Le transfert de pollen de l'anthère au stigmate du pistil est appelé pollinisation. Il existe deux types de pollinisation : la pollinisation croisée et l'autopollinisation.

À autopollinisation le stigmate reçoit le pollen d'une même fleur ou d'une autre, mais du même individu. La pollinisation est possible dans les fleurs fermées et non soufflées (pois). À traverser La pollinisation transfère le pollen de différents individus. C'est le principal type de pollinisation des plantes à fleurs (pommier, saule, concombre, etc.).

pollinisation croisée

La pollinisation croisée est réalisée par des voies naturelles (insectes, oiseaux, chauves-souris, vent, eau) et artificielles (produites par l'homme).

L'adaptabilité des plantes à la pollinisation par le vent se manifeste par la présence de fleurs nues ou de périanthes peu visibles et peu développés. Ils sont dépourvus de nectaires et d'odeur, ils forment beaucoup de pollen, il est léger, sec, petit, les stigmates sont longs, avec une grande surface pour piéger le pollen (seigle, maïs).

L'adaptabilité des plantes à la pollinisation par les insectes se caractérise par la couleur vive de la corolle, la présence de nectaires et l'odeur (pissenlit, fraise). La nourriture des insectes est le nectar et le pollen. La couleur et l'odeur servent à attirer les pollinisateurs. Parfois, les fleurs ont une odeur caractéristique des insectes femelles de la même espèce. Cela attire les mâles vers eux, qui effectuent la pollinisation. L'évolution des plantes à fleurs et de leurs pollinisateurs s'est déroulée en parallèle. C'est ce qu'on appelle l'évolution couplée.

La pollinisation croisée assure l'échange de gènes, maintient une hétérozygotie élevée des populations, fournit du matériel pour la sélection naturelle et préserve la progéniture la plus robuste - porteuse de la combinaison de gènes la plus favorable.

pollinisation artificielle

La pollinisation artificielle est réalisée par l'homme pour augmenter le rendement ou obtenir de nouvelles variétés de plantes. En même temps, appliquer du pollen sur le stigmate du pistil, différentes façons. Ainsi, dans le maïs qui a des fleurs de même sexe, le pollen est collecté en secouant les panicules apicales des fleurs mâles dans des entonnoirs en papier. Puis le pollen récolté est parsemé de longs stigmates de fleurs femelles dépassant au sommet de l'épi.

Dans la pollinisation artificielle des tournesols, les tiges de deux plantes voisines sont inclinées de manière à ce que la surface fleurie d'un panier puisse être pressée contre l'autre. Vous pouvez transférer le pollen en appuyant alternativement votre main dans une mitaine en tissu doux sur les paniers fleuris de différentes plantes.

Pour obtenir de nouvelles variétés de plantes à fleurs bisexuées, une préparation à la pollinisation artificielle est nécessaire. Tout d'abord, les anthères sont retirées des fleurs de la plante choisie comme mère, alors qu'elles sont encore en bouton, et ces fleurs sont protégées avec de la gaze ou des sacs en papier contre le pollen. Après 2-3 jours, lorsque les bourgeons s'ouvrent, le pollen récolté d'une autre variété est appliqué sur les stigmates des pistils avec un pinceau aquarelle propre et sec, du caoutchouc mousse souple ou un morceau de caoutchouc attaché au fil.

Double fertilisation chez les plantes à fleurs

Après la pollinisation, le processus de fécondation a lieu, mais cela nécessite un certain nombre de conditions : le pollen doit non seulement rester sur le stigmate, mais aussi croître à travers la colonne, atteindre l'ovule et assurer la fusion des cellules mâles avec les cellules femelles.

La double fertilisation est typique des plantes à fleurs.

Habituellement, beaucoup de grains de pollen tombent sur le stigmate. Ils ont tendance à avoir une surface rugueuse et sont retenus par la peau collante du stigmate. De plus, lorsque du pollen compatible pénètre, les cellules stigmatisées sécrètent des substances qui stimulent sa germination.

La germination des grains de pollen commence par un gonflement. Ensuite, à travers des pores spéciaux (canaux) dans l'enveloppe externe du grain de pollen, l'intérieur fait saillie dans un mince tube pollinique, où passent le noyau végétatif et la spermine. Les tubes polliniques de tous les grains compatibles maintenus sur le stigmate du pistil poussent en colonne, se dirigeant vers l'ovule. L'un d'eux dépasse les autres en croissance et, ayant atteint l'entrée du pollen, pénètre à travers celui-ci jusqu'au sac embryonnaire et y déverse son contenu.

L'un des spermatozoïdes fusionne avec l'ovule et l'autre avec le noyau secondaire de la cellule diploïde centrale. Le noyau végétatif est détruit avant même la pénétration du tube pollinique dans le sac embryonnaire.

La double fécondation des plantes à fleurs a été découverte par le cytologiste et embryologiste végétal russe S.G. Navashin en 1898.

En présence d'ovules dans l'ovaire, le processus de double fécondation décrit ci-dessus se produit dans chacun d'eux. On l'appelle double car deux cellules mâles fusionnent avec deux cellules du gamétophyte femelle. Plus tard, après la fécondation, le développement de la graine et du fruit commence dans la fleur.

formation de graines

Après la fécondation, une division mitotique rapide du noyau secondaire triploïde commence à l'intérieur du sac embryonnaire, qui n'a pas de période de dormance. Formé un grand nombre de noyaux, puis des partitions apparaissent entre eux.

Ces cellules nouvellement formées continuent de se diviser, remplissant toute la cavité du sac embryonnaire avec du tissu nutritif - l'endosperme, qui, chez certaines plantes, est complètement consommé pendant le développement de l'embryon (légumineuses, citrouilles), tandis que chez d'autres, il est stocké dans des graines matures. (des céréales). En même temps, le sac embryonnaire et l'ovule se développent.

La formation de l'embryon commence par la division du zygote. Après une période de dormance, le zygote se divise mitotiquement en deux cellules. La cellule supérieure, adjacente au passage pollinique, forme un pendant qui pousse la cellule inférieure plus profondément dans l'endosperme. La suspension chez certaines espèces végétales reste unicellulaire, chez d'autres elle est divisée par des cloisons transversales et devient multicellulaire. La cellule inférieure se transforme en un pré-embryon sphérique. Le pré-embryon est divisé en 4 cellules par deux cloisons perpendiculaires, puis chacune de ces cellules est divisée en deux autres.

Au début, les cellules sont plus ou moins homogènes. Avec une division supplémentaire, les cellules se différencient en une racine rudimentaire, une tige rudimentaire, des folioles rudimentaires (cotylédons) et un bourgeon rudimentaire entouré de cotylédons. À ce moment, l'ovule se transforme en graine, son tégument et les restes de l'endosperme forment la peau de la graine.

Ainsi, un embryon de graine est formé à partir d'un œuf diploïde fécondé et d'un tissu nutritionnel - endosperme - à partir d'une cellule triploïde secondaire, les téguments de l'ovule se transforment en téguments de graine et la paroi ovarienne, en croissance, forme un péricarpe.

Fertilisation- c'est le processus de fusion des cellules germinales mâles et femelles avec la formation d'un zygote. Chez les plantes, il peut se produire dans l'eau (chez les plantes à spores supérieures) et sans eau (chez les plantes à graines supérieures). Dans les plantes à fleurs, deux spermatozoïdes sont impliqués dans ce processus, la fécondation sera donc double. double fécondation- c'est le processus de fusion de deux spermatozoïdes avec deux cellules différentes : un spermatozoïde fusionne avec l'ovule, et le second avec la cellule centrale. Ce type de fertilisation n'est caractéristique que des plantes à fleurs. Le scientifique ukrainien S. G. Navashin a découvert la double fécondation en 1898.

Dans l'ovaire du pistil sur la tige de la graine, il y a un germe de graine, dans lequel les téguments sont isolés - tégument et partie centrale- noyau. Au sommet, il y a un canal étroit - l'entrée du pollen, qui mène au sac embryonnaire. Et c'est à travers ce trou dans la plupart des plantes à fleurs que le tube pollinique se développe dans le germe de la graine. En atteignant l'œuf, l'extrémité du tube pollinique se brise, deux spermatozoïdes en sortent et la cellule végétative est détruite. L'un des spermatozoïdes fusionne avec l'ovule pour former un zygote, et le second avec la cellule centrale, à partir de laquelle se formera l'endosperme avec un apport de nutriments. Ainsi, deux spermatozoïdes fusionnent avec deux cellules du sac embryonnaire, c'est pourquoi la fécondation chez les plantes à fleurs est appelée "double fécondation". A partir du moment où un grain de poussière sur le stigmate du pistil entre dans le processus de double fécondation dans différentes plantes, cela prend de 20 à 30 minutes à plusieurs jours. Ainsi, dans le germe de la graine, à la suite d'une double fécondation chez les plantes à fleurs, un zygote et une cellule centrale fécondée se forment.

Pollinisation, double fécondation, formation de graines et formation de semis chez une plante à fleurs : A - fleur. B - PILYAK à grains de pollen. À - grain de pollen : 1 - cellule végétative ; 2 - spermatozoïdes. G - tube pollinique. D - pistil. E - germe de graine. G - sac embryonnaire 4 - œuf; 5 - cellule centrale. C - graine : 6 - tégument ; 7 - endosperme; 8 - embryon. Et une pousse.

Après la fécondation, la cellule centrale fécondée se divise en premier, ce qui donne naissance à un tissu spécial de la future graine - endosperme . Les cellules de ce tissu remplissent le sac embryonnaire et accumulent des nutriments utiles au développement de l'embryon de graine (dans les céréales). Dans d'autres plantes (haricots, citrouilles), des nutriments peuvent être déposés dans les cellules des premières folioles de l'embryon, appelées cotylédons. Après l'accumulation d'une certaine partie des nutriments dans l'endosperme, l'œuf fécondé commence son développement - le zygote. Cette cellule se divise plusieurs fois et forme progressivement une cellule multicellulaire germe de graine , qui donne naissance à une nouvelle plante. L'embryon formé contient un bourgeon embryonnaire, des feuilles germinales - des cotylédons, une tige rudimentaire et une racine rudimentaire. Du tégument du germe de graine est formé testa , qui protège le fœtus. Ainsi, après la fécondation, une graine est formée à partir du germe de la graine, qui comprend le tégument, l'embryon de la graine et l'apport de nutriments.

En myrtille de blé plus d'une centaine de canards, -

dans l'épillet caché du bleuet de blé.

Fertilisation - c'est le processus de fusion des cellules germinales mâles et femelles avec la formation d'un zygote. Chez les plantes, il peut se produire dans l'eau (chez les plantes à spores supérieures) et sans eau (chez les plantes à graines supérieures). Dans les plantes à fleurs, deux spermatozoïdes sont impliqués dans ce processus, la fécondation sera donc double. double fécondation - c'est le processus de fusion de deux spermatozoïdes avec deux cellules différentes : un spermatozoïde fusionne avec l'ovule, et le second avec la cellule centrale. Ce type de fertilisation n'est caractéristique que des plantes à fleurs. Dans l'ovaire du pistil, sur la tige de la graine, il y a un germe de graine, dans lequel le tégument et la partie centrale, le noyau, sont isolés. Au sommet, il y a un canal étroit - l'entrée du pollen, qui mène au sac embryonnaire. Et c'est à travers ce trou dans la plupart des plantes à fleurs que le tube pollinique se développe dans le germe de la graine. En atteignant l'œuf, l'extrémité du tube pollinique se brise, deux spermatozoïdes en sortent et la cellule végétative est détruite. L'un des spermatozoïdes fusionne avec l'ovule pour former un zygote, et le second avec la cellule centrale, à partir de laquelle se formera l'endosperme avec un apport de nutriments. Ainsi, deux spermatozoïdes fusionnent avec deux cellules du sac embryonnaire, c'est pourquoi la fécondation chez les plantes à fleurs est appelée "double fécondation". A partir du moment où un grain de poussière sur le stigmate du pistil entre dans le processus de double fécondation dans différentes plantes, cela prend de 20 à 30 minutes à plusieurs jours. Ainsi, dans le germe de la graine, à la suite d'une double fécondation chez les plantes à fleurs, un zygote et une cellule centrale fécondée se forment.

Pollinisation, double fécondation, formation de graines et formation de semis chez une plante à fleurs : A - fleur. B - PILYAK à grains de pollen. À - grain de pollen : 1 - cellule végétative ; 2 - spermatozoïdes. G - tube pollinique. D - pistil. E - germe de graine. G - sac embryonnaire 4 - œuf; 5 - cellule centrale. C - graine : 6 - tégument ; 7 - endosperme; 8 - embryon. Et une pousse.

Après la fécondation, la cellule centrale fécondée se divise en premier, ce qui donne naissance à un tissu spécial de la future graine - endosperme . Les cellules de ce tissu remplissent le sac embryonnaire et accumulent des nutriments utiles au développement de l'embryon de graine (dans les céréales). Dans d'autres plantes (haricots, citrouilles), des nutriments peuvent être déposés dans les cellules des premières folioles de l'embryon, appelées cotylédons. Après l'accumulation d'une certaine partie des nutriments dans l'endosperme, l'œuf fécondé commence son développement - le zygote. Cette cellule se divise plusieurs fois et forme progressivement une cellule multicellulaire germe de graine , qui donne naissance à une nouvelle plante. L'embryon formé contient un bourgeon embryonnaire, des feuilles germinales - des cotylédons, une tige rudimentaire et une racine rudimentaire. Du tégument du germe de graine est formé testa , qui protège le fœtus. Ainsi, après la fécondation, une graine est formée à partir du germe de la graine, qui comprend le tégument, l'embryon de la graine et l'apport de nutriments.

La diversité du monde végétal. Formes de vie des plantes.

Parmi les plantes, il y a celles dont le corps n'est pas divisé en organes séparés. C'est pourquoi on les appelle plantes inférieures. Les plantes inférieures comprennent, par exemple, les algues. Mais dans la plupart des plantes, le corps se compose d'organes, tels que la pousse (tige avec des feuilles et des bourgeons) et la racine. Ces plantes sont appelées plus élevées. Ceux-ci comprennent les mousses, les fougères, les prêles, les lycopodes, les plantes à graines. La plupart des plantes supérieures se trouvent sur terre, mais il y a aussi celles qui poussent dans les plans d'eau (lentilles d'eau, quenouilles, roseaux, élodées).

En général, le monde des plantes est diversifié et vaste, il est donc difficile d'énumérer même celles avec lesquelles une personne entre en contact dans sa vie.

Certaines plantes ravissent avec de belles fleurs et décorent notre maison, d'autres fournissent des vitamines, de la nourriture et des médicaments. Les portes, les sols, les cadres de fenêtres des maisons sont en bois de pin, de chêne et d'épicéa. Le papier pour cahiers et livres est également obtenu à partir de la transformation des plantes.

Les plantes sont avec nous tout le temps. On peut les voir sur les rebords des fenêtres à l'école, dans la classe de biologie, dans la cour près de la maison, sur les pelouses, dans le jardin, dans la forêt, dans les champs et même dans la rivière, le lac et la mer.

Certaines plantes vivent très longtemps, pendant de nombreuses années, et sont donc appelées vivaces. D'autres ne vivent que quelques mois, pas plus d'un an. Ce sont des plantes annuelles.

Dans la nature, il existe des plantes dans lesquelles seules des pousses feuillues et des racines se forment la première année, et la deuxième année, elles forment des pousses et des fruits fleuris. Ce sont des carottes, des choux, des navets, etc. Ces plantes ne vivent pas un an, mais deux, c'est pourquoi on les appelle bisannuelles.

L'apparence générale des plantes s'appelle la forme de vie.

La forme de vie du peuplier, de l'épicéa, du pommier est un arbre; groseille, lilas, rose sauvage - arbuste; les myrtilles et les airelles sont des arbustes; agropyre, trèfle, quinoa, tulipe, tournesol - herbes.

Les principaux processus de la cellule (métabolisme, reproduction, respiration, nutrition).

Les principaux processus de l'activité vitale se déroulent dans la cellule. La cellule respire, se nourrit, libère des substances, se reproduit, réagit à l'impact environnement externe. Dans une cellule vivante, le cytoplasme est constamment en mouvement. Cela garantit le transfert de substances, la livraison de celles nécessaires à un certain endroit et l'élimination de celles qui ne sont pas nécessaires. Les substances de rechange et inutiles sont généralement rejetées dans les vacuoles.

Le mouvement du cytoplasme peut être observé au microscope à un grossissement de plus de 300 fois. Dans ce cas, vous pouvez voir comment les plastites vertes (chloroplastes) se déplacent. Cela indique que le cytoplasme est en mouvement.

La vitesse de déplacement du cytoplasme n'est pas la même. Cela dépend de la lumière, de la température et d'autres facteurs environnementaux. En pleine lumière, le cytoplasme se déplace généralement plus rapidement, car le processus de synthèse des substances organiques, et donc la respiration et le métabolisme, est plus actif. De cette façon, les plantes réagissent aux changements environnementaux.

La nutrition cellulaire est un ensemble de diverses réactions chimiques, à la suite desquelles des substances inorganiques sont converties en substances organiques - sucres, graisses, huiles, protéines et autres. Ces substances peuvent rester dans la cellule elle-même, s'y accumuler ou être utilisées. Ils peuvent être retirés de la cellule.

La respiration de la cellule lui fournit de l'énergie. Au cours du processus de respiration, une réaction chimique se produit, à la suite de laquelle, à l'aide d'oxygène, un complexe matière organique et de l'énergie, des substances plus simples et du dioxyde de carbone sont obtenus.

La croissance est aussi un processus vital de la cellule. La cellule augmente de taille en raison d'une augmentation du volume de la vacuole, du cytoplasme et de l'étirement de la paroi cellulaire.

Métabolisme- ce sont tous les processus de formation et de séparation des substances dans la cellule. Le métabolisme comprend la nutrition, la respiration, l'excrétion, etc. Les processus métaboliques se déroulent dans différentes parties de la cellule. La relation est fournie par le mouvement du cytoplasme.

Un autre processus de l'activité vitale des cellules est la reproduction. La cellule se reproduit par division. La division cellulaire est un processus complexe constitué d'étapes successives. Lors de la division cellulaire, les chromosomes doublent, puis se divisent en deux parties identiques et divergent vers les extrémités opposées de la cellule. Après cela, le cytoplasme est déjà divisé, les organites cellulaires sont répartis à peu près également, certains se forment à nouveau dans la cellule fille.

Grâce à la division, les tissus se forment, la croissance s'effectue (y compris en raison de leur étirement).

Lors de la reproduction, les gymnospermes ne produisent pas de spores, mais des graines, elles sont donc classées comme plantes à graines. Les plantes à graines sont également des plantes à fleurs, ou angiospermes. La différence entre les gymnospermes et les angiospermes est due au fait que les gymnospermes ne forment pas de fruits, leurs graines, pour ainsi dire, ne sont recouvertes de rien, elles reposent à la surface des écailles des cônes. Les représentants des gymnospermes sont l'épinette, le pin, le mélèze, le cèdre et d'autres plantes.

Les graines de gymnospermes se développent à partir d'ovules. La fécondation se produit à l'intérieur de l'ovule, où l'embryon se développe. Contrairement aux spores, les graines ont un apport de nutriments, une protection sous la forme d'un tégument. Cela a donné un avantage aux gymnospermes sur les plantes à spores.

Chez la plupart des gymnospermes, les feuilles ressemblent à des aiguilles (aiguilles) ou à des écailles. Parmi les gymnospermes, on distingue un grand groupe de conifères. Les plantes résineuses forment des forêts, participent à la formation du sol, leur bois, aiguilles, graines, etc. sont utilisés.

Il y a environ 150 millions d'années, les conifères dominaient le couvert végétal de la planète.

Les représentants les plus répandus des conifères en Russie sont le pin sylvestre et l'épicéa commun, ou européen. Leur structure, reproduction, alternance de générations dans le cycle de développement reflète les caractéristiques tous les conifères.

Pin sylvestre- plante monoïque (Fig. 9.3). En mai, des grappes de cônes mâles jaune verdâtre de 4 à 6 mm de long et de 3 à 4 mm de diamètre se forment à la base des jeunes pousses de pin. Sur l'axe d'un tel cône se trouvent des feuilles écailleuses multicouches, ou microsporophylles. Sur la face inférieure des microsporophylles se trouvent deux microsporanges - sac pollinique, où le pollen est produit. Chaque grain de pollen est pourvu de deux sacs aériens, ce qui facilite le transport du pollen par le vent. Il y a deux cellules dans le grain de pollen, dont l'une par la suite, lorsqu'elle frappe l'ovule, forme un tube pollinique, l'autre, après division, forme deux spermatozoïdes.

Riz. 9.3.Cycle de développement du pin sylvestre : un - branche avec cônes; b- cône femelle en coupe ; c - écailles de graines avec ovules; g - ovule en coupe ; e - cône mâle dans le contexte ; e - pollen; et - écailles de graines avec graines; 1 - cône mâle; 2 - jeune cône femelle ; 3- se cogner avec des graines; quatre - cône après éruption de graines; 5 - apport pollinique ; 6 - couverture; sept - tube pollinique avec sperme; huit - archégone avec ovule; 9 - endosperme.

Sur d'autres pousses de la même plante, des cônes femelles rougeâtres se forment. Sur leur axe principal, il y a de petites écailles de couverture transparentes, à l'aisselle desquelles reposent de grandes écailles épaisses, ensuite lignifiées. Sur la face supérieure de ces écailles, il y a deux ovules, dont chacun se développe gamétophyte femelle - endosperme avec deux archégones avec un gros œuf dans chacun d'eux. Au sommet de l'ovule, protégé de l'extérieur par le tégument, il y a un trou - l'entrée du pollen, ou micropyle.

À la fin du printemps ou au début de l'été, le pollen mature est transporté par le vent et tombe sur l'ovule. À travers le micropyle, le pollen est aspiré dans l'ovule, où il se développe dans le tube pollinique, qui pénètre dans l'archégone. Les deux spermatozoïdes formés à ce moment voyagent à travers le tube pollinique jusqu'à l'archégone. Ensuite, l'un des spermatozoïdes fusionne avec l'ovule et l'autre meurt. À partir d'un œuf fécondé (zygote), un embryon de graine est formé et l'ovule se transforme en graine. Les graines de pin mûrissent la deuxième année, débordent des cônes et, ramassées par les animaux ou le vent, sont transportées sur des distances considérables.

En termes d'importance dans la biosphère et de rôle dans activité économique Les conifères humains occupent la deuxième place après les angiospermes, dépassant de loin tous les autres groupes de plantes supérieures.

Ils aident à résoudre d'énormes problèmes de protection de l'eau et de paysage, constituent la source la plus importante de bois, de matières premières pour l'obtention de colophane, de térébenthine, d'alcool, de baumes, huiles essentielles pour l'industrie du parfum, des médicaments et d'autres substances précieuses. Certains conifères sont cultivés comme ornementaux (sapins, arborvitae, cyprès, cèdres, etc.). Les graines d'un certain nombre de pins (de Sibérie, de Corée, d'Italie) sont consommées, on en tire également de l'huile.

Les représentants des autres classes de gymnospermes (cycas, gnets, ginkgos) sont beaucoup plus rares et moins connus que les conifères. Cependant, presque tous les types de cycas sont décoratifs et sont très populaires auprès des jardiniers de nombreux pays. Les arbustes bas à feuilles persistantes d'éphédra (classe des gnetaceae) servent de source de matières premières pour l'obtention de l'alcaloïde éphédrine, qui est utilisé comme moyen de stimuler le système nerveux central. système nerveux ainsi que dans le traitement des maladies allergiques.

Variété de plantes. Caractéristiques de la structure externe des plantes (plantes à graines et à spores).

La flore est immense et variée. Les plantes diffèrent les unes des autres à bien des égards, y compris la structure et la reproduction.

Parmi les plantes, il y en a de très simples qui n'ont pas d'organes séparés, comme la racine, les feuilles, la tige. Diverses algues appartiennent à ces plantes inférieures. Si une plante a des feuilles, des tiges et des racines, alors une telle plante est appelée supérieure. Les plantes supérieures les plus simples sont les mousses, suivies des fougères, des prêles et des lycopodes et des plantes à graines. Les plantes à graines sont des gymnospermes et des angiospermes. Ce sont toutes des divisions de plantes. Chaque département a ses propres caractéristiques structurelles.

Les plantes à spores (mousses, fougères, prêles et lycopodes) ont des formations spéciales sur les pousses dans lesquelles se forment les spores. Avec l'aide de spores, les plantes se reproduisent et se propagent. Les spores sont des cellules sphériques ou ovales. Ils sont légers et secs, ils sont donc facilement transportés par le vent et l'eau courante sur de longues distances. Lorsque la spore entre dans des conditions favorables, elle germe et donne naissance à une nouvelle plante. Et déjà sur ces plantes, qui sont apparues à partir de spores, des cellules germinales se développent.

Les plantes à graines ont atteint leur apogée à l'ère mésozoïque, lorsque le climat est devenu plus aride et froid, le changement de saisons est apparu.

Beaucoup d'entre eux font pousser des fleurs, qui se transforment ensuite en fruits avec des graines à l'intérieur. Les fleurs, les fruits et les graines sont organes génératifs végétaux. Les organes génitaux servent à la plante pour la reproduction sexuée. Toutes les plantes qui forment des graines ne forment pas aussi des fleurs. Les gymnospermes produisent des graines mais ne produisent pas de fleurs. Les gymnospermes comprennent plantes conifères. Entre autres différences, leurs feuilles ont la forme d'aiguilles. Ces plantes comprennent le pin, l'épicéa, le mélèze, etc. Leurs graines se développent dans des cônes, où elles reposent ouvertement sur les écailles. Par conséquent, ces plantes sont appelées gymnospermes. Les plantes qui produisent à la fois des fleurs et des graines sont appelées plantes à fleurs.

Dans les organes génitaux des plantes à graines, des gamètes mâles et femelles (cellules sexuelles) se forment. Les gamètes femelles se forment dans l'ovaire du pistil de la fleur, mâle - dans le pollen des étamines. Lorsque le pollen frappe le pistil, la pollinisation de la fleur se produit, après la fécondation, des graines et des fruits se forment.

La double fertilisation chez les plantes a un grand importance biologique. Il a été découvert par Navashin en 1898. Ensuite, nous examinerons plus en détail comment se produit la double fécondation chez les plantes.

importance biologique

Le processus de double fécondation favorise le développement actif du tissu nutritif. À cet égard, l'ovule ne stocke pas de substances pour une utilisation future. Ceci, à son tour, explique son développement rapide.

Schéma de double fécondation

Brièvement, le phénomène peut être décrit comme suit. La double fécondation chez les angiospermes consiste en la pénétration de deux spermatozoïdes dans l'ovaire. L'un fusionne avec l'œuf. Cela contribue au début du développement d'un embryon diploïde. Le deuxième spermatozoïde se connecte à la cellule centrale. En conséquence, un élément triploïde est formé. De cette cellule vient l'endosperme. C'est une matière nutritive pour l'embryon en développement.

Développement du tube pollinique

La double fécondation chez les angiospermes commence après la formation d'une génération haploïde fortement réduite. Il est représenté par les gamétophytes. La double fécondation des plantes à fleurs favorise la germination du pollen. Cela commence par le gonflement du grain et la formation ultérieure d'un tube pollinique. Il perce le sporoderme dans sa partie la plus fine. C'est ce qu'on appelle l'ouverture. Des substances spécifiques sont libérées de l'extrémité du tube pollinique. Ils assouplissent les tissus du style et des stigmates. Pour cette raison, le tube pollinique y pénètre. Au fur et à mesure qu'il se développe et grandit, le sperme et le noyau de la cellule végétative y passent. Dans la grande majorité des cas, la pénétration du tube pollinique dans le nucelle (mégasporange) se fait par le micropyle de l'ovule. Il est extrêmement rare que cela se fasse d'une manière différente. Après pénétration dans le sac embryonnaire, le tube pollinique se rompt. En conséquence, tout son contenu est versé à l'intérieur. La double fécondation des plantes à fleurs se poursuit avec la formation d'un zygote diploïde. Ceci est facilité par le premier spermatozoïde. Le deuxième élément se connecte au noyau secondaire, situé dans la partie centrale du sac embryonnaire. Le noyau triploïde formé se transforme ensuite en endosperme.

Formation cellulaire : informations générales

Le processus de double fécondation des plantes à fleurs est effectué par des cellules sexuelles spéciales. Leur formation se déroule en deux étapes. La première étape est appelée sporogenèse, la seconde - hématogenèse. Dans le cas de la formation de cellules mâles, ces étapes sont appelées microsporogenèse et microhématogenèse. Avec la formation d'éléments sexuels féminins, le préfixe se transforme en "méga" (ou "macro"). La sporogenèse est basée sur la méiose. C'est le processus de formation des éléments haploïdes. La méiose, ainsi que chez les représentants de la faune, est précédée d'une reproduction cellulaire par divisions mitotiques.

Formation de spermatozoïdes

La formation primaire des éléments sexuels mâles s'effectue dans un tissu spécial de l'anthère. Elle est dite archésporiale. Dans celui-ci, à la suite de mitoses, se produit la formation de nombreux éléments - les cellules mères du pollen. Ils entrent alors en méiose. En raison de deux divisions méiotiques, 4 microspores haploïdes se forment. Pendant un certain temps, ils se trouvent côte à côte, formant des tétrades. Après cela, ils se désintègrent en grains de pollen - des microspores individuelles. Chacun des éléments formés commence à être recouvert de deux coques: externe (exine) et interne (intine). Ensuite, la prochaine étape commence - la microgamétogénèse. Il se compose à son tour de deux divisions mitotiques successives. Après la première, deux cellules se forment: générative et végétative. Par la suite, le premier passe par une autre division. En conséquence, deux cellules mâles sont formées - le sperme.

Macrosporogenèse et mégasporogenèse

Dans les tissus de l'ovule, un ou plusieurs éléments archésporés commencent à se séparer. Ils commencent à se développer rapidement. À la suite de cette activité, elles deviennent beaucoup plus grandes que le reste des cellules qui les entourent dans l'ovule. Chaque élément archésporial subit une division par mitose une, deux ou plusieurs fois. Dans certains cas, la cellule peut immédiatement se transformer en cellule mère. À l'intérieur, la méiose se produit. En conséquence, 4 cellules haploïdes sont formées. En règle générale, le plus grand d'entre eux commence à se développer et se transforme en sac embryonnaire. Les trois autres dégénèrent progressivement. A ce stade, la macrosporogenèse est terminée, la macrohématogenèse commence. Au cours de celle-ci, des divisions mitotiques se produisent (dans la plupart des angiospermes, il y en a trois). La cytokinèse n'accompagne pas la mitose. À la suite de trois divisions, un sac embryonnaire à huit noyaux est formé. Ils se séparent ensuite en cellules indépendantes. Ces éléments sont répartis d'une certaine manière dans tout le sac embryonnaire. L'une des cellules isolées, qui est en fait un ovule, avec les deux autres synergides, occupe une place près du micropyle, dans lequel se produit la pénétration du sperme. Dans ce processus, les synergies jouent un rôle très important. Ils contiennent des enzymes qui aident à dissoudre les membranes des tubes polliniques. À le côté opposé le sac embryonnaire contient les trois autres cellules. Ils sont appelés antipodes. À l'aide de ces éléments, les nutriments sont transférés de l'ovule au sac embryonnaire. Les deux cellules restantes sont situées dans la partie centrale. Souvent, ils fusionnent. À la suite de leur connexion, une cellule centrale diploïde est formée. Après la double fécondation et l'entrée des spermatozoïdes dans l'ovaire, l'un d'eux, comme mentionné ci-dessus, fusionnera avec l'ovule.

Caractéristiques du tube pollinique

La double fécondation s'accompagne de son interaction avec les tissus du sporophyte. C'est assez spécifique. Ce processus est régulé par l'activité composants chimiques. Il a été établi que si le pollen est lavé dans de l'eau distillée, il perdra sa capacité à germer. Si la solution résultante est concentrée puis traitée, elle redeviendra complète. Le développement du tube pollinique après la germination est contrôlé par les tissus du pistil. Par exemple, dans le coton, sa croissance jusqu'à l'œuf prend environ 12 à 18 heures. Cependant, déjà après 6 heures, il est tout à fait possible de déterminer vers quel ovule particulier le tube pollinique sera dirigé. Ceci est compréhensible car la destruction de la synergie commence en elle. À l'heure actuelle, il n'a pas été établi comment la plante peut orienter le développement du tube dans la bonne direction et comment la synergida apprend l'approche.

"Interdiction" de l'autopollinisation

On le voit souvent dans les plantes à fleurs. Ce phénomène a ses propres caractéristiques. L'« interdiction » de l'autopollinisation se manifeste par le fait que le sporophyte « identifie » son propre hématophyte mâle et ne lui permet pas de participer à la fécondation. Dans le même temps, dans certains cas, la germination de son propre pollen ne se produit pas sur le stigmate du pistil. Cependant, en règle générale, la croissance du tube commence toujours, mais s'arrête ensuite. En conséquence, le pollen n'atteint pas l'œuf et, par conséquent, la double fécondation ne se produit pas. Même Darwin a noté ce phénomène. Ainsi, il a trouvé des fleurs de deux formes dans la primevère printanière. Certains d'entre eux étaient de longue colonne avec de courtes étamines. D'autres sont à colonne courte. Ils avaient de longs filaments. Les plantes à colonne courte se distinguent par un gros pollen (deux fois plus que les autres). Dans ce cas, les cellules des papilles du stigmate sont petites. Ces traits sont contrôlés par un groupe de gènes étroitement liés.

Récepteurs

La double fécondation est efficace lorsque le pollen est transféré d'une forme à une autre. Des molécules réceptrices spéciales sont responsables de la reconnaissance de leurs propres éléments. Ils représentent connexions complexes glucides avec des protéines. Il a été établi que les formes de chou sauvage qui ne produisent pas ces molécules réceptrices dans les tissus du stigmate sont capables d'autopollinisation. Les plantes normales se caractérisent par l'apparition de composés glucides-protéines la veille de l'ouverture de la fleur. Si vous ouvrez un bourgeon et que vous le traitez avec votre propre pollen deux jours avant sa floraison, une double fécondation se produira. Si cela est fait la veille de l'ouverture, alors ce ne sera pas le cas.

allèles

Il convient de noter que, dans un certain nombre de cas, «l'auto-incompatibilité» du pollen chez les plantes est établie par une série d'éléments multiples d'un gène. Ce phénomène est similaire à l'incompatibilité dans la greffe de tissus chez les animaux. Ces allèles sont désignés par la lettre S. Le nombre de ces éléments dans la population peut atteindre des dizaines voire des centaines. Par exemple, si le génotype d'une plante productrice d'œufs est s1s2 et qu'une plante productrice de pollen est s2s3, seuls 50 % des grains de poussière germeront lors de la pollinisation croisée. Ce seront ceux qui portent l'allèle s3. S'il y a plusieurs dizaines d'éléments, alors la plupart de le pollen germera normalement lors de la pollinisation croisée, tandis que l'autopollinisation est complètement empêchée.

Pour terminer

Contrairement aux gymnospermes, qui se caractérisent par le développement d'un endosperme haploïde suffisamment puissant quelle que soit la fécondation, chez les angiospermes, le tissu ne se forme que dans ce cas unique. Compte tenu du grand nombre de générations, d'importantes économies d'énergie sont ainsi réalisées. Une augmentation du degré de ploïdie de l'endosperme favorise apparemment une croissance tissulaire plus rapide par rapport aux couches diploïdes du sporophyte.

Algues Caractéristiques générales. Les algues sont des plantes qui vivent principalement dans l'eau. Leur corps n'est pas divisé en organes et tissus. Les organes reproducteurs sont unicellulaires. C'est l'un des plus anciens représentants du monde végétal. Les algues sont unicellulaires (chlamydoionade, chlorella), coloniales (nostoc) et multicellulaires (spirogyra, varech,). Caractéristiques cytologiques :

Les cellules sont recouvertes d'une paroi cellulaire. Caractérisé par la présence chromatophores, porteurs de couleur. Les chromatophores sont des organites dans lesquels se déroule la photosynthèse. La couleur dépend de la profondeur de l'habitat des algues: à de grandes profondeurs - brun-rouge, plus près de la surface - vert. Les chromatophores de toutes les algues contiennent pyrénoïdes ils synthétisent l'amidon.

Les formes unicellulaires peuvent être mobiles (avec des flagelles) et immobiles.

De plus, les algues sont attachées (benthiques) et flottantes (planctoniques) Reproduction : Végétative - de nouvelles algues se forment à partir de bouts de fils, de morceaux de thalles, etc. Asexué - le contenu d'une cellule (zoosporanges) se divise plusieurs fois, formant de nouvelles cellules mobiles (zoospores). Chacun d'eux donne naissance à un nouvel individu. La reproduction sexuée est très répandue chez les algues. Les formes du processus sexuel sont variées : isogamie (♂ mobile, ♀ mobile, de taille identique) , hétérogamie (♂ mobile, ♀ mobile, ♀ plus que ♂) , oogamie (♂ mobile, ♀ immobile, ♀ plus que ♂), conjugaison ( le contenu de deux cellules végétatives fusionne). Le zygote résultant est recouvert d'une paroi cellulaire épaisse, accumule des nutriments de réserve et, au repos, est capable de supporter facilement des conditions défavorables.

1 .Caractéristiques générales du département Fern . À l'exception de quelques genres, toutes les fougères sont équisporées. Ils ont un changement de générations avec la prédominance du sporophyte sur le gamétophyte. Le sporophyte est représenté par des herbes rhizomateuses vivaces avec de grandes feuilles généralement disséquées pennées, sur la face inférieure desquelles se trouvent des sporanges. Les fougères arborescentes se trouvent dans les climats tropicaux. Les feuilles de fougère poussent au sommet. Ce à quoi une fougère ressemble à une feuille n'est pas du tout une feuille, mais par sa nature est tout un système de branches, et même situées dans le même plan. C'est comme ça qu'on l'appelle - un lit à plat, ou fronde, ou, un autre nom, - emballement. Dans les sporanges, les spores se forment à la suite de la méiose (n). Les sporanges éclatent, les spores se répandent et la plantule (gamétophyte) pousse. Les germes sont une plaque verte en forme de cœur. Le point de croissance est dans l'encoche. Les rhizoïdes émergent de la face inférieure. Sur la croissance, des anthéridies se forment (des spermatozoïdes s'y forment) et des archégones (un œuf s'y forme). Pendant la pluie ou la forte rosée, les spermatozoïdes pénètrent dans l'archégone et fécondent l'ovule. Le zygote se développe en embryon puis en sporophyte adulte. Les fougères modernes comprennent environ 300 genres et 12 000 espèces. Les principaux représentants : Bouclier mâle, Autruche commune, Salvinia flottante (hétérosporeuse)

Pollinisation chez les angiospermes. L'adaptation des fleurs à divers types pollinisation. Micro- et macrosporogenèse chez les plantes La pollinisation est le transfert du pollen des étamines vers les stigmates du pistil. Faites la distinction entre l'autopollinisation et la pollinisation croisée. Auto pollinisation : le pollen pollinise le stigmate du pistil d'une même fleur (blé, orge, avoine, millet, pois, haricot, haricot, coton, lin, tomate, etc.). Prédominant dans 10% des plantes. L'autopollinisation se produit à la fois dans les fleurs ouvertes: céleri et fermées: cacahuètes, violettes. Cependant, pour le développement évolutif, ce type d'autopollinisation n'est pas parfait, car il ne porte pas de nouveaux traits génétiques. Par conséquent, de nombreuses plantes ont des dispositifs qui empêchent l'autopollinisation : Dioïque (les fleurs ♂ et ♀ se forment sur des plantes différentes) Monoïque (les fleurs ♂ et ♀ se forment sur la même plante, mais dans des fleurs différentes) Dichogamie - maturation du pollen et stigmatisation à différents moments Hétérostylie - les stigmates et les filaments des étamines diffèrent sur la longueur Auto-incompatibilité. pollinisation croisée: Le pollen pollinise les stigmates des autres fleurs. Il en existe 2 types : géitonogamie - pollinisation au sein d'une même plante xénogamie - pollinisation au sein de différentes fleurs (la plus optimale pour le processus évolutif) Il en existe plusieurs types : abiotique- à l'aide de facteurs environnementaux non vivants Anémophilie (vent)

hydrophilie (eau)

Biotique- avec l'aide d'animaux.

Entomophilie - pollinisation par les insectes Ornithophilie - pollinisation par les petits oiseaux (colibris)

La structure de l'ovule. Double fécondation chez les angiospermes.

La structure de l'ovule. L'ovule se compose de la partie centrale - le nucelle et d'un ou deux téguments qui l'entourent - les téguments, qui forment un petit canal au-dessus du sommet du nucelle - le micropyle. L'ovule communique avec le placenta au moyen d'une tige de graine ou funicule. Nucellus est un analogue du macrosporange, dans lequel se développe une macrospore. double fécondation a été découvert par S.G. Navashin en 1898. La fécondation chez les angiospermes est généralement appelée double, car. les deux spermatozoïdes fusionnent avec les cellules du sac embryonnaire. L'un fusionne avec l'œuf, ce qui donne un zygote. La seconde fusionne avec le noyau central, entraînant la formation d'une cellule triploïde (3n). D'autres cellules du sac embryonnaire dégénèrent. Après une double fécondation, l'embryon se développe à partir du zygote et l'endosperme (tissu nutritif) se développe à partir de la cellule triploïde, le périsperme (tissu nutritionnel supplémentaire) est formé à partir du nucelle, le tégument du tégument, la graine de l'ovule, et le fœtus de l'ovaire. Les avantages de la double fécondation sont que simultanément avec le zygote, une cellule triploïde (3n) se forme, qui se divise plus rapidement que le zygote. En conséquence, l'endosperme se forme plus rapidement que l'embryon ne se développe. Par conséquent, il n'est pas nécessaire de stocker les nutriments avant la fécondation, contrairement aux gymnospermes, dans lesquels un endosperme haploïde assez puissant se développe avant la fécondation. Cela permet de réaliser d'importantes économies dans les ressources énergétiques de l'organisme. Les ovules des angiospermes, qui ne sont pas chargés de stocker des tissus nutritifs pour une utilisation future, se développent beaucoup plus rapidement que chez les gymnospermes.

1 - téguments de l'ovule, ou téguments (a - externe, b - interne), 2 - micropyle, 3 - chalase, 4 - funiculus, 5 - nucelle, 6 - sac embryonnaire, 7 - œuf, 8 - synergides, 9 - antipodes, 10 - noyau secondaire, 11 - placenta, 12 - faisceau vasculaire. Après la fécondation, l'embryon se développe à partir du zygote, l'endosperme du noyau central, le périsperme du nucelle, le tégument des intiguments, la graine de l'ovule et le fœtus de l'ovaire.

plantes supérieures. Caractéristiques générales et cycle de développement.

plantes supérieures, ou Plantes terrestres, - un type de plantes vertes caractérisées par la différenciation des tissus, contrairement aux plantes inférieures - les algues. Les plantes supérieures comprennent les mousses et les plantes vasculaires (fougères, psilots, prêles, lycopsides, gymnospermes et angiospermes).

Le développement de tissus spécialisés était une condition importante pour l'émergence des plantes sur terre. Pour une existence confortable dans l'air, les plantes devaient développer au moins un épiderme avec des stomates pour se protéger contre le dessèchement et le transfert de chaleur et des tissus conducteurs pour l'échange de substances minérales et organiques. Le résultat de l'émergence des plantes sur terre a également été la division du corps de la plante en racine, tige et feuille.

Dans le cycle de vie des plantes supérieures, il y a une alternance de modes de reproduction sexués et asexués et l'alternance de générations qui y est associée. La génération asexuée est représentée par le sporophyte (2n), la sexuée par le gamétophyte (n). sporophyte est une plante qui produit des spores. Dans les sporanges multicellulaires, les spores (n) se forment à la suite de la division méiotique. Les plantes dans lesquelles toutes les spores sont identiques sont des spores égales, dans des spores plus hautement organisées de différentes tailles (microspores et mégaspores) sont des plantes hétérospores. gamétophyte- Une plante qui produit des gamètes. Les gamètes se développent dans les organes multicellulaires de la reproduction sexuée: les œufs - dans les archégones, les spermatozoïdes - dans les anthéridies. Le gamétophyte se développe à partir d'une spore. Chez les plantes isosporeuses, le gamétophyte est bisexué, chez les plantes hétérosporeuses, il est unisexué. À la suite de la fécondation, un zygote se forme, à partir duquel un nouveau sporophyte germe. Toutes les plantes supérieures sont divisées en 2 groupes selon la dominance du gamétophyte et du sporophyte dans le cycle de vie :

Dans l'ensemble, l'évolution des plantes supérieures est caractérisée par une tendance à la complication et à l'amélioration du sporophyte avec réduction simultanée du gamétophyte.

Bryophytes. caractéristiques générales. Cycle de développement de la mousse de lin Kukushkin. Le département compte plus de 25 000 espèces de plantes herbacées d'organisation relativement simple. Le gamétophyte prédomine dans le cycle de développement. Dans les formes plus primitives, il est représenté par un thalle, alors que dans le reste, ce ne sont pas la tige et les feuilles qui sont disséquées. Il n'y a pas de racines, elles sont remplacées par des rhizoïdes. Le sporophyte n'existe pas seul, il se développe sur le gamétophyte, en recevant de l'eau et des nutriments. Le sporophyte est une boîte où se développe le sporange. Le département est divisé en 3 classes : Anthocerotes, Foie, Mousses feuillues. Le type le plus connu est Lin Kukushkin(Classe mousses feuillues). C'est une tige dressée (15-20 cm) densément couverte de feuilles dures et pointues. Attaché au sol par des rhizoïdes. Les gamétophytes sont dioïques. Au sommet des mâles se développent des anthéridies, entourées de feuilles rouge-brun (n), au sommet des femelles - archégones (n). La fécondation se produit par des spermatozoïdes motiles biflagellés par temps humide. Du zygote au sommet du gamétophyte femelle, un sporophyte (2n) se développe, qui ressemble à une boîte sur une longue tige. À l'intérieur de la boîte se trouve un sporange, où les spores (n) se forment après la méiose. Après la formation des spores, le bouchon puis le couvercle sont séparés et les spores se répandent. À partir de la spore, un protonema est d'abord formé, sur lequel des pousses feuillues sont formées à partir de bourgeons spéciaux - la génération haploïde (n).

Caractéristiques générales du département Lycopsoïde. Le cycle de développement de la mousse de club. Les lycopsides sont un groupe très ancien qui est apparu au Silurien et a atteint son apogée au Carbonifère. C'étaient des arbres immenses, formant des forêts entières. Dans la flore moderne, ils sont représentés par des herbes vivaces à feuilles persistantes, moins souvent par des arbustes. Environ 1000 espèces ont survécu. Les lycopsoïdes ont de petites feuilles avec une nervure de type microphile. Il existe 2 classes: Lycien équisporeux et Polushnikovye hétérosporeux. ^ mousse de club. Le cycle de développement est dominé par le sporophyte (2n). C'est une longue pousse ramifiée rampante densément plantée de petites feuilles dures. De fines racines adventives partent de la tige. Au milieu de l'été, des épillets porteurs de spores apparaissent sur les sommets. L'épillet se compose d'un axe et de folioles (sporophylles) reposant dessus. Sur la face supérieure des sporophylles se trouve un sporange sur une courte tige. À la suite de la méiose, des spores (n) s'y forment. L'excroissance (gamétophyte) se développe à partir des spores (n). Le germe se développe sous terre. Des rhizoïdes s'étendent de sa partie inférieure. À travers eux, il se transforme en champignons, formant des mycorhizes. Vit en symbiose avec le champignon, s'en nourrit. Il pousse très longtemps (15-20 ans). Des anthéridies et des archégones se forment sur sa face supérieure. Le spermatozoïde biflagellé quitte l'anthéridie, pénètre dans l'archégone et féconde l'ovule. En conséquence, un zygote est formé, à partir duquel un nouveau sporophyte se développe.