Двойное оплодотворение покрытосеменных егэ

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру:
от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) — важнейшими производителями
органических веществ на суше, как водоросли — в морях и океанах.

В настоящее время цветковые господствуют на Земле. Такое доминирующее положение им позволили занять прогрессивные особенности:

• Возникновение цветка

Цветок — генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения.
Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению
цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

• Защищенный семязачаток

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище —
завязи, сформированной из плодолистика (-ов).



• Двойное оплодотворение

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок
попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества — эндосперма (3n).
Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.



• Возникновение плода

У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

• Хорошо развита проводящая ткань

Ксилема — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами,
а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

• Редукция гаметофита

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

• Опыление

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.



• Многоярусные сообщества

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные,
бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

• Двудольные — семейства: крестоцветные, сложноцветные, бобовые, розоцветные, пасленовые
• В составе зародыша обычно имеется две семядоли

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.



• Листья

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

• Камбий

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

• Корневая система

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни.
Главный корень развивается из зародышевого корешка.



• Цветок

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.



• Однодольные — семейства: лилейные, злаки
• Зародыш содержит только одну семядолю
• Листья только простые, жилкование параллельное и дуговое
• Камбий отсутствует — из-за этого нет вторичного роста
• Корневая система мочковатая, главный корень и боковые рано отмирают, развиваются придаточные корни



• Цветок

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.



• Жизненные формы — травы (древесные формы очень редки)

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon — внутри + греч. sperma — семя) — запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и
двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у — березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n)
в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) — мужской гаметофит. В завязи пестика в
семязачатке формируется женский
гаметофит — зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток.
Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя
два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) — запасного питательного вещества. Другой спермий (n)
сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник — образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их
охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия,
они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте — почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют
медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Двойное оплодотворение цветковых

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.

Оплодотворению у покрытосеменных предшествует микро — и мегаспорогенез.

• Микроспорогенез протекает в пыльниках тычинок.

Диплоидные клетки образовательной ткани пыльника в результате мейоза превращаются в 4 гаплоидные микроспоры. Через некоторое время микроспора приступает к митотическому делению и преобразуется в мужской гаметофит – пыльцевое зерно. В пыльцевом зерне имеются две клетки: вегетативная и генеративная.

• Макроспорогенез осуществляется в семязачатке.

Из материнской клетки нуцеллуса в результате мейоза образуются 4 мегаспоры, из которых в итоге остается только одна. Эта мегаспора сильно разрастается и оттесняет ткани нуцеллуса, формируя зародышевый мешок. Ядро зародышевого мешка делится 3 раза митозом. После первого деления два дочерних ядра расходятся к разным полюсам и там делятся два раза. Таким образом, на каждом полюсе находится по четыре ядра. Три ядра у каждого полюса обособляются в отдельные клетки, а два оставшихся перемещаются в центр и сливаются, образуя вторичное диплоидное ядро. На одном полюсе находятся две синергиды и одна – яйцеклетка. На другом полюсе располагаются антиподы. Таким образом, зрелый зародышевый мешок содержит 7 клеток.

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 к семяпочке. Кончик пыльцевой трубки выделяет ферменты, растворяющие клетки столбика, так что создается возможность для дальнейшего ее прорастания. Ядро трубки остается в кончике растущей пыльцевой трубки.

• Генеративное ядро мигрирует в пыльцевую трубку и делится с образованием двух ядер – ядер спермиев.

Зрелый мужской гаметофит состоит из пыльцевого зерна и пыльцевой трубки, ядра трубки и двух ядер спермиев, а также некоторого количества связанной с ними цитоплазмы.

Оба генеративных ядра проникают в макрогаметофит.

• Одно из этих ядер перемещается к ядру яйцеклетки и сливается с ним; образующаяся в результате диплоидная зигота дает начало новому поколению спорофита.

• Другое генеративное ядро перемещается к двум полярным ядрам, после чего все три ядра сливаются и образуют ядро эндосперма, содержащее тройной набор хромосом.

Внимание! Описанное явление двойного оплодотворения, приводящее к возникновению диплоидной зиготы и триплоидного эндосперма, специфично и характерно только для цветковых растений.

Момент оплодотворения

Развитие зародыша

После оплодотворения зигота многократно делится и формирует многоклеточный зародыш. В результате делений ядра эндосперма образуются клетки эндосперма, наполненные питательными веществами. Эти клетки, окружающие зародыш, снабжают его питанием. После оплодотворения чашелистики, лепестки, тычинки, рыльце и столбик обычно завядают и опадают. Семяпочка вместе с содержащимся в ней зародышем превращается в семя; ее стенки утолщаются и превращаются в жесткие наружные покровы семени.

Развитие зародыша

Покрытосеменные растения

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Представьте, что на экзамене вам дали вопрос — “Характеристика покрытосеменных растений”

Давайте постараемся разобрать характеристику этого отдела Царства растений, рассмотрев кратко все критерии.

Отличительная характеристика этого отдела — органы размножения — цветок и плод.

Отдел делится на 2 основных класса, они, в свою очередь, на семейства:

Основные отличительные признаки классов:

Довольно часто в вопросах ЕГЭ встречается рисунок растения и нужно определить его класс.

Смотрим на количество лепестков в цветке и на листья:
● №1 — 6 листков в венчике, кратно 3, значит, однодольное растение;
● №2 — в венчике 5 лепестков, значит, двудольное;
● №3 — количество лепестков посчитать трудно, но зато виден лист, и жилкование у него перистое, значит, это двудольное растение;
● №4 — и по лепесткам, и по листьям это растение отнесем к двудольным.

Отличительные черты строения.

1. Цветок.
Это генеративный орган растения, т.е. он служит для полового размножения.
Соответственно, растения бывают однодомные (одного пола) — женские (с пестиком) и мужские (с тычинками) и двудомные (обоеполые, “ 2 в 1”) — у них есть и пестик, и тычинки.

Самая отличительная особенность покрытосеменных — способ размножения — двойное оплодотворение.

Первое оплодотворение: в тычинке формируется мужская половая клетка — спермий, он попадает на рыльце женского растения, проникает внутрь завязи и оплодотворяет яйцеклетку.
У спермия одинарный (гаплоидный) набор хромосом, и такой же у яйцеклетки — получается полноценный (диплоидный) зародыш.

Второе оплодотворение: второй спермий сливается с центральной клеткой женского растения.
У центральной клетки двойной набор хромосом. При объединении со спермием получается триплойдный набор — 3n — из этого слияния развивается эндосперм семени.
Его роль — накопительная — запас питательных веществ для зародыша.

Покрытосеменные оказались самыми приспособленными растениями — они заселили всю планету, кроме зоны льдов.

Как им это удалось?

Они использовали другие организмы:
— насекомых и других животных для опыления
— животных, птиц и человека — для распространения семян
Они используют неживую природу:
— есть ветроопыляемые растения
— есть растения, которые распространяют свои семена и плоды по воде

Трудно представить все приспособления, которыми обзавелись покрытосеменные растения, чтобы выжить и распространиться в окружающей среде…