Лекція - Насіннєве розмноження рослин

Подождите немного. Документ загружается.

Тема 19 . Насіннєве розмноження рослин

1. Загальна характеристика насіннєвого розмноження рослин.

2. Цикл розвитку і насіннєве розмноження рослин на прикладі сосни

звичайної (Pinus sylvestris L.).

3. Запилення. Запліднення.

4. Походження і біологічне значення насіння.

1. Загальна характеристика насіннєвого розмноження рослин.

Насіннєве розмноження — один з видів статевого розмноження в процесі

якого утворюється насіння. Це вища форма статевого розмноження, яка

властива голонасінним і покритонасінним.

Умови, при яких успішно відбувається насіннєве розмноження:

1) формування з насінного зачатка жіночих генеративних органів у рослин.

2) утворення чоловічих і жіночих статевих клітин — гамет.

3) процеси запилення і запліднення.

4) процеси ендоспермогенезу і ембріогенезу.

5) утворення з насінного зачатка насінини.

Якщо один з вище порахованих процесів випадає, то насіннєве

розмноження не відбувається. Цей складний біологічний процес виник в

процесі еволюції як пристосування до процесу розмноження. Для насіннєвого

розмноження характерно:

1) масове утворення нащадків.

2) інтенсивне розповсюдження насіння.

2. Цикл розвитку і насіннєве розмноження рослин на прикладі сосни

звичайної (Pinus sylvestris L.).

Цикл розвитку сосни звичайної (Pinus sylvestris L.) — це своєрідне коло

розвитку від процесу запліднення до процесу запилення (від насінини до

насінини). Сосна — дерев’яниста рослина, висотою до 40 м. Однодольна

рослина з окремими жіночими і чоловічими статевими органами. Чоловічі

розташовані у нижній частині, жіночі — у верхній.

Мікростробіли (від грец. mikros — малий і strobilos — соснова або ялинова

шишка) — стробіли, які складаються лише з мікроспорофілів і лусок. В лусках

містяться по два спорангії, які виповнені архіспоріальною тканиною, клітини її

диплоїдні, які приступають до мейозу і називаються мікроспороцити (від грец.

mikros — малий, спора і kytos — клітина ) — диплоїдні археспоріальні клітини,

з яких внаслідок мейозу утворюється тетрада гаплоїдних мікроспор.

Мікроспорофіли (від грец. mikros — малий, спора і лат. folium — листок)

— видозмінений листок, на якому розвиваються мікроспорангії. У квіткових

рослин тичинкова нитка гомологічна мікроспорофілу.

3. Запилення. Запліднення.

Запилення рослин - процес перенесення пилку з пиляків на приймочку

маточки квітки у покритонасінних рослин і з мікростробілів на макростробіли у

голонасінних.

Розрізняють такі два типи запилення: самозапилення (автогамія) і

перехресне запилення.

Самозапилення (автогамія) - (від грец. autos – сам і gamos – шлюб) – 1.

Самозапилення й самозапліднення у вищих рослин, яке полягає у потраплянні

пилку на приймочку тієї самої квітки й наступному злитті статевих клітин

(властиве гороху, квасолі, чині, квасениці). 2. Попарне злиття генеративних

ядер, що утворюються всередині однієї клітини (спостерігається, напр., у

деяких діатомових водоростей).

Розрізняють такі способи, що запобігають самозапиленню:

1. Гетеростилія - (від грец. heteros – інший і stylos – стовп) – наявність у

одних особин квіток з довгими стовпчиками і короткими тичинками, а в інших

особин того ж виду – квіток із короткими стовпчиками й довгими тичинками

(трапляється, напр., у медунки, гречки, первоцвіту та ін.).

2. Дихогамія - – (від грец. dicha – окремо і gamos – шлюб) – неодночасне

достигання у квітках тичинок і маточок. Розрізняють два види Д.: протандрія,

або протерандрія, і протогінія, або протерогінія. У горіха грецького в одних

особин спостерігається протерандрія, в інших – протерогінія. Термін

“дихогамія” запровадив німецький ботанік К.Шпренгель (1793).

2.1. Протандрія -(від грец. protos — перший і апеr, род. відм. andros —

чоловік) — один з видів дихогамії, коли раніше достигають пиляки порівняно з

приймочками маточок. Протандрія є пристосуванням до перехресного

запилення (спостерігається, напр., у видів з родин айстрових, зонтичних,

мальвових, гвоздичних, а з розових — в ожини, малини, суниць та ін.).

2.2. Протогінія - (від грец. protos — перший і gyne— жінка) — один з видів

дихогамії, коли в квітці приймочки маточок достигають раніше, ніж пиляки.

Протогінія є пристосуванням до перехресного запилення (спостерігається,

напр., у видів з родин хрестоцвітих, пасльонових, подорожникових, злакових, а

з розових — у яблуні, груші, сливи).

Перехресне запилення - перенесення пилку з тичинки однієї квітки на

приймочку маточки іншої квітки тієї самої або іншої рослини у

покритонасінних рослин, з мікростробілів на насінний зачаток у голонасінних.

Розрізняють такі способи, перехресного запилення:

1. Анемофілія (анемогамія) - (від грец. anemos – вітер phileo – люблю;

philia – дружба, схильність) – один із способів перехресного запилення у

рослин, що відбувається за допомогою вітру (характерна для більшості видів

злакових, осокових, а також для видів родів дуб, береза, тополя, ліщина та ін.).

2. Ентомофілія (ентомогамія) -3 (від грец. éntoma — комахи і phileō —

люблю) — один із способів перехресного запилення у рослин, що відбувається

за допомогою комах. На ентомофілію припадає близько 90 відсотків усіх

рослин, яким властиве перехресне запилення (спостерігається, напр., у яблуні,

груші, гречки, липи, малини та ін.).

3. Орнітофілія (орнітогамія) - (від грец. ornis, род. відм. ornithos — птах i

phileo— люблю) — один із способів перехресного запилення рослин, що

відбувається за допомогою птахів. Орнітофілія властива деяким рослинам з

родин зозулинцевих, маркгравієвих та ін. і здійснюється дрібними птахами —

колібрі, медососами, нектарницями.

4. Зоофілія (зоогамія) - (від грец. zōon — тварина і phóbos — страх) —

рослини, які в процесі еволюції виробили різні пристосування (колючки,

отруйні речовини тощо), що захищають їх від поїдання тваринами (напр.,

колючки у шипшини, неприємний запах у дурману тощо).

5. Гідрофілія (гідрогамія) - (від грец. hydor – вода, phileo – люблю) – спосіб

перехресного запилення у квіткових рослин за допомогою води. Гідрофілія

може бути надводна (напр., у валіснерії) і підводна (напр., у різухи).

Запліднення - процес злиття двох статевих клітин (чоловічої і жіночої

гамет). Внаслідок запліднення утворюється зигота, що дає початок новому

організмові.

У процесі запліднення беруть участь: яйцеклітина, спермії (у насінних

рослин), сперматозоїди (мохоподібні, папоротеподібні), зигота.

Яйцеклітина - жіноча гамета рослинного організму, з якої внаслідок

запліднення розвивається зародок.

Спермії - (від грец. sperma, род. відм. spermatos — сім'я) — чоловічі статеві

клітини (гамети), які утворюються внаслідок поділу генеративної клітини

пилкового зерна (утворюються, напр., у покритонасінних та у більшості

голонасінних рослин).

Сперматозоїди - (від грец. sperma. род. відм. spermatos — сім'я і eidos —

вигляд) — чоловічі статеві клітини (гамети). У рослин, в яких процес

запліднення протікає при наявності води, сперматозоїди мають джгутики, за

допомогою яких вони пересуваються (утворюються, напр., у багатьох

водоростей, мохів, папоротей та деяких голонасінних (саговники, гінкго).

Зигота - (від грец. zygōtós — з'єднання докупи) — диплоїдна клітина, що

утворюється внаслідок злиття чоловічої й жіночої статевих клітин (гамет).

Термін "зигота" запровадив англійський біолог і генетик У. Бетсон (1902).

4. Походження і біологічне значення насіння.

Насінина -3(лат. semen ) — генеративний орган у насінних рослин, який

утворюється з насінного зачатка і містить зародок. Насінина зовні вкрита

насіннєвою шкіркою, яка утворюється з інтегументів насінного зачатка. Під

насіннєвою шкіркою міститься зародок, що утворюється із зиготи, ендосперм

або перисперм — тканини, в яких містяться поживні речовини, що їх зародок

використовує під час розвитку. На місці відокремлення насінини від насіннєвої

ніжки утворюється рубчик, поблизу якого міститься сім'явхід (мікропілярний

отвір). Розрізняють типи насінини: насіння дводольних з ендоспермом

(помідор, морква, коноплі, липа, виноград та ін.); насіння дводольних без

ендосперму (біб, квасоля, гарбуз, огірок, дуб, ліщина, редька, капуста, горіх

грецький та ін.); насіння дводольних з периспермом (зірочник, кукіль, буряк,

гвоздика та ін.); насіння дводольних з ендоспермом і периспермом (перець

чорний, глечики жовті та ін.); насіння однодольних з ендоспермом (півники,

жито, пшениця, кукурудза та ін.); насіння однодольних без ендосперму

(частуха, стрілолист та ін.); насіння з недорозвинутим зародком (пшінка, види

родин магнолієвих, лаврових, пальмових, лілійних та ін.).

Насінина, як новий орган статевого розмноження з'явилася на пізніших

етапах еволюції рослинного світу. Вона характерна лише для насінних рослин,

які за теорією Вента (1972) з'явилися приблизно 350 млн. років тому назад. Як у

Голонасінних, так і у Покритонасінних рослин насінина утворюється із

насінного зачатка.

Насінний зачаток - (лат. ovulum) — жіночий орган у насінних рослин, в

якому формується жіночий гаметофіт, відбувається запліднення, розвиток

зародка і ендосперму і з якого, здебільшого після запліднення, розвивається

насінина.

Біологічна доцільність появи насіння цілком очевидна, оскільки воно

забезпечує з одного боку масове поширення виду, а з другого - запобігає

загибелі покоління у рослин внаслідок пошкодження або загибелі однієї

насінини.