза и мегаспорогенеза

В тъканите на яйцеклетката един или повече археспориални елементи започват да се отделят. Те започват да растат бързо. В резултат на тази дейност те стават много по-големи от другите клетки, които ги заобикалят в яйцеклетката. Всеки археспориален елемент претърпява делене чрез митоза един, два или повече пъти. В някои случаи клетката може веднага да се трансформира в майчината клетка. В него протича мейоза. В резултат на това се образуват 4 хаплоидни клетки. По правило най-големият от тях започва да се развива, превръщайки се в ембрионален сак. Останалите три постепенно се израждат. На този етап завършва макроспорогенезата и започва макрохематогенезата. По време на него се извършват митотични деления (повечето покритосеменни имат три от тях). Цитокинезата не придружава митозата. В резултат на три деления се образува ембрионален сак с осем ядра. След това те се разделят на независими клетки. Тези елементи са разпределени по определен начин в ембрионалния сак. Една от изолираните клетки, която всъщност е яйцеклетката, заедно с други две - синергиди, заема място в микропила, в който проникват сперматозоидите. В този процес синергидите играят много важна роля. Те съдържат ензими, които помагат за разтварянето на мембраните на поленовите тръби. IN противоположната странаОстаналите три клетки се намират в ембрионалния сак. Те се наричат ​​антиподи. С помощта на тези елементи хранителните вещества се прехвърлят от яйцеклетката в ембрионалния сак. Останалите две клетки са разположени в централната част. Често те се сливат. В резултат на тяхното свързване се образува диплоидна централна клетка. След като настъпи двойно оплождане и сперматозоидите проникнат в яйчника, един от тях, както бе споменато по-горе, ще се слее с яйцето.

Характеристики на поленовата тръба

Двойното оплождане се придружава от взаимодействието му с тъканите на спорофита. Доста е специфично. Този процес се регулира от дейността химични съединения. Установено е, че ако прашецът се измие в дестилирана вода, той ще загуби способността си да покълне. Ако полученият разтвор се концентрира и след това се обработи, той отново ще стане пълен. Развитието на поленовата тръба след покълването се контролира от тъканите на плодника. Например при памука растежът му до яйцето отнема около 12-18 часа. Въпреки това, след 6 часа е напълно възможно да се определи към коя яйцеклетка ще бъде насочена цветната тръба. Това е разбираемо, защото в него започва разрушаването на синергията. В момента не е установено как растението може да насочи развитието на тръбата в желаната посока и как синергидата научава за нейния подход.

„Забрана“ за самоопрашване

Доста често се наблюдава при цъфтящи растения. Това явление има свои собствени характеристики. „Забраната“ за самоопрашване се проявява във факта, че спорофитът „идентифицира“ собствения си мъжки хематофит и не му позволява да участва в оплождането. В същото време в някои случаи покълването на собствен прашец не се случва върху стигмата на плодника. Въпреки това, като правило, растежът на тръбата започва, но впоследствие спира. В резултат на това прашецът не достига до яйцето и в резултат на това не настъпва двойно оплождане. Това явление е отбелязано и от Дарвин. Така той откри цветя от две форми в пролетната иглика. Някои от тях бяха дълги колони с къси тичинки. Други са с къса колона. Тичинковите нишки в тях бяха дълги. Растенията с къса колона имат голям прашец (два пъти повече от другите). В същото време клетките в стигматичните папили са малки. Тези черти се контролират от група тясно преплетени гени.

Рецептори

Двойното торене е ефективно, когато прашецът се прехвърля от една форма в друга. Специални рецепторни молекули са отговорни за разпознаването на собствените си елементи. Те представляват сложни връзкивъглехидрати с протеини. Установено е, че форми на диво зеле, които не произвеждат тези рецепторни молекули в техните тъкани на стигмата, са способни на самоопрашване. Нормалните растения се характеризират с появата на въглехидратно-протеинови съединения в деня преди отварянето на цветето. Ако отворите пъпка и я третирате със собствен прашец два дни преди отварянето й, ще настъпи двойно оплождане. Ако това се направи в деня преди откриването, тогава няма да го има.

Алели

Трябва да се отбележи, че в редица случаи "самонесъвместимостта" на цветен прашец в растенията се установява от поредица от множество елементи на един ген. Това явление е подобно на несъвместимостта при тъканна трансплантация при животни. Такива алели се обозначават с буквата S. Броят на популацията на тези елементи може да достигне десетки или дори стотици. Например, ако генотипът на растение, произвеждащо яйца, е s1s2, а генотипът на растение, произвеждащо цветен прашец, е s2s3, по време на кръстосано опрашване покълването ще бъде отбелязано само в 50% от праховите частици. Това ще бъдат тези, които носят алела s3. Ако има няколко десетки елемента, тогава повечетопрашецът ще покълне нормално при кръстосано опрашване, докато самоопрашването е напълно предотвратено.

В заключение

За разлика от голосеменните, които се характеризират с развитието на доста мощен хаплоиден ендосперм независимо от оплождането, при покритосеменните тъкан се образува само в този единичен случай. Като се има предвид огромният брой поколения, по този начин се постигат значителни икономии на енергия. Увеличаването на степента на плоидност на ендосперма, очевидно, допринася за по-бърз растеж на тъканите в сравнение с диплоидните слоеве на спорофита.

Водорасли.Обща характеристика. Водораслите са растения, които живеят предимно във вода. Тялото им не е разделено на органи и тъкани. Репродуктивните органи са едноклетъчни. Това са едни от най-старите представители на растителния свят. Водораслите са едноклетъчни (хламидойонад, хлорела), колониални (носток) и многоклетъчни (спирогира, келп). Цитологични характеристики:

Клетките са покрити с клетъчна стена. Характеризира се с присъствие хроматофори, цветни носители. Хроматофорите са органели, в които протича фотосинтезата. Цветът зависи от дълбочината на местообитанието на водораслите: на голяма дълбочина е кафяво-червен, по-близо до повърхността е зелен. Хроматофорите на всички водорасли съдържат пиреноиди, те синтезират нишесте.

Едноклетъчните форми могат да бъдат подвижни (с флагели) или неподвижни.

Водораслите също могат да бъдат прикрепени (дънни) и свободно плаващи (планктонни) Размножаване: Вегетативно - нови водорасли се образуват от остатъци от нишки, парчета тали и др. Безполово - съдържанието на една клетка (зооспорангии) се дели многократно, образувайки нови подвижни клетки (зооспори). Всеки от тях поражда нов индивид. Сексуалното размножаване е широко разпространено при водораслите. Формите на половия процес са разнообразни: изогамия (♂подвижен, ♀ подвижен, идентичен по размер) , хетерогамия (♂мобилен, ♀ мобилен, ♀ повече от ♂) , оогамия (♂подвижен, ♀ неподвижен, ♀ по-голям от ♂), спрежение (съдържанието на две вегетативни клетки се слива). Получената зигота е покрита с дебела клетъчна стена, натрупва резервни хранителни вещества и в покой е в състояние лесно да понася неблагоприятни условия.

1 .Обща характеристика на отдел Папрат . С изключение на няколко рода, всички папрати са едноспорови. Те преживяват смяна на поколенията с преобладаване на спорофита над гаметофита. Спорофитът е представен от многогодишни коренищни треви с големи, обикновено пересто разчленени листа, от долната страна на които са разположени спорангии. В тропически климат се срещат дървесни папрати. Листата на папратите растат на върха. Това, което папрат прилича на лист, изобщо не е лист, а по своята същност е цяла система от клони и дори разположени в една и съща равнина. Така се казва - плосък клон, или листа, или друго име, предварително бягство. В спорангиите спорите (n) се образуват в резултат на мейозата. Спорангият се пука, спорите се разпръскват и зародишът (гаметофитът) пониква. Издънките са сърцевидна зелена плоча. Точката на растеж е в прореза. Ризоидите се простират от долната страна. Върху проталуса се образуват антеридии (в тях се образуват сперматозоиди) и архегонии (в тях се образува яйцеклетка). По време на дъжд или силна роса сперматозоидите проникват в архегониите и оплождат яйцеклетката. От зиготата се развива ембрион, след това възрастен спорофит. Съвременните папрати наброяват около 300 рода и 12 000 вида. Основни представители: Мъжка щитовка, Обикновен щраус, Салвиния плаваща (разнородни)

Опрашване при покритосеменни растения. Адаптиране на цветя към различни видовеопрашване. Микро- и макроспорогенеза при растениятаОпрашването е пренасяне на цветен прашец от тичинките към близалцата на плодника. Прави се разлика между самоопрашване и кръстосано опрашване. Самоопрашване: прашецът опрашва близалцето на едно и също цвете (пшеница, ечемик, овес, просо, грах, фасул, фасул, памук, лен, домат и др.). Преобладава в 10% от растенията. Самоопрашването се случва както при отворени цветя: целина, така и при затворени: фъстъци, теменужки. За еволюционното развитие обаче този тип самоопрашване не е перфектен, тъй като не носи нови генетични характеристики. Следователно, много растения имат адаптации, които предотвратяват самоопрашването: Двуполие (♂ и ♀ цветя се образуват на различни растения) Моноеций (♂ и ♀ цветя се образуват на едно и също растение, но в различни цветя) Дихогамия - узряване на цветен прашец и близалце при различно време Хетеростилия - близалцата и тичинковите нишки са различни по дължината Самостоятелна несъвместимост. Кръстосано опрашване: Прашецът опрашва близалцата на други цветя. Има 2 вида: гейтоногамия - опрашване в рамките на едно растение ксеногамия - опрашване в различни цветя (най-оптимално за еволюционния процес) Има няколко вида: Абиотичен– с помощта на неживи фактори на околната среда Анемофилия (от вятъра)

Хидрофилия (по вода)

Биотичен- с помощта на животни.

Ентомофилия - опрашване от насекоми Орнитофилия - опрашване от малки птици (колибри)

Структурата на яйцеклетката. Двойно оплождане при покритосеменните.

Структурата на яйцеклетката.Яйцеклетката се състои от централна част - nucellus и един или два заобикалящи го обвивки - интегументи, които образуват малък канал - micropyle - над върха на nucellus. Яйцеклетката комуникира с плацентата чрез achene или funiculus. Nucellus е аналог на макроспорангиума, в който се развива една макроспора. Двойно торенее открит от S.G. Navashin през 1898 г. Оплождането при покритосеменните обикновено се нарича двойно, т.к. двата сперматозоида се сливат с клетките на ембрионалния сак. Едната се слива с яйцеклетката, което води до зигота. Второто се слива с централното ядро, което води до триплоидна клетка (3n). Други клетки в ембрионалния сак дегенерират. След двойно оплождане ембрионът се развива от зиготата, ендосперма (хранителна тъкан) се образува от триплоидната клетка, периспермата (допълнителна хранителна тъкан) се образува от нуцелуса, обвивката на семето се образува от обвивката, семето се образува от яйцеклетката, а плодът се образува от яйчника. Предимствата на двойното оплождане са, че едновременно със зиготата се образува триплоидна клетка (3n), която се дели по-бързо от зиготата. Съответно ендоспермът се образува по-бързо от растежа на ембриона. Следователно не е необходимо да се съхраняват хранителни вещества преди оплождането, за разлика от голосеменните, при които преди оплождането се развива доста мощен хаплоиден ендосперм. Така се постига значителна икономия на енергийните ресурси на организма. Яйцеклетките на покритосеменните, необременени с хранителна тъкан за съхранение за бъдеща употреба, се развиват много по-бързо от тези на голосеменните.

1 - обвивки на яйцеклетката или обвивки (а - външен, б - вътрешен), 2 - микропиле, 3 - халаза, 4 - фуникулус, 5 - нуцелус, 6 - ембрионален сак, 7 - яйце, 8 - синергиди, 9 - антиподи, 10 - вторично ядро, 11 - плацента, 12 - съдов сноп. След оплождането ембрионът се развива от зиготата, ендосперма от централното ядро, периспермата от nucellus, обвивката на семето от интигументите, семето от яйцеклетката и плодът от яйчника.

Висши растения. Обща характеристика и цикъл на развитие.

Висши растения, или Земни растения, - вид зелени растения, които се характеризират с тъканна диференциация, за разлика от по-ниските растения - водорасли. Висшите растения включват мъхове и васкуларни растения (папрати, псилотови, хвощове, мъхове, голосеменни и покритосеменни).

Развитието на специализирани тъкани е било важно условие растенията да достигнат сушата. За комфортно съществуване във въздуха растенията трябваше да развият поне епидермис с устица за защита от изсушаване и топлообмен и проводими тъкани за обмен на минерални и органични вещества. Резултатът от достигането на растенията до сушата е и разделянето на растителния организъм на корени, стъбла и листа.

В жизнените цикли на висшите растения има редуване на сексуални и безполови методи на възпроизвеждане и свързаното с това редуване на поколенията. Безполовото поколение е представено от спорофита (2n), половото поколение от гаметофита (n). Спорофите спорообразуващо растение. В многоклетъчните спорангии спорите (n) се образуват в резултат на мейотично делене. Растенията, при които всички спори са еднакви, са хомоспорови; при по-високо организираните растения спорите с различни размери (микроспори и мегаспори) са разноспорови растения. Гаметофит- растение, което произвежда гамети. Гаметите се произвеждат в многоклетъчните органи на половото размножаване: яйцеклетки в архегонии, сперматозоиди в антеридии. Гаметофитът израства от спора. При едноспоровите растения гаметофитът е двуполов, при разноспоровите е еднополов. В резултат на оплождането се образува зигота, от която израства нов спорофит. Всички висши растения се разделят на 2 групи според доминирането на гаметофита и спорофита в жизнения цикъл: Растения с доминиращ гаметофит - отдел Бриофити Растения с доминиращ спорофит - всички останали

Като цяло, еволюцията на висшите растения се характеризира с тенденция към усложняване и подобряване на спорофита с едновременно намаляване на гаметофита.

Бриофити. Обща характеристика. Цикъл на развитие на мъх Kukushkin лен. Отделът включва повече от 25 000 вида сравнително просто организирани тревисти растения. Цикълът на развитие е доминиран от гаметофита. При по-примитивните форми той е представен от талус, докато при други не се разрязват стъблото и листата. Няма корени, те се заменят с ризоиди. Спорофитът не съществува самостоятелно, той се развива върху гаметофита, получавайки вода и хранителни вещества от него. Спорофитът е капсула, където се развива спорангиумът. Отделът е разделен на 3 класа: Anthocerotaceae, Чернодробни мъхове, Листни мъхове. Най-известният вид е Кукушкин лен(Клас Листни мъхове). Има изправени стъбла (15-20 см), плътно покрити с твърди, остри листа. Прикрепени към земята чрез ризоиди. Гаметофитите са двудомни. Антеридиите, заобиколени от червено-кафяви листа (n), се развиват на върха на мъжките екземпляри, а архегониите (n) се развиват на върха на женските екземпляри. Оплождането се извършва от подвижни бифлагелни сперматозоиди при влажно време. От зиготата на върха на женския гаметофит се развива спорофит (2n), който прилича на кутия на дълга дръжка. Вътре в капсулата има спорангиум, където след мейозата се образуват спори (n). След образуването на спорите капачето и след това капачето се отделят и спорите се освобождават. От спората първо се образува протонема, върху която се образуват листни издънки от специални пъпки - хаплоидното поколение (n).

Обща характеристика на разреза: Мъховиден. Цикълът на развитие на Moss clubformes. Ликоподите са много древна група, възникнала през силура и достигнала своя връх през карбоновия период. Това бяха огромни дървета, които образуваха цели гори. В съвременната флора те са представени от вечнозелени многогодишни треви, по-рядко храсти. Оцеляват около 1000 вида. Ликофитите имат малки листа с една жилка от микрофилен тип. Има 2 класа: homosporous Lycophytes и heterosporous Polushnikovye. ^ Мос клубен мъх. Цикълът на развитие е доминиран от спорофит (2n). Състои се от дълги пълзящи разклонени издънки, гъсто засадени с жилав малки листа. Тънки допълнителни корени излизат от стъблото. В средата на лятото на върховете се появяват спороносни класчета. Класът се състои от ос и листа (спорофили), разположени върху нея. От горната страна на спорофилите има спорангий на къса дръжка. В резултат на мейозата в него се образуват спори (n). От спорите се развива проталус (гаметофит) (n). Издънката се развива под земята. От долната му част излизат ризоиди. Чрез тях той се разраства в гъби, образувайки микориза. Живее в симбиоза с гъбата и се храни от нея. Расте много дълго (15-20 години). От горната му страна се образуват антеридий и архегоний. Бифлагелатният сперматозоид излиза от антеридиума, прониква в архегониума и опложда яйцеклетката. В резултат на това се образува зигота, от която се развива нов спорофит.