Строение цветка растения. органы репродукции (пестики и тычинки), строение семязачтка

Образование пыльцевого зерна

Пыльцевые зерна формируются из клеток археспор путём деления. Каждая материнская клетка порождает четыре споры — пыльцевых зерна. Пыльцевое зерно содержит одну гаплоидную клетку, окружённую двумя слоями оболочки — внешней экзиной и внутренней интиной. Экзина более плотная и часто имеющая утолщения, в то время как интина состоит из мягкого пектина. В дальнейшем ядро гаплоидной клетки делится митозом, образуя при этом вегетативную и генеративную клетки. Вегетативная клетка в дальнейшем служит для образования пыльцевой трубки в пестике. По ней в процессе опыления передвигаются спермии, образовавшиеся из гаплоидной клетки пыльцевого зерна. Попадая в рыльце пестика один спермий сливается с яйцеклеткой, второй — с центральной диплоидной клеткой. В результате первого слияния образуется зародыш, в результате второго — эндосперм. Данный процесс носит название двойного оплодотворения, которое было открыто С. Г. Навашиным в 1898 году..

Вариация морфологии

Тычинки с дистальным пыльником, прикрепленным к ножке нити, в контексте анатомии цветка

В зависимости от вида растения, некоторые или все тычинки в цветке могут быть прикреплены к лепесткам или к цветку. цветочная ось. Они также могут быть отдельно стоящими или сливаться друг с другом разными способами, включая слияние некоторых, но не всех тычинок. Нити могут быть сплавлены, а пыльники свободны, или волокна могут быть свободны, а пыльники соединены. Вместо двух локул, одна локула тычинки может не развиваться, или, альтернативно, две локулы могут сливаться на поздних стадиях развития, давая единственную локулу. Крайние случаи срастания тычинок встречаются у некоторых видов Циклантера в семье Тыквенные и в разделе Циклантера рода Филлант (семья Молочай ), где тычинки образуют кольцо вокруг гинецея с одной локулой.

Поперечное сечение Лилия тычинка, с четырьмя локулами, окруженными тапетумом

Микрогаметогенез

Микрогаметогенез, процесс формирования мужских гамет (сперматозоидов), происходит в пыльцевой трубке, мужском гаметофите венценосных растений. Развитие мужского гаметофита также происходит в пыльниках тычинок и ограничивается одним митотическим делением микроспоры и формированием оболочки пыльцевой трубки. Пыльцевая оболочка состоит из двух слоев: Intina (внутренняя, тонкая) и Exina (наружная, толстая). Каждая пыльцевая оболочка содержит две гаплоидные клетки: зародышевую и зародышевую. Зародышевая клетка (сперматогенная клетка) дает начало еще двум сперматозоидам. Затем зародышевая клетка (сифоногенная) формирует пыльцевую трубку.

Лекция № 15. Половое размножение у покрытосеменных растений

Половой репродуктивный орган у наземных растений — цветок. Цветок — это видоизмененный, короткий, неразветвленный стебель, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, который приводит к образованию семян и плодов.

Цветок имеет цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. Некоторые части цветка могут отсутствовать.

Цветы большинства видов растений имеют как тычинки, так и пестики. Такие цветы называются моноэхи (вишня, горох). Цветы, имеющие только пестики, называются женскими (пестичные), цветы, имеющие только тычинки, называются мужскими (тычиночные). В зависимости от распределения монофилетических цветков в растениях различают: моногамные растения — растения с женскими и мужскими цветками в одних и тех же образцах (огурец, кукуруза, дуб); двуполые растения — растения с женскими цветками в одном образце и мужскими в другом (крапива, конопля, облепиха); поливалентные растения — растения, у которых и яйцевидные, и одноцветковые цветки встречаются в одних и тех же образцах в разных пропорциях (гречиха, некоторые виды ясеня, клен).

Цветоножка — это межгнездовая ось под цветком. Цветки без цветоножек называют бесстебельными (цветки в соцветии подсолнечника, астры, одуванчика).

Цветоножка — это самая короткая часть цветочного стебля. Соцветие — это самая короткая часть цветоноса, которая несет все остальные части цветка.

Околоцветник — это стерильная часть цветка, его чашечка. Околоцветник может быть простым (без дифференциации на чашечку и венчик, образованный набором однородных листочков одинакового размера и цвета) и двойным (с дифференциацией на чашечку и венчик, различающиеся по размеру и цвету). Одиночный околоцветник может быть корончатым (сформированным из пестрых листочков) или чашевидным (сформированным из зеленых листочков). Цветы без околоцветника (ива, тополь) называются голыми.

Чашечка, внешняя часть двойного околоцветника, состоит из группы чашелистиков, видоизмененных листьев прицветников. Чашелистики обычно маленькие и зеленого цвета. Они похожи на обычные листья, но расположены более просто.

Различают двулистную чашечку, состоящую из свободных чашелистиков (капуста, лютик), и клейковину, состоящую из частично или полностью прикрепленных чашелистиков (картофель, табак, горох).

Край — это внутренняя, обычно окрашенная часть двойной мантии. Он представляет собой пучок лепестков, которые часто бывают разноцветными. Количество лепестков на краю может варьироваться. Лепестки могут быть более или менее одинаковыми (лютик, яблоко) или различаться по размеру и форме (фиалка, горох). Следовательно, венчик может быть правильным, неправильным или асимметричным. Венчик, как и чашечка, может быть чашелистиком или черешком. Венчик чашечки подковы состоит из свободных, непарных лепестков. Соломенно-лепестковый венчик состоит из лепестков, которые в разной степени спарены. Основная функция венчика — привлечение опылителей.

Как увидеть проводящий пучок внутри тычинки без микроскопа

Как то раз я пыталась экспериментально проращивать пыльцу лилейника в сахарной воде, и оставила тычинку в капле раствора на ночь. За ночь капля подсохла, а концентрированный раствор вытянул воду из клеток тычиночной нити. Покровы стали просвечивать и внутри стала видна извивающаяся лента красноватого проводящего пучка, напоминающая кровеносный сосуд.  

Кроме того, подобный способ обезвоживания, позволяет рассмотреть клеточное строение тычинки очень хорошо. Проделайте этот несложный опыт с тычинкой красоднева и вы. Возможно, подобный фокус с обнаружением проводящего пучка получится и для других растений. Экспериментируйте!

Строение связника

СВЯЗНИК — тычиночная нить, в месте прикрепления пыльников. 

Он проводит питание в пыльники и снабжен проводящим пучком. Устаревшее название связника — спайка.Связник обычно узкий, и между пыльниками его трудно заметить. Легче всего, его разглядеть в месте вхождения в пыльники, где тычиночная нить немного расширяется. Иногда перемычка разрастается, разводит пыльники далеко друг от друга. Например, у любки зеленоцветной. 

Связник тычинки лилейника под микроскопом. Виден оранжевый проводящий пучок.

СВЯЗНИК ТЫЧИНКИ

Как тычиночный связник —Пыльник связывать привык,По профессии по смежной —Он заядлый проводник:Подает питание, водуПыльцевым мешкам в угоду.В деле разном он прилежныйИ способный ученик:Даст нектара каплю он,Станет пыльнику зонтомЕсли случай неизбежный —Обернется поплавком!Связник у некоторых растений берет на себя дополнительные функции. Он может служить зонтиком, и чашей с амброзией, и даже как поплавок.У фиалок он преобразуется в нектарник. У водного растения рдеста, связник разрастается и выдается вперед в виде широких лопастей, защищая сидячие тычинки. У роголистника, связник превращается в поплавок. Цветки роголистника находятся под водой. Тычинки, созревая, отрываются и за счет широкого связника всплывают на поверхность. На воздухе пыльники вскрываются, и тяжелая пыльца подводным дождем опускается, попадая на пестики цветков.

Когда тычиночная нить возвышается над пыльниками, её выступ называют НАДСВЯЗНИК.

Надсвязник имеют тычинки барбариса, багрянника, осоки, фиалки. Обычно этот выступ небольшой, но у тропических растений семейства анноновых надсвязник образует навес, защищающий пыльники от дождя.

Цветковое строение

Цветок содержит: околоцветник, пестик и тычинки. Безлиственные удлиненные части стебля вокруг цветка называются цветоножками. Их можно увидеть у яблони, вишня и тюльпана и т.д. Короткие и практически невидимые цветоножки называются сидячими. Цветочная ось, стебельная часть, укорочена и носит название цветоложа. Все части цветка находятся на нём. Форма цветка может различаться: выпуклый лук, плоский пион, вогнутая вишня, контурная мальва, и так далее.

Околоцветники состоят из чашки и венца. Чашечка образуется чашелистиками, венец — формируется из лепестков. Чашелистики формируются из вегетативных листьев, а лепестки представляют собой видоизмененные тычинки водяной лилии или пиона, магнолии. Чашечка в бутонах защищает остальные части цветка от повреждения.

Чашелистики и лепестки могут быть свободные или сросшиеся. Тогда их соответственно называют: раздельнолепестные, как у капусты, редьки, сростнолистные (шиповник, горох), свободнолистные (шиповник) или сростнолепестные (картофель, одуванчик).

Если вокруг цветка образованы лишь чашелистики или лепестки, то его называют простым тюльпаном, ландышем и так далее. Если листья простых околоцветников красятся в зеленый цвет, они называются чашевидными (крапива, вороний глаз), а в других – венчиковыми (лилии, подснежники).

Если околоцветник имеет и лепестки, и чашелистики, то является двойным (шиповник, картофель). Венчик притягивает к цветку опылителей, защищая пестик и тычинку от повреждений. Если цветок не имеет околоцветника, то его называют голым (верба и ясень).

Согласно расхождению

Расхождение пыльников — это момент, когда они открываются, чтобы выпустить пыльцу, и в зависимости от того, как они это делают, они разделяются на несколько типов. Например, когда пыльники открываются продольно, отверстие в каждом тике называется продольным. Другие типы — поперечный, порицидный и клапанный.

Другой пример расхождения в тычинках связан с направлением тика по отношению к центру цветка. У некоторых растений тик вставляется лицом к центру цветка; в этих случаях расхождение происходит внутри цветка (навязчивое расхождение), облегчая самоопыление или, скорее, самоопыление.

Когда тик вставлен в переднюю поверхность нити, он смотрит наружу цветка; в этом случае говорят, что расхождение выдавлено.

Андроцей

Андроцефал — это скопление тычинок одного цветка. Количество тычинок в цветке варьируется от одной (орхидеи) до нескольких сотен (некоторые кактусы). Большинство растений имеют одну тычинку, которая состоит из тычиночного стебля и пыльника. Тычинка — это нижняя, обычно суженная, стерильная часть тычинки. Нижний конец нити отходит от тычинки, а верхний конец несет пыльники. Тычинки обычно тонкие, длинные и округлые в сечении. Пыльник — это верхняя, удлиненная, плодородная часть тычинки. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных лентой. Каждая половина имеет две пыльцевые трубки (микроспорангии), в которых образуются микроспоры, а затем пыльца. Пучок рацема — это продолжение нитей рацема, через которые пыльники снабжаются питательными веществами.

Микроспорогенез — это процесс образования микроспор в микроспоровых протоках (рецепторах пыльника). Микроспоры образуются из материнских клеток, клеток микроспоры, которые имеют диплоидный набор хромосом. В результате редукции каждая материнская клетка образует четыре гаплоидные микроспоры. Микроспоры быстро отделяются друг от друга.

Слайд 14 Пыльцевое зерно, как и микроспора, имеет

и нежная пленка. Состоит в основном из пектинов.
Экзина состоит из

очень стойкого биополимера – спорополленина. Она толстая, со скульптурированной поверхностью (гребни, шипики, складки, бугорки). В то же время она имеет утонченные места – апертуры (поры). При прорастании пыльцы через апертуры обычно выходит пыльцевая трубка. Апертуры позволяют пыльцевому зерну изменять объем при изменении влажности. Апертуры могут быть округлыми или бороздчатыми, число их варьирует. Строение экзины очень разнообразно и в то же время постоянно в пределах таксономических групп. Это имеет систематическое значение. Например, среди цветковых растений однодольные имеют одну апертуру (однобороздчатая пыльца), большинство двудольных – три (трехбороздчатая пыльца).

Строение тычинки и пестика

Для более удобного рассмотрения отдельных частей цветка, ниже рассмотрим пример строения пестика и тычинки:

Основная часть цветка состоит из пестика и тычинки. Цветки, у которых есть и пестик, и тычинка, называют двуполыми или гермафродитами. Цветки, у которых есть либо пестик, либо тычинка, называются однополыми: только тычинки – тычинковые или мужские, только пестики – пестиковые или женские.

Цветки, у которых нет ни тычинок, ни пестика, называют стерильными или бесполыми. Такое встречается в астрах и предназначено для того, чтобы привлечь опылителей. Если у одного растения встречаются цветы, которые имеют пестики и тычинки, то их называют однодомными (это вишни и яблони). Если на одном растении цветки только мужские, на другом — только женские, то эти растения называют двудомными — облепиха, конопля, тополя, шелковица, верба. Однодомных растений больше (5-8 %), чем двудомных (3-4 %).

Совокупность всех тычинок называется андроцеем (от греч. andros — мужчина и oikos — дом), совокупность всех пестиков называется гинецеем (от греч. гине – женщина). Количество тычинок и пестиков может быть разным. Тычинка цветка состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить — стерильная часть, которая снабжена пыльником. Может быть разной формы: булавообразная, волосовидная, цилиндрическая и так далее. Поверхность нити тычинки может быть голой, опущенной, волосистой, может иметь железки. Иногда нить тычинки не развивается, или очень короткая, так бывает у магнолии.

Пыльник представляет собой две половинки, соединенные между собой при помощи вязальца. Пыльник обладает 4 гнездами спорангии или пыльцевыми мешками, где первичные спорогенные клетки сначала образуются митозом, а затем митозом образуют микроспоры из которых формируются пыльцевые зерна. Иногда разрушается перегородка, а в пыли остаются две полости — гнезда. Пыльцевое зерно покрыто двумя слоями: внешним — экзином, внутренним — интином. Пыльцевые зерна разнообразны по форме: шаровидные, эллипсовидные, удлиненные, нитевидные, полушаровые. Поверхности пыльцы разные: шишковатые, шелковистые, сморщенные, игловатые и так далее.

Внутри зерна пыльцы формируется мужской гаметофит. Гаплоидная микроспора делится путем митоза, и получаются две клетки, одна из которых имеет меньшие размеры – генеративная (репродуктивная), а вторая – большие – вегетативная. Из генеративной клетки развиваются (получаются путем митоза) спермии, а из вегетативной – пыльцевая трубка.

Нет времени решать самому?

Наши эксперты помогут!

Контрольная

| от 300 ₽ |

Реферат

| от 500 ₽ |

Курсовая

| от 1 000 ₽ |

Нужна помощь

Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Образован он одним (гинецей называется апокарпным (от греч. апо – возражение, карпелум – плодолистик)) или несколькими (гинецей называется ценокарпным (от греч. кайнос – общий)) плодолистиками при сростании краев. По расположению завязи различают: верхнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки прикрепляются под ней, стенки завязи образованы только плодолистиками (помидор, земляника, слива, вишня); нижнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки размещены над ней и срастаются с ней (подсолнух, яблоня, смородина); полунижнюю – стенки завязи срастаются с тычинками, лепестками и чашелистиками лишь в нижней части (бузина).

Поверхность рыльца выделяет липкие вещества, может быть покрыта волосками, бугорками и т. п., что позволяет лучше улавливать пыльцу. Ветроопыляемые растения имеют рыльце больших размеров. Столбик – это суженная часть пестика, который соединяет рыльце с завязью. У некоторых растений (мак посевной) столбик почти неразвит и рыльце сидит на завязи. Оно называется сидячим. В завязи пестика находится полость (одна или несколько) – гнездо. Количество гнезд равняется количеству сросшихся плодолистиков (одногнездная, двухгнездная, трехгнездная, четырехгнездная, пятигнездная, многогнездная завязи).

1.11. Размножение покрытосеменных растений

Половое размножение покрытосеменных растений происходит за счет важнейших частей цветка – пестиков и тычинок. В них происходят сложные процессы, в результате которых образуются половые клетки – гаметы. У цветковых растений мужские гаметы, спермии, очень мелкие, а женские гаметы, яйцеклетки, гораздо крупнее. Когда гаметы сливаются, происходит оплодотворение, образование зиготы и нового зародыша.

Опыление

Для того чтобы произошло оплодотворение, необходима встреча разнополых гамет. Мужские гаметы находятся в пыльце в тычинках, а женские – в пестике.

Опыление – это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Оно бывает двух видов – перекрестное и самоопыление.

Когда пыльца из тычинки переносится на рыльце пестика того же самого цветка, это называется самоопыление. В этом случае сливаются гаметы, несущие одни и те же признаки, а значит, новое растение не будет отличаться от родительского организма. Так опыляются горох, фасоль, рис, пшеница, овес.

Если же пыльца из тычинки одного цветка переносится на пестик цветка другого растения, то это – перекрестное опыление. При таком типе опыления гаметами передаются наследственные признаки от разных растений и у потомства могут образоваться новые свойства, которых не было у родителей. По этой причине потомство от перекрестного опыления более жизнеспособно.

Двойное оплодотворение цветковых растений – особый тип оплодотво­рения, который наблюдается только у цветковых расте­ний. Процесс двойного оплодотво­рения был открыт на примере лилейных и де­тально изучен отечественным бота­ником Сергеем Гавриловичем Навашиным в 1898 г.

Двойное оплодотворение = первый спермий сливается с яйцеклеткой + второй спермий сливается с центральной клеткой.

— Попав на рыльце пестика, пыльца прорастает. При прорастании пыльцы образуется пыльцевая трубка, растущая по столбику вниз. Генеративная клетка мигрирует в пыльцевую трубку и делится с образованием двух спермиев.

Зрелый мужской гаметофит состоит из пыльцевого зерна, пыльцевой трубки и двух спермиев.

Оба спермия проникают в основание пестика.

— Один спермий перемещается к яйцеклетке и сливается с ней; образующаяся в результате зигота дает начало новому поколению растения.

— Другой спермий перемещается к двум крупным центральным клеткам и сливается с ними. Образуется очень питательный эндосперм.

Внимание!

Описанное явление двойного оплодотворения, приводящее к возникновению диплоидной зиготы (спермий + яйцеклетка = двойной (диплоидный) набор) и триплоидного эндосперма (получается при сливании не двух клеток, а трех — триплоидный набор), специфично и характерно только для цветковых растений.

Момент оплодотворения

Образование семян и плодов

После слияния центральной клетки со спермием образуется эндосперм, который начинает делиться. Он будет отвечать за питание зародыша.

После оплодотворения яйцеклетки чашелистики, лепестки, тычинки, рыльце и столбик обычно завядают и опадают. Клетки покрова семязачатка (структура в пестике, из которой будет образовываться семя) утолщаются и превращаются в семенную кожуру.

После оплодотворения из семязачатка образуется семя, состоящее из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ.

После оплодотворения к завязи внутри пестика приливают питательные вещества, и она превращается в спелый плод.

Семена от неблагоприятных воздействий защищает околоплодник, который развивается из стенок завязи.

Развитие зародыша

Образовавшаяся при слиянии мужской и женской гамет зигота начинает делиться сначала на две клетки, потом каждая клетка делится еще на две и т. д. В результате многократных делений образуется зародыш нового растения. Семяпочка вместе с содержащимся в ней зародышем превращается в семя.

Семя состоит из зародыша и эндосперма с запасом питательных веществ, заключенных в прочную оболочку, которая возникла из стенки семяпочки.

Зародыш = корешок + стебелек + почечка + семядоля(-и)

Развитие зародыша

Прочитано
Отметь, если полностью прочитал текст

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Итак, для большинства покрытосеменных характерен строго акропетальный порядок заложения
органов цветка. Отклонения от этого порядка можно встретить только в циклических цветках.
Для того, чтобы лучше понять разнообразие отклонений от строго акропетального порядка
заложения органов в цветках можно построить пространство логических возможностей по
двум параметрам – акропетальное/базипетальное заложение совокупностей органов, т.е.
околоцветник-андроцей-гинецей и акропетальное/базипетальное заложение органов в пределах
одной категории (). В целом, цветковые растения очень неохотно нарушают базовую акропетальную последовательность
заложения категорий органов “околоцветник-андроцей-гинецей”. Отклонения от этой последовательности
проявляются в основном в том, что 1) часть органов одной категории закладывается одновременно
или после расположенной выше органов другой категории (внутренние элементы околоцветника
одновременно с тычинками, часть тычинок после гинецея), 2) часть или все органы определенной
категории закладываются позже расположенной выше категории органов, но в этом случае
они закладываются на “своевременно” появившихся первичных примордиях (часть или все
индивидуальные тычинки после гинецея при комплексной полиандрии), 3) одновременное
заложение двух категорий органов (околоцветник одновременно с андроцеем у некоторых
однодольных) и 4) все органы определенной категории после вышерасположенных органов
другой категории (гинецей после андроцея в инвертированных цветках, редкие случаи
заложения всех тычинок после гинецея у высших двудольных). Заложение органов цветка
всегда начинается с околоцветника и почти всегда заканчивается гинецеем (кроме случаев
простой полиандрии на гипантии, где часть тычинок закладываются позже гинецея и кроме
специально оговариваемых случаев у высших двудольных). В пределах каждой категории
заложение органов также обычно акропетальное. Базипетальное заложение элементов околоцветника
можно наблюдать в олигомерных цветках высших двудольных (чашелистики после лепестков
у астерид, листочки подчашия после чашелистиков в цветках с подчашием). Базипетальное
развитие андроцея характерно для нескольких несвязанных близким родством групп двудольных
с комплексной полиандрией. Базипетальное развитие гинецея можно обнаружить только
в инвертированных цветках.

Таблица 1.  

Возможное пространство логических возможностей паттернов развития цветка

	Органы внутри каждой категории акропетально	Околоцветник базипетально	Андроцей базипетально	Гинецей базипетально
Околоцветник-андроцей-гинецей акропетально	Базовый вариант	Цветки с подчашием (листочки подчашия после чашелистиков и обычно одновременно с лепестками);олигомерные цветки (чашечка после лепестков)	Цветки с полимерным андроцеем и комплексной полиандрией
Частичное отклонение от строго акропетального порядка “околоцветник-андроцей-гинецей”	Внутренние элементы околоцветника одновременно с андроцеем (цветки с общими примордиями);Lythrum, Trapa, Dirachma, Astrantia – лепестки после андроцея;часть тычинок после гинецея в цветках с полимерным андроцеем и простой полиандрией на гипантии или комплексной полиандрией	Олигомерные цветки (чашечка после лепестков и одновременно с андроцеем или после него)	Часть тычинок после гинецея в цветках с полимерным андроцеем и комплексной полиандрией
Полное отклонение от строго акропетального порядка “околоцветник-андроцей-гинецей”	Околоцветник одновременно с андроцеем (цветки с общими примордиями);Senna, Conostegia – андроцей после гинецея		Platycrater, Napoleonaea – андроцей после гинецея	Инвертированные цветки

Все эти разнообразные паттерны возникают с одной стороны независимо в неродственных
друг другу семействах и даже порядках покрытосеменных, а с другой стороны роды, принадлежащие
одному семейству (а иногда и виды одного рода) могут демонстрировать разные паттерны
развития цветка. Например, у Hydrangeaceae зафиксированы типичный паттерн, простая
полиандрия на гипантии, комплексная полиандрия и заложение всего андроцея после гинецея
(Roels et al., 1997; Hufford, 1998, Ge et al., 2007). С уверенностью можно сказать,
что отклонения от типичного варианта развития цветка сосредоточены в основном в группе
высших двудольных (eudicots), но это далеко не единственная группа растений с циклическим
цветком. Причины возникновения того или иного паттерна, его адаптивный смысл также
не всегда ясны.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (базальные группы покрытосеменных, проект 18-04-00797а)
и РНФ (однодольные, пространство логических возможностей, проект 19-14-00055).