Файл: Введение о ботанике как науки.docx

, оплодотворения и развития семян

Женская шишка
Рис5а

Формирование семязачатка.

5. Семязачаток

Видоизмененный мегаспорангий , одетый покровами,1 из мегаспор, которого прорастает в женский гаметофит.

Мегаспорангий
Р ис 6

1 мегаспорангий


Р ис 7

1 археспориальная клетка

нуклеус

=мейоз=>
4 мегаспоры
Семязачаток
Рис8
Из 4 мегаспор делится 1 => женский гаметофит
Период формирования семязачатка около 1 часа.

Мужской гаметофит попав на женскую шишку прорастает.

Формирование семени.

После формирования гаметофитов пыльца высыпается и происходит опыление => оплодотворение. В одном из архегониев возникает зигота. Второй архегоний рассасывается. После оплодотворения весь семязачаток превращается в семя. В первую очередь формируется зародыш семени:

Зигота =митоз =>2 клетки =>

Рис9
Одна из них обращена к пыльцевходу, делится чаще в поперечном направлении и из неё формируется, так называемый , «подвесок» -
Рис 10
Вторая клетка проталкивается внутрь эндосперма, => из неё формируется зародыш. На конце образует подвеску, клетка делится поперечно. На противоположном конце деление клетки замедлено, а по бокам оно еще продолжается, и таким образом со стороны подвеска формируется корешок, стебелек, почечку, листочки = семядоли
Рис 11
Этот молодой спорофит – зародыш, способен прервать развитее на стадии молодых органов и уйти в покой – анабиоз, те этот зародыш способен дождаться благоприятных условий для дальнейшего существования.

Параллельно с развитием зародыша клетки нуцеллуса опробковевают => защищают от испарения.

Интегумент одревесневают и превращаются в твердый покров, или кожуру семени.

---

Пыльцевход закрывается и таким образом семязачаток превращается в семя.

Таким образом семя – зародыш снабженный запасом питательных веществ, и защищенный покровами – твердым снаружи и опропковевшим тонким слоем и состоит из:

1. 
   зародыш
   
2. 
   женский гаметофит – эндосперм (первичный)
   
3. 
   тонкая кожура
   
4. 
   твердая кожура
   

Преимущества голосемянных

1. 
   спорофит доминирует и имеет довольно совершенную структуру.
   
2. 
   споры разных размеров формируются на разных шишках и порастают в разедльнопполые гаметофиты.
   
3. 
   гаметофиты ♂ и ♀ редуцированы и паразитируют на спорофите (противоположность мхам). Мужские гаметы неподвижные – спермии
   
4. 
   половой процесс не зависит от водной среды
   
5. 
   встреча гамет обеспечивается особенностями строениями мужского гаметофита, формируется из него пыльцевой трубки и структурной семязачатки
   
6. 
   наличие семян обеспечивает выживаемость дочернего спорофита, так как зародыш способен переждать неблагоприятные условия, имея запас питательных веществ и защищен покровами от высыхания и механических повреждений.
   
7. 
   наличие семян обеспечивает лучшее расселение растений.
   

Отдел покрытосеменные

При цветении растений из цветочных почек формируется соответствующие части цветка: наружные бугорки конуса нарастания превращаются в листочки околоцветника (простого или двойного, свободного или сросшегося, актиноморфного или зигоморфного).

Следующий ряд первичных бугорков конуса нарастания цветочной почки дифференцируется в тычинки (андроцей).

Тычинка состоит из тычиночной нити, связника, и дух пыльников. Самые сложные процессы происходят в гнездах пыльника: здесь из микроспор формируются мужские гаметофиты – пыльцевые зерна, каждое пыльцевое зерно это редуцированный до двух клеток мужской гаметофит. Пыльцевые зерна защищены от внешней среды, стенками пыльника, имеющими специфическое строение.

Самые верхние первичные бугорки конуса нарастания почки дифференцируются в плодолистики. Плодолистик - это структурная единица гинецея или пестика. Число плодолистиков в гинецеи (пестика) могут быть различными (от одного до множества), а также они могут быть свободными или сросшимися. Пестик имеет завязь, столбик (иногда отсутствует) и рыльце. В завязи пестика происходят процессы формирования семязачатка, оплодотворения и развитие семени и плода. При формировании семязачатка , как и в пыльниках происходит процесс мегаспорогенеза и развития женского гаметофита –

---

зародышевого мешка. Редуцированный до восьми клеток женский гаметофит достаточно надежно защищен от внешней среды, стенкой мегаспорангия (нуцеллусом) интегументами и многослойными стенками завязи.

Строение и места формирования покрытосеменных гаметофитов способствует гарантированному ( в определенной мере) оплодотворению и возникновению дочернего спорофита – зародыша с большой пластичностью и повышенной выживаемостью.

---

Тема Общая характеристика покрытосеменных растений (цветковые - Anthophyta)

(Angiospermae)

Происхождение, возраст, диагностические признаки покрыто семенных.

Покрытосеменные – это самое многочисленные растения, к которым относятся большинство живущих ныне растений. Самый молодой отдел, возраст 200-300 млн лет. В результате длительной эволюции покрытосеменные достигли чрезвычайно большого экологического морфологического разнообразия. По уровню своего развития эти растения занимают такое же место среди растений, как и млекопитающие среди животных. Эта группа растений самая загадочная.

Некоторые ученые задавали вопросы, такие как:

Загадка № 1

Кода же покрытосеменные появились?

Возникновение этих растений относится к концу мезозойской эры, и в меловом периоде можно видеть огромное представительство этих видов растений. В середине мелового периода произошли изменения условия жизни. Эти изменения находились в процессе горообразования.

Загадка №2

Где возникли покрытосеменные растения (место)?

Покрытосеменные возникли на гипотетическом тропическом материке, расположенном между Америкой, Азией, Австралией и потом это материк погрузился в Тихий океан. Место возникновения покрытосеменных являются гор субтропической и умеренно теплой зоны северного полушария. Первая гипотеза пользуется популярностью.

Загадка №3

А кто является предками покрытосеменных? (Родоначальники)

До сих пор не найден четкий ответ. Не имеют древних предков. Предками называют разные группы голосеменных:

• 
  семенные папоротники
  
• 
  гинковые папоротники
  

эту проблему решают методом исключения. В частности хвощи и плауны вряд ли могли бы быть предками покрытосеменных.

В настоящее время распространяется гипотеза, что предками покрытосеменных считаются какие-то сходные с голосеменными (семенные папоротники). Как будто бы у этих папоротников есть семенные шишки, а на ней расположены мегаспоры и микроспоры.

Загадка №4

Как же они выглядели

Первые покрытосеменные были древесными растениями, они имели невысокие стебли- стволы, моноподиально разветвленные, боковых ветвей было немного=> из этих жизненых формирований развились более ветвящиеся деревья, как с толстыми так и тонкими веточками => появляются кустарники, полукустарники, травянистые формы (многолетние) => появляются двулетние и однолетние растения.

Благодаря большой пластичности покрытосеменных в процессе эволюции выработалось огромное разнообразие вегетативных органов (особенно листья), и многочисленные метаморфозы.

Побеги приспособляемости распространены всюду, доходя до крайних пределов существования растительности. Именно они определяют характер ландшафтов, за исключением хвойных лесов, торфяных болот и некоторых типов тундр.

Перечень

Процессы размножения покрытосеменных происходят в органах цветка.

Цветок имеет плодолистик, который представляет собой мегаспорофилл, который свернулся своими краями и образовалось полость. и семязачатки оказались внутри него.

Нижняя часть плодолистика – завязь, и после созревания семян превращается в плод – орган расселения семян.

Стенку плода окружают семена. И участвует в распространении семян.

Продолжается сокращение тела гаметофита. Он стал восьмиклеточным зародышевым мешком. А так же цветки имеют двойное оплодотворение и в результате возникает => эндосперм покрытосеменных вторичный, он гибридной природы и имеет триплоидный набор хромосом.

Что такое цветок?

Цветок – представляет собой сильно укороченный, не ветвящийся, глубоко видоизмененный побег, в котором происходят следующие процессы:

1. 
   микроспорогенез и мегаспорогенеез
   
2. 
   опыление
   
3. 
   гаметогенез
   
4. 
   двойное оплодотворение
   
5. 
   образование семян и плода
   

такой видоизмененный побег может появится из шишки, которая имела мега-, микроспоролистики , которые превратились в яркие лепестки. Мегаспоролистик изменился и превратился в завязь, а микро спорофилл – в пыльник.

Общий план строения цветка

См. лабораторное занятий

Околоцветник – защищает от температуры, высыхания, привлекает насекомых к опылению.

Андроцей – образование пыльцевых зерен.

Плодолистик – образование женского гаметофита, образование семени и плода – это функции плодолистика.

Развитие цветка, формирование частей цветка.

Цветок, как и побег формируется из почки и она называется цветочной. В отличии от вегетативной почки она более крупная, овальная, конус нарастания цветочной почки притуплен и укорочен не имеет вторичных бугорков. Он состоит из осевой части (короткой) – будущее цветоложе и первичных бугорков – зачатков частей цветка. Самые наружные (нижние) первичные бугорки со временем превратятся в простой или двойной околоцветник. Чуть позже развиваются следующие бугорки – это первичные бугорки которые превратятся в тычинки андроцея, и самые верхние первичные бугорки дифференцируются в плодолистики. На этот процесс формирования уходит много времени и простым глазом эти процессы не видны.

Строение и развитие тычинки.

Тычинка формируется из первичного бугорка, конуса нарастания, цветочной почки. Формирование пыльника опережает, то есть тычиночные нити на самом раннем развитии представляют собой ________________

!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Уточнить!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
Затем в четырех местах соответствующих будущим гнездам, специализируются более крупные клетки, число этих клеток постепенно увеличивается. С наружной стороны у такого бугорка (пыльника) обособляется 1 слой эпидермиса. Эти клетки увеличившись постепенно превращаются в археспориальную ткань и через некоторое врем клетки археспория претерпевают деления (митоз) => микроспоры. В каждом гнезде пыльника клеток микроспор очень много => через некоторое время практически каждая микроспора должна прорости в мужской гаметофит в пыльнике. Формирование мужского гаметофита у покрытосеменных происходит быстрее чем у голосеменных.

Микроспора покрытосеменных превращается в мужской гаметофит за одно деление митозом. В результате возникает микроскопических размеров мужской гаметофит, который имеет название пыльцевое зерно. Оно имеет две клетки =>

1. 
   маленькая – генеративная
   
2. 
   более крупная – вегетативная
   

А снаружи эти две клетки окружены оболочкой внутри интина, и снаружи экзина. У разных растений эта экзина организована различно, могут иметь выросты, шипики, много или мало. Все разнообразие пыльцевых зерен связано с опылением,( с ее способами).

Мелкие с гладкой экзиной – это ветроопыление, крупные – со всевозможными выростами – насекомоопыление.

Параллельно развитию пыльцевого зерна идут процессы формирования и стенок пыльника

В молодом пыльнике на стадии возникновения клеток архиеоспория, стенки стали дифференцированы, здесь можно выделить наружный слой – эпидермис и следующий слой – фиброзный, и под ним – тапетум

По мере формирования пыльцевых зерен на стадии микроспор стенки будут иметь хорошо выраженные эпидермис, фиброзный – не совсем выраженный и тапетум – более выражен.

По мере формирования эти клетки израсходуются на питание.
Рис 1
Оболочки данных клеток ??????????????? постепенно окружают микроспоры и чрез оболочки поглощаются мужским гаметофитом.

Когда уже формируются зрелые гаметофиты, то снаружи эпидермис клетки которых иногда мертвый.

Параллельно с развитием тычинки идет и формирование плодолистика.

Как и тычинка, плодолистик (пестик) тоже возникает из первичного бугорка цветочной почки. В середине этого бугорка появляется полость. А на внутренней стороне этой полости будут формироваться семязачатки. Женский гаметофит с семязачатком сильно редуцирован – зародышевый мешок.

В семязачатке происходит несколько стадий развития, сначала семязачаток в виде ????? выпуклины из клетки меристемы (внутри первичного бугорка) это клетки нуцеллуса. ??выд-ся?? 1 архиоспориальная клетка, проходит много времени и эта кдетка начинает делится митозом и возникает 4 мегаспоры. К этому времени нуцеллус достигает окончательных размеров и снаружи обрастает покровами с пыльцевходом, который называется микропиле. В дальнейшем только одна мегаспора прорастет в зародышевый мешок.1 мегаспора увеличивается в размерах (оболочки растягиваются) претерпивают деления митозам клетки (2) отходятк противоположным полюсам и не имеют своих оболочек, потом каждая эта клетка разделится еще раз и в результате возникает четыре клетки у каждого полюса, оставшиеся мегаспоры сдавливаются и исчезают => дифференциация этих клеток, от каждого полюса отходят по одной клетки и образуются центральные клетки , оставшиеся три специализируются на полюсе.

Клетки обращены к микропиле. Из которых (те из трех) одна становится более крупной и становится яйцеклеткой, две другие клетки мельче они являются клетками спутницами (синергиды) и противоположные три клетки одинаковые – антиподы.
На внутренней стенке завязи образуется семязачаток.

Сама стенка завязи к развитию семязачатка тоже изменяется, а именно число ее клеток увеличивается, она становится зеленой и имеет следующие ткани:

Снаружи стенка завязи покрыта наружным эпидермисом, за ним очень много слоев клеток – хлорофиллоносной паренхимы – мезафила, и внутри эпидермис.

Когда формируется завязь, то формируется столбик => рыльце, на котором выделяется сахаристая жидкость. Функции рыльца : удержание пыльцевых зерен, и способствие прорастанию пыльцевых зерен
при

8,04,2005

В пестике выделяются вещества способствующие прорастанию пыльцевых зерен – "скармливание". Если пыльцы мало, то прорастание слабее.

Преимущества двойного оплодотворения.

Является биологически более совершенным.

1. 
   эндосперм семени формируется только тогда, когда произошло и оплодотворение и сформировалась зигота => зародыш. Экономия энергетических материалов.
   
2. 
   эндосперм покрытосеменных гибридный, 3n, полиплоидны более сильные организмы => зародыш будет использовать больше разнокачественную пищу, то есть будет впитывать и накапливать в клетке признаки двух организмов. Выживаемость зародыша повышается.
   

Развитие семени и плода.

При формировании семени из семязачатка оно проходит несколько стадий – молочная спелость. Зигота с начала в покое, а затем делится на верхнюю =>нитевидная структура =>подвесок: проталкивает вторую клетку внутрь эндосперма. Под второй клеткой подразумевают собственно зародыш.

Вторая клетка делится митозом => предзародыш из клетки меристемы (шаровидный)

Периферийные ядра эндосперма обособляются цитоплазмой.

Восковая спелость.

Эндосперм становится клеточным. Зародыш со стороны эндосперма клетки замедляют деление, а боковые – семядоли между ними точка роста. Под точкой роста подразумевают клетки прокамбия => стебель. А со стороны подвеска – конус нарастания корня.

Параллельно с развитием зародыша энд.!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Становятся не растворимыми.

Из УВ – крахмальные зерна

Из аминокислот – алейроновые зерна.

Начинает опробковевать нуцеллус. Семя теряет влагу. Цитоплазма переходит из золя в гель => все вещества становятся твердыми. Изменяются и стенки плода. Околоплодник должен высвобождать семена. Семя прорастает: влажность, температура, кислород.

За счет запаса питательных веществ через бывшее микроплие поступает вода => в первую очередь делится конус нарастания корня. Далее делится точка роста => выходит на поверхность почечка. У растения есть специальное приспособление для прорастания зародыша. У злаковых калиоптиль, который прокалывает почву.

Вегетативная фаза

Формируются корни побеги, накапливается зеленая масса.

Цветение.

У спорофита начинают формироваться генеративные почки, внутри которых образуется цветок. У покрытосеменных очень мощный спорофит, он вскармливает на себе гаметофит. Долговечность семян различна.

Пути развития цветка покрытосеменных.

Существует несколько гипотез о происхождении цветка.

1. 
   Стробилярная теория: рассматривает превращение стробила в цветок.
   
2. 
   псевдантовая теория: цветок видоизменяется, редуцирующее соцветие из однополых цветков. В центре – женские, а с периферии мужские. Наиболее примитивными являются буковые и березовые.
   
3. 
   телломная теория : телломы псилофитов срастались между собой – интеломы. Они были стерильные и фертильные. Стерильные превращаются в стебли и листья, а феритильные – спорофиллы. Процесс формирования цветка шел параллельно развитию побега.
   

Исходя из стробилярной теории путь к изменению цветка:

Основным условием в изменении цветка является переход от опыления ветром к опыляемым насекомым.

Увеличение вероятности опыления => экономия пыльцы => уменьшение числа тычинок и плодолистиков => укорочение цветоложа => срастание частей цветка => упорядочивание членов цветка => уменьшение цветка => яркий околоцветник. Цветок с такими признаками находится на первой ступени к опылению насекомыми. Вторая ступень приспособления – опыление конкретными видами насекомых. Появление огромного разнообразия окраски, специфическая форма околоцветника, особый нектар, эфирные масла. Это приспособление => новая форма цветковых и насекомых.

Таким образом можно выделить признаки

Примитивные	Прогрессивные
цветоложе выпуклое удлиненное большое число членов околоцветников, A и G спиральное расположение членов актиноморфность крупные одиночные цветки раздельнолистный цветок	цветоложе укороченное, плоское, даже вогнутое уменьшение числа члеников круговое расположение членов зигоморфность мелкие яркоокршенные, собраны в соцветия спаяннолисный цветок появление запаха эфирных масел, нектара

---

Общепринятой системы цветковых растений нет

Любая ??филогенная ??система

Отдел покрытосеменные насчитывает 250 тыс. видов, которые делятся на 2 класса.

Двудольные

Однодольные

180 тыс. видов зародыш семени имеет 2 семядоли главный корень долго развивается и формирует стержневую корневую систему. корень имеет вторичное строение в зоне проведения стебель имеет разный диаметр по длине , так как он способен ко вторичному росту проводящие пучки стебля расположены по кругу с камбием открытые всевозможное разнообразие листьев, часто с прилистниками цветки много и 5-членнного типа, иногда кратно 2 большое разнообразие химических веществ

75тыс. видов зародыш семени имеет 1 семядою гл. корень рано отмирает => мочковатая корневая система корень имеет первичное строение в зоне проведения стебель имеет одинаковый диаметр по длине , так как вторичного роста не имеет проводящие пучки стебля расположены диффузно закрытые листья чаще без прилистников, чаще сидячие, не сложные с дуговым или ??? жилкованием число членов цветка кратно 3, обычно простой околоцветник меньшее разнообразие , но по хозяйственному использованию одинаково.

---