Содержание

Половое размножение цветковых растений. Опыление — урок. Биология, 6 класс.

Все процессы полового размножения цветковых растений происходят в цветке, а точнее в его главных частях — тычинках и пестиках. Эти органы цветка предназначены для двух важнейших процессов — опыления и оплодотворения.

Опыление — процесс, во время которого пыльца с пыльников тычинок растения переносится на рыльце пестика.

Существует два способа опыления: перекрёстное и самоопыление.

  

Рис. \(1\). Самоопыление

 

1. При самоопылении происходит перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика в одном цветке. Так опыляются овёс, пшеница, ячмень, фасоль, горох, хлопчатник.

 

Самоопыление чаще всего совершается до распускания цветка (в бутоне). Имеются растения, у которых цветы вообще не распускаются.

 

Рис. \(2\). Перекрёстное опыление

 

2. При перекрёстном опылении пыльца, созревшая на одном цветке, попадает на рыльце пестика другого цветка.

 

Такое опыление может происходить между различными цветками одного растения или разных растений. Перекрёстное опыление совершается при помощи ветра, насекомых, воды, птиц.

Опыление ветром. Приспособления ветроопыляемых растений

С помощью ветра происходит опыление у кукурузы, ржи, подорожника, тополя, дуба, крапивы и многих других растений.


Такие  растения обычно растут большими группами, например, заросли крапивы, дубравы. Многие ветроопыляемые растения цветут рано весной, когда на деревьях ещё нет листьев.

 

У растений, цветочную пыльцу которых переносит ветер, цветки мелкие, в основном без околоцветника, часто собранные в соцветия. У таких цветков обычно длинные тычиночные нити, а пыльца сухая и лёгкая. Пыльцы образуется очень много, но большая её часть на рыльца пестиков не попадает. На рисунке изображено, как мужские цветы, собранные в серёжковидные соцветия, раскачиваются на ветру и рассеивают пыльцу.

 

Рис. \(3\). Женские и мужские соцветия ольхи

Опыление при помощи насекомых. Признаки насекомоопыляемых растений

Опыление при помощи насекомых является наиболее распространённым в природе способом опыления. Насекомые, питаясь выделяемым растениями нектаром и пыльцой, облетают много растений, чтобы обеспечить себя пищей, одновременно перенося на своём теле пыльцу от одного цветка к другому.

 

У насекомоопыляемых растений выработался ряд приспособлений для привлечения опылителей. Цветки многих растений крупные, с яркими околоцветниками, хорошо заметные издалека.  Мелкие цветки обычно собраны в соцветия. Часто цветки имеют запах или выделяют нектар.

 

У некоторых растений строение цветков совпадает по размерам и форме со строением тела насекомого, которое его опыляет. Пыльца обычно устроена так, что легко прилипает к поверхности насекомого.

 

Рис. \(4\). Пчела и пыльца


Весной часто в сады выставляют пчелиные ульи. Пчёлы собирают нектар и пыльцу с цветущих деревьев и опыляют их. Урожай значительно увеличивается.

Тропические растения могут опыляться при помощи птиц.

 

Рис. \(5\). Колибри

 

Пыльца водных растений может переноситься водой.

Источники:

Рис. 1. Самоопыление. © ЯКласс

Рис. 2. Перекрёстное опыление. © ЯКласс

Рис. 3. Женские и мужские цветки. https://image.shutterstock.com/image-photo/male-catkin-flowers-female-buds-600w-1932722801

Рис. 4. Пчела и пыльца. https://cdn.pixabay.com/photo/2016/10/09/19/39/bee-1726659_960_720

Рис. 5. Колибри. https://cdn.pixabay.com/photo/2020/06/03/17/51/hummingbird-5255827_960_720

Тесты по теме «Размножение» 9 класс

1. Тесты по теме «Размножение» 9 класс

*
©kruchkova
Отличительным признаком живого является:
1) изменение свойств объекта под воздействием окружающей среды
2)участие в круговороте веществ
3)воспроизведение себе подобных
4)изменение размеров объекта под воздействием окружающей среды
Бактерии размножаются:
1)
2)
3)
4)
спорами
с помощью половых клеток
вегетативным способом
путем деления клетки
©kruchkova
Половое размножение по сравнению с бесполым:
1) обеспечивает большую численность потомства
2)сохраняет генетическую стабильность вида
3)приводит к большему биологическому разнообразию
4)обеспечивает лучшую приспособленность организма к среде
Преимущественно бесполым путем размножается:
1)горох
2) акула
3)майский жук
4) амёба
©kruchkova
Партеногенез — это развитие организма из:
1)неоплодотворенной яйцеклетки
2) соматической клетки
3)зиготы
4) споры
Бесполым путем часто размножаются:
1)земноводные
2) насекомые
3)кишечнополостные
4) ракообразные
©kruchkova
В половом размножении растений участвуют
1)
2)
3)
4)
споры
вегетативные почки
гаметы
соматические клетки
В результате полового размножения растений образуются
1)
2)
3)
4)
споры
семена
цисты
почки
©kruchkova
Изображённый на рисунке организм размножается
1)
2)
3)
4)
делением
с помощью гамет
почкованием
спорами
Способ размножения картофеля клубнями –
1) семенной
2) вегетативный
3) споровый
4) половой
©kruchkova
Бесполое размножение папоротников осуществляется:
1)спорами
2) семенами
3)гаметами
4) заростками
Вегетативное размножение характерно для:
1)простейших
2)животных
3)вирусов
4)растений
©kruchkova
Среди указанных примеров к половому размножению относится
размножение:
1)
2)
3)
4)
гидры почкованием
коралловых полипов почкованием
амëбы путём деления клетки
пчёл партеногенезом
Бесполое размножение
Вегетативное размножение характерно для:
1)простейших
2)животных
3)вирусов
4)растений
©kruchkova
Корнем, стеблем, листом
Какой способ размножения растений показан на
рисунке?
1)
2)
3)
4)
прививкой
глазками
отводками
черенкованием
©kruchkova
Рассмотрите рисунок. Что объединяет изображённые на
рисунке растения?
1)
2)
3)
4)
Размножение
Размножение
Размножение
Размножение
©kruchkova
подземными побегами
корнями
листьями
надземными побегами
Рассмотрите рисунки 1, 2, 3. Какой вегетативный способ
размножения плодовых кустарников они иллюстрируют?
1)
2)
3)
4)
черенками
отводками
корневищем
усами
©kruchkova
Какой способ вегетативного размножения растений
изображён на рисунке
1)
2)
3)
4)
Размножение
Размножение
Размножение
Размножение
©kruchkova
культурой тканей
при помощи прививки
листьями
надземными побегами
Какой способ вегетативного размножения растений
изображён на рисунке
1)
2)
3)
4)
Размножение
Размножение
Размножение
Размножение
©kruchkova
культурой тканей
при помощи прививки
листьями
надземными побегами
Какой способ вегетативного размножения растений
изображён на рисунке
1)
2)
3)
4)
Размножение
Размножение
Размножение
Размножение
©kruchkova
культурой тканей
при помощи прививки
листьями
надземными побегами
На рисунках (А, Б, В, Г) изображён один из способов
вегетативного размножения. Как он называется?
1)
2)
3)
4)
размножение
размножение
размножение
размножение
©kruchkova
листовым черенком
отводками
корневым черенком
усами
Какой цифрой обозначено бесполое поколение мха
кукушкин лен?
СПОРЫ
©kruchkova
Гермафродитом является:
1)таракан
2)паук
3) дождевой червь
4)аскарида
Путем почкования способны размножаться:
1)амеба
2)белый гриб
3)гидра
4) кактус
©kruchkova
Простым делением размножаются:
1)мхи
2)только одноклеточные водоросли
3)одноклеточные водоросли и грибы
4)одноклеточные водоросли и простейшие животные
Путем почкования способны размножаться:
1)амеба
2)белый гриб
3)гидра
4) кактус
©kruchkova
В сельскохозяйственной практике часто используют вегетативное
размножение растений, чтобы:
1) получить высокий урожай
2) повысить их устойчивость к вредителям
3) повысить их устойчивость к болезням
4) быстрее получить взрослые растения например, черенкование
В ходе полового размножения наблюдается:
1) полное воспроизведение родительских признаков
2) перекомбинация признаков и свойств родительских организмов
3) сохранение численности женских особей
4) преобладание мужских особей
©kruchkova
В приведенной ниже таблице между позициями первого
и второго столбца имеется взаимосвязь.
Объект
Процесс
Гамета
Половое размножение
……….
спора
Бесполое размножение
На месте пропуска в этой таблице следует написать
номер правильного ответа:
1) плод
2) цветок
3) спора
4) семя
©kruchkova
Установите соответствие между формой размножения и его типом:
ФОРМА РАЗМНОЖЕНИЯ
А)почкование
Б)вегетативное размножение
В)фрагментация
Г) размножение с образованием зиготы
Д) партеногенез
ТИП РАЗМНОЖЕНИЯ
1)бесполое
2) половое
©kruchkova
АБ ВГД
11 122
Половое размножение, в отличие от бесполого:
A)Повышает приспособленность организмов к среде
обитания
Б) ведет к появлению новых комбинаций генов в
потомстве
B)является эволюционно более древним
Г) сопровождается образованием гамет
Д) способствует развитию большого числа дочерних
особей
Е) характерно только для прокариотических организмов
©kruchkova
Форма бесполого размножения организмов — это:
A)образование спор у кукушкина льна
Б) партеногенез у насекомых
B)спорообразование у кишечной палочки
Г) почкование коралловых рифов
Д) образование цист у обыкновенной амебы
Е) деление одноклеточных водорослей
©kruchkova
Бесполое размножение характеризуется тем, что
1) потомство имеет гены только материнского
организма
2) потомство генетически отличается от
родительского организма
3) в образовании потомства участвует одна особь
4) в образовании потомства участвуют две особи
5) оно сопровождается партеногенезом
6) новая особь развивается из соматических клеток
©kruchkova
Спорами размножаются:
1) гриб мукор
2) вирус гриппа
3) туберкулёзная палочка
4) папоротник щитовник
5) кукушкин лён
6) берёза бородавчатая
©kruchkova
Расположите в правильном порядке пункты инструкции проведения
черенкования комнатных растений. В ответе запишите соответствующую
последовательность цифр.
1) выясните, какое из имеющихся у вас комнатных
растений размножается черенками
2) после образования 4–5 придаточных корней высадите
черенок во влажную почву
3) накройте растение банкой
4) поставьте черенок в воду
5) осторожно срежьте лезвием или острым ножом с
выбранного растения стеблевой черенок (часть побега с 4–
5 листьями)
©kruchkova
15423
Внимательно прочитайте предложенный текст «Размножение организмов» и
найдите в нем предложения, в которых содержатся биологические ошибки.
Запишите сначала номера этих предложений, а затем сформулируйте их
правильно.
РАЗМНОЖЕНИЕ ОРГАНИЗМОВ
1.Наследственность — это свойство организма передавать
признаки,
полученные
от
родителей,
потомству.
2.Передача наследственных признаков происходит при
размножении.
3. При бесполом
половом размножении передача признаков происходит
через гаметы.
4. Организмы, образовавшиеся при бесполом размножении,
имеют наследственную информацию, сходную с
материнской.
5.При половом размножении наследственная информация
передается только через мужские половые клетки.
и через женские
©kruchkova

Половое размножение растений — Справочник химика 21

    ПОЛОВОЕ РАЗМНОЖЕНИЕ РАСТЕНИИ [c.237]

    Половое размножение свойственно как растениям, так и животным. В последнее время, особенно благодаря работам Ледерберга, получены генетические доказательства возможности оплодотворения и рекомбинации также у бактерий, для которых прежде было известно только бесполое размножение. Недавно половую конъюгацию у бактерий наблюдали при помощи электронного микроскопа (см. стр. 242). [c.124]


    Уже раньще мы сделали заключение, что половое размножение обеспечивает рекомбинацию генов и генотипическую адаптацию.
Указывалось также, что существуют различные механизмы, благоприятствующие перекрестному оплодотворению. Наиболее действенно в этом отношении разделение на два пола, которое, за некоторыми исключениями, широко распространено у животных. Среди растений также много раздельнополых видов, хотя у них чаще, чем у животных, встречаются различные случаи гермафродитизма. [c.124]

    У животных полиплоидия встречается гораздо реже и, как правило, сочетается с апомиксисом, т. е. с утратой нормального полового размножения. Апомиксис также влечет за собой неспособность к образованию гибридов, и благодаря этому полиплоидные формы действенно изолируются от исходных диплоидных форм. Так как апомиксис широко распространен не только среди животных, но и среди растений, нужно несколько остановиться на его роли в образовании видов. [c.381]

    Как уже указывалось, апомиксис означает, что половое размножение, т. е. образование новых особей путем слияния мужских и женских половых клеток, замещено тем или иным типом бесполого размножения.

У растений бесполое размножение может происходить либо чисто вегетативным путем (посредством луковиц, отводков и т. п.), либо посредством настоящих семян, которые, однако, образуются без [c.381]

    Наверное, многие мои читатели умеют выращивать из листьев бегонии целые растения. И действительно, у многих растений, окультуренных столь сильно, что при половом размножении они либо почти, либо совсем не дают потомства, размножение черенками и отводками — единственный способ их сохранения. Хоть это и искусственное, но зато вполне эффективное размножение. А картофель Никто не получает его из семян, только из клубней, а ведь клубни — это части материнского растения, приобретшие самостоятельность (другой пример подобных структур — луковицы-детки). Для организмов, полученных таким способом, характерно то, что все их клетки возникли посредством митоза, т. е. вегетативным, неполовым путем, из клеток материнского растения, и что все они представляют собой точные копии друг друга и материнского растения, поскольку содержат одинаковую генетическую информацию.[c.105]

    Цветок.— орган половою размножения у цветковых растений. Цветок состоит ив 1) половых органов растения — пестика (завязь) и тычинок у обоеполых цветков 2) околоцветника двойного, образованного венчиком и чашечкой, или простого, не расчлененного на венчик и чашечку. Иногда цветки бывают однополыми, т. е. содержат или только пестика (завязи) или только тычинки. [c.18]

    В ряде случаев можно быстро размножить растения с желаемыми признаками, получая много идентичных копий. Этого нелегко добиться, используя традиционные методы, основанные на половом размножении, особенно если растения адаптированы к перекрестному опылению и аутбридингу (см. далее). Метод культуры ткани имеет важное значение при выращивании ряда зерновых и других сельскохозяйственных растений. Он позволяет быстро размножать новые сорта, полученные путем скрещивания растений. [c.51]


    Генетическое единообразие. Растения, получаемые при использовании метода культуры ткани, генетически идентичны иными словами, все они обладают желаемыми признаками исходного растения и размножаются в чистоте. Такие растения (т. е. растения, гомозиготные по желаемым признакам) очень трудно получить при половом размножении. [c.54]

    Половое размножение у цветковых растений [c.56]

    Успех, достигнутый цветковыми растениями в жизни на суше, в значительной степени обусловлен адаптациями, связанными с половым размножением в наземной среде. Этот вопрос был рассмотрен в разд. 2.7.7. К числу главных адаптаций относятся следующие  [c.56]

    Растение не нуждается в водной среде для полового размножения, и, следовательно, лучше адаптировано к жизни на суше. [c.71]

    Мейоз представляет собой процесс деления клеточного ядра с образованием дочерних ядер, каждое из которых содержит вдвое меньше хромосом, чем исходное ядро. Мейоз называют также редукционным делением, так как при этом число хромосом в клетке уменьшается от диплоидного (2л) до гаплоидного (л). Значение мейоза состоит в том, что у видов с половым размножением он обеспечивает сохранение постоянного числа хромосом в ряду поколений. Мейоз происходит при образовании гамет у животных и спор у растений. В результате слияния гаплоидных гамет при оплодотворении восстанавливается диплоидное число хромосом. [c.145]

    Получение трансгенных организмов представляет собой альтернативу традиционным методам селекции животных и растений. Это новое перспективное направление сельского хозяйства. Улучшение сортов растений или пород животных традиционными методами — длительный процесс, который во многом основан на вероятностных событиях, происходящих при кроссинговере в мейозе и при случайной сегрегации хромосом в ходе полового размножения. Например, для того чтобы создать новый сорт злаков, требуется 7—12 лет. Генная инженерия дает возможность добавлять в организм новые гены, конструировать растения и животных с нужными человеку свойствами. Транс генные растения и животные, подобно бактериям в ферментерах, могут стать живыми фабриками по производству полезных продуктов, и не только пищевых. Важнейшая цель сельского хозяйства — увеличить производство пищевых продуктов в развивающихся странах. Есть надежда, что новые технологии помогут миллионам людей справиться с голодом. Однако использование трансгенных растений и животных влечет [c.229]

    Насекомые и другие членистоногие не способны синтезировать стероидное ядро, однако для их жизненно важных функций, в частности для линьки, стероиды необходимы. Они требуются также для полового размножения у некоторых грибов. Ничего неизвестно о функции стероидов у сосудистых растений, однако, как полагают, стероиды у них могут принимать участие в морфогенезе. Ингибиторы биосинтеза стероидов нарушают размножение грибов и цветение у высших растений. [c.32]

    Использование культур клеток и тканей в селекции расте ний. Помимо того что культура тканей используется при вегетативном размножении растений, она может служить также средством для осуществления необычного пути их полового воспроизведения. Предположим, что мы имеем высокоурожайное культурное растение, восприимчивое к определенной болезни, и родственный, но ие скрещивающийся с ним вид, устойчивый к данной болезни. Если их нормального скрещивания нельзя достичь с помощью опыления, то не существует никакого дру  [c.435]

    Хотя, как известно, эволюция может происходить и в отсутствие полового процесса, это нельзя считать нормой. Половой процесс представляет собой механизм, объединяющий генетический материал отдельных особей и создающий новые, ранее неизвестные сочетания родительских генов. В результате создается огромный запас изменчивости, а это, по-видимому, дает такие большие преимущества, что половой процесс стал преобладающим способом размножения у всех растений и животных. Половое размножение, очевидно, возникло на очень ранней стадии эволюции организмов.  [c.22]

    С половым размножением (в большинстве случаев растения, некоторые животные) [c.195]

    Без полового размножения (некоторые животные и растения) [c. 195]

    Селекционный дифференциал — разность между средней величиной признака в отбираемой ч ти пгауляции и средней величиной его во всей популяции (5 = Хотб—-Хобш,). Очевидно, селекционное улучшение популяции будет достигаться тем быстрее, чем больше величина 5. Коэффициент наследуемости в широком смысле слова можно использовать для отбора в популяциях самоопыляющихся, вегетативно размножаемых растений и апомиктов. В подавляющем же большинстве случаев при половом размножении растений структура генотипов из-за мейоза и расщепления все время будет меняться, и любые, в том числе и самые выдающиеся, сочетания геиов могут распадаться. Это привело к необходимости [c.323]

    Гибридизация растеиий — выведение новых форм растепий путем рекомбинации признаков и свойств родительских организмов при половом размножении. Растение, нолученное в результате скрещивания генетически различающихся форм, называют гибридным. [c.548]


    При половом размножении растений и животных (в том числе ,Й человека) преемственность между поколениями обеспечивается Только через половые клетки — яйцеклетку и сперматозоид. Если яйцеклетка и сперматозоид обладали полным набором генети-веских характеристик (2п2с), свойственных клеткам тела, то при ИХ слиянии образовался бы организм с удвоенным набором (4п4с). Йапример, в соматических клетках организма человека содержится 46 хромосом. Если бы яйцеклетка и сперматозоид человека содержали по 46 хромосом, то при их слиянии образовалась бы зиго- Га с 92 хромосомами. В следующем поколении проявились бы по-,Томки со 184 хромосомами и т.д. [c.35]

    Половое размножение — обычное явление в жизненном цикле как растений, так и животных. У позвоночных и многих беспозвоночных это единствешплй способ образования новых особей. У протистов половое размножение редко бывает обязательным этапом жизненного цикла у многих из них вообще отсутствует половая стадия, и даже у тех видов, у которых она имеется, половое размножение может происходить редко, а новые особи возникают главным образо и бесполым путем (например, путем деления клетки на две или путем образования спор).[c.50]

    Клетки высших растений Высшие растения (порядка 300 ООО видов) — это дифференцированные многоклеточные, преимущественно наземные организмы Способы их бесполого и полового размножения хорошо описаны в учебниках ботаники В процессе дифференциации и специализации клетки растений группировались в ткани (простые — из однотипных клеток, и сложные — из разных типов клеток) Ткани, в зависимости от функции, подразделяют на образовательные, или меристемные (от греч menstos — делимый), покровные, проводящие, механические, основные, секреторные (выделительные) Из всех тканей лишь меристематические способны к делению и за их счет образуются все другие ткани Это важно для получения клеток, которые затем должны быть включены в биотехнологический процесс (см специальную часть). [c.37]

    Размножение возможно н без полового процесса. Например, амебы размножаются простым митотическим делением гидра производит потомков, сгг-почковьшая их от средней части своего тела (рис. 14-1) актинии и некоторые морские черви делятся на две половинки, каждая из которых регенерирует недостающую часть организма. Такого рода бесполое размножение-процесс весьма несложный, но он не ведет к образованию новых форм все потомство генетически идентично родительскому организму. В отличие от этого при половом размножент происходит смешивание геномов двух разных особей данного вида, и образующиеся в результате потомки обычно генетически отличаются друг от друга и от обоих родителей. Половое размножение, приводящее к генетическому разнообразию, по-видимому, имеет большие преимущества, так как оно свойственно подавляющему большинству растений и животных. Даже у многих прокариот н одноклеточных эукариот выработалась способность к размножению половым путем. В этой главе мы познакомимся с клеточным аппаратом полового размножения но прежде чем переходить к подробностям, мы рассмотрим причины возникновения этого аппарата и генетические последствия его функционирования. [c.7]

    При половом размножении происходит циклическое чередование диплоидного и гаплоидного состояний диплоидная клетка делится путем мейоза, порождая гаплоидные клетки, а гаплоидные клетки попарно сливаются при оплодотворении и образуют новые диплоидные клетки. Во время этого процесса происходит перемешивание и рекомбинация геномов, в результате чего появляются особи с новыми наборами генов. Высшие растения и окивотные большую часть жизненного цикла проводят в диплоидной фазе, а гаплоидная фаза у них [c.14]

    Изменчивость высших растений определяется в основном перераспределением генов при половом размножении. Хотя такая изменчивость и важна с эволюционной точки зрения, она служит помехой при разведении сортов растений с желаемым набором признаков. К -Счастью, не все цветковые растения размножаются только половым путем, У многих из них образуются особые органы вегетативного размножения, например видоизмененные стебли —известные всем усы земляники и клубни картофеля. Многие растения обладают ценной особенностью они способны к полной регенерации из небольшого отрезка стебля, черенка. Эта особенность широко используется для разведения растений с ценными сортовыми признаками. Только таким способом можно разводить растения, неспособные давать потомство половьШ путем. . Некоторые растения полностью регенерируют из целых листьев (многие суккуленты) или их частей (например, бегонии-). [c.382]

    У всех высших растений и животных в процессе полового размножения происходит смена ядерных фаз. При оплодотворении половые клетки (гаметы) и их ядра сливаются, образуя зиготу. Отцовское и материнское ядра вносят при оплодотворении одинаковое число хромосом (п) таким образом, ядро зиготы содержит двойной хромосомный набор (2п). Иными словами, гаметы-гаплоидные клетки (т.е. клетки с одним набором хромосом), а соматические клетки-диплоидные (с двумя наборами). Поэтому при образовании гамет следующего поколения число хромосом в клетке (2и) должно уменьшиться вдвое (2и/2 = и). Совокупность процессов, приводящих к уменьшению числа хромосом, называют мейозом или редукционным делением (рис. 2.3). Мейоз — важнейший процесс у организмов, размножающихся половым путем он приводит к двум результатам 1) к перекомбинированию отцовских и материнских наследственных факторов (генов) и 2) к уменьшению числа хромосом. Мейоз начинается с конъюгации хромосом-каждая хромосома соединяется с соответствующей (гомологичной) хромосомой, происходящей от дфугого родителя. Во время конъюгации путем разрыва и перекрестного воссоединения (кроссинговера) может происходить обмен фрагментами одинаковой длины между гомологичными хромосомами. Затем следует двукратное разделение спаренных расщепившихся хромосом, и в результате образуются четыре клетки, каждая из которых имеет гаплоидное ядро. Таким образом, в процессе мейоза не только происходит перетасовка хромосом материнского и отцовского происхождения, но может произойти и обмен сегментами между гомологичными хромосомами. Оба процесса приводят к новым сочетаниям генов (к их рекомбинации). [c.24]

    К диплонтной стерильности относятся такие случаи, когда причина понижения плодовитости или полной неспособности давать потомство при половом размножении связана с генотипической конституцией растения. Примером полной диплонтной стерильности, обусловленной генотипом, может служить стерильность, связанная с ненормальным строением пыльников и пестиков. Иногда подобные аномалии выражены слабо, и в этих случаях наблюдается частичная стерильность. Иногда трудно отличить стерильность, вызванную аномалиями, вследствие которых материнское растение не может служить кормилицей для гаплонтов, от подлинной гаплонтной стерильности, определяемой в первую очередь конституцией самих гаплонтов. [c.306]

    Факт безусловного преобладания на Земле семенных растений говорит о том, что семя служит чрезвычайно эффективным приспособлением для сохранения и распространения видов. Эта эффективность обусловлепа, во-первых, способностью семян переносить в состояпии покоя неблагоприятные условия (например, зимние холода, засуху и т. д.), во-вторых, их физическими свойствами, позволяющими им распространяться с помощью ветра, воды и различных животных, и, наконец, тем фактом, что каждое семя представляет собой продукт полового размножения со всеми вытекающими отсюда последствиями в отношении возможности генетической изменчивости и рекомбинации. Совместное действие этих факторов определило эволюционный взлет, благодаря которому семенные растения заняли господствующее положение в частности, это относится к травянистым покрытосеменным растениям. Распространение семян в весьма различных условиях внешней среды и короткий жизненный цикл, характерный для травянистых растений, способствовали отбору вариантов, приспособленных к специальным условиям. Возможно, что такой быстрой эволюции цветковых растений содействовало одновременное развитие видов насекомых, принимающих участие в опылении, которое представляет собой одну из стадий полового размножения покрытосеменных. [c.465]

    Обычно такое идентичное потомство называют клоном, и получение клонов — не просто забава клоны имеют большое значение для науки и практики. Например, если надо проверить влияние климатических факторов, действие внесенных удобрений или эффективность тех или иных средств защиты растений, то нужно иметь очень много генетически идентичных растений или животных. А этого цочти невозможно добиться путем полового размножения. [c.105]

    Если затем подействовать на точки роста отселектированных гаплоидов полиплоидизирующим агентом, то можно получить диплоидные побеги, способные к половому размножению. Полученные из них растения будут гомозиготные по всем генам и закрепят ценные признаки. [c.82]

    Пожалуй, наитруднейшей проблемой, которую надо было как-то преодолеть, чтобы перейти от водного образа жизни к наземному, была проблема обезвоживания. Любое растение, незаши-шенное тем или иным способом, например не покрытое восковой кутикулой, очень скоро высохнет и несомненно погибнет. Даже если преодолеть эту трудность, останутся другие нерешенные проблемы. И прежде всего вопрос о том, как успешно осушествить половое размножение. У первых растений в размножении участвовали [c.70]

    В половом размножении участвуют две особи это сопряжено с затратами времени и энергаи на поиски партнера или, у неподвижных организмов, таких как растения, специальных механизмов, например опьшения, при котором напрасно гибнет [c. 48]

    Прививка черенками производится путем переноса части растения — привоя — на нижнюю часть другого растения — подвоя. Первоначально прививки делали на яблонях, потому что эти деревья не удавалось вырашивать из черенков, а у яблонь, выращенных из семян, наблюдалась слишком сильная изменчивость, так как семена получали путем полового размножения. Теперь эти прививки используют также для размножения других плодовых деревьев, например персиковых, а также слив. Привой выбирают по качеству плодов, а подвой — за такие качества, как устойчивость к болезням и к неблагоприятным условиям. [c.49]

    У видов с половым размножением симпатрическое видообразование без географической изоляции маловероятно. Однако у организмов, размножающихся бесполым путем, в том числе у высших растений с вегетативным размножением, один мутант, достаточно отличающийся от родительской популяции, чтобы бьггь генетически изолированным, может симпатрически дать начало новому виду. Примером служит полиплоидия у Spartina (разд. 24.9.2). [c.336]

    Необыкновенно разнообразен набор природных веществ, продуцируемых низшими растениями и выполняющих функции медиаторов между отдельными особями. Так, в цикле полового размножения морских водорослей мужские половые клетки сближаются с женскими половыми клетками благодаря наличию в водной среде медиаторов полового размножения, например алкатриена — фукозосеротена С18Н12. Подобный механизм широко используется многими видами низших растений, при этом для выполнения сигнальных функций используются разнообразные углеводороды  [c.471]

    Не все многоклеточные организмы воспроизводятся с помощью специальных дифференцированных клеток. Многие простые животные (среди них губки и кишечнополостные) способны размножаться почкованием. Аналогичный способ используется многими растениями. Для полового размножения, однако, необходимы зародышевые клетки. Процесс полового размножения столь хорошо известен, что кажется простым, хотя он несомненно сложнее неполового воспроизведения и фебует мобилизации значительных ресурсов. Две особи одного вида, но разного пола обычно производят совершенно различные зародышевые (половые) клетки одна особь — яйцеклетки, Оругая — сперматозоиды. Яйцеклетка сливается со сперматозоидом с образованием зиготы — клетки, генотип которой представляет собой случайным образом перетасованный набор генов двух родителей Практически все виды эукариот, как многоклеточ- [c.48]

    Полный двойной набор хромосом называют диплоидным (2 п), а набор, получаемый от каждого из родителей через половые клетки, — гаплоидным (п). Все клетки высшего растения, за исключением гаплоидных половых, как минимум диплоидны. Гаплоидные половые клетки находятся преимущественно в зрелых пыльцевых зернах и в зародышевом мешке семязачатка. В жизненном цикле растения гаплоидный набор» получается из диплоидного в результате редукционного деления, или мейоза (см. стр. 34), протекающего в материнских клетках микро- и мегаспор, находящихся соответственно в пыльниках и семязачатке цветка. Возникшие таким путем гаплоидные клетки де лятся и дают начало мужским и женским гаметофитам, в которых в конце концов и образуются половые клетки, или гаметы, т. е. спермии и яйцеклетки. Когда — при половом размножении— женские и мужские гаметы сливаются в зиготу, происходит восстановление диплоидного числа хромосом, свойственного спорофиту. Прослеживая изменения в числе хромосом и в содержании ДНК, мы видим, что в цветковом растении совершается цикл, в котором диплоидия сменяется гаплоидией, а последующее слияние гаплоидных клеток разного генетического происхождения в новый диплоидный организм порождает новые комбинации генетических признаков. [c.33]

    У организмов с бесполым размножением (многие бактерии и некоторые растения) нет скрещивающихся популяций, потому что каждая особь размножается независимо от остальных. Однако большинство организмов, размножающихся бесполым путем, время от времени прибегают к половому размножению. Например, многие виды боярышника ( rataegus) размножаются семенами, которые образуются без оплодотворения. И все же иногда эти растения образуют некоторое количество семян обычным половым путем, т. е. в результате слияния двух гамет — яйцеклетки и спермия. Популяция организмов, размножающихся бесполым путем, представляет собой скрещивающуюся популяцию в той мере, в какой у нее происходит половое размножение. [c.10]


Урок биологии по теме «Размножение и оплодотворение у растений» — Разработки уроков — Биология и экология

Размножение и оплодотворение у растений.

Цель: сформировать представления о бесполом и половом размножении растений, сущности процессов опыления и оплодотворения у семенных растений; совершенствовать умения узнавать органы цветкового растения; продолжить формирование умений выдвигать гипотезы, доказывать и объяснять, воспитывать бережное отношение к природе.

Оборудование: мультимедийная установка, кодоскоп, фолии, рисунки растений разных экологических групп, технологические карты урока, проект «Друзья, будьте щедры и великодушны, оставляйте Земле её цветы! Они будут радовать многих людей, которые придут после вас».

Основные понятия темы: размножение, опыление, оплодотворение, спермии, сперматозоиды, яйцеклетка, гаметы, зигота, вегетативное размножение, половое размножение, бесполое размножение.

Тип урока: комбинированный.

Ход урока:

  1. Орг. момент.

  1. Проверка домашнего задания.

1. Выполнение теста. 5 МИНУТ

2. Задание на соответствие. Даны название экологических групп растений по отношению к воде и рисунки растений распределить растения по группам.

Самопроверка. ответы на мультимедия. НА ДОСКЕ КРИТЕРИИ ОЦЕНИВАНИЯ.

III. Изучение новой темы.

Загадка. О каком жизненно важном свойстве организмов идет речь в загадке.

В землю теплую уйду,

К солнцу колосом взойду.

В нем тогда таких, как я,

Будет целая семья. (РАЗМНОЖЕНИЕ)

Тема нашего урока РАЗМНОЖЕНИЕ И ОПЛОДОТВОРЕНИЕ РАСТЕНИЙ.

Мы сегодня познакомимся с различными типами и способами размножения, узнаем, как происходит оплодотворение у цветковых растений.

Работать вы будите в технологических картах, где уже заготовлены схемы, вам нужно будет только заполнять их по ходу объяснения. За каждый правильный ответ на дополнительный вопрос в графе оценка деятельности ставьте себе +, в конце урока самым активным будет выставлена дополнительная оценка.

В ходе моего объяснения у нас должна выстроиться опорная схема. У меня на доске, у вас в вашей карте. Для того чтобы приступить, к работе нам нужно вспомнить ранее изученные понятия.

Что такое спора?

Какие растения размножаются спорами?

Какое размножение называется вегетативным?

Какие органы называются вегетативными?

Что такое опыление?

Размножение — основное биологическое свойство всех живых организмов, связанное с увеличением числа особей.

У растений различают 2 типа размножения: половое и бесполое.

Оба типа размножения свойственны и высшим и низшим растениям.

Бесполое размножение – участвует один родитель, оно осуществляется либо одной клеткой, либо частью растительного организма.

К размножению одной клеткой относится размножение делением клетки и

образование спор у мхов, папоротников, водорослей.

Спора имеют цитоплазму, ядро, покрыты оболочкой, способны длительное время переносить неблагоприятные условия. При благоприятных условиях споры прорастают и образуют новые дочерние организмы.

Размножение частями растительного организма называется вегетативным.

При вегетативном размножении новый дочерний организм является точной копией родительского.

Типы размножения

БЕСПОЛОЕ ПОЛОВОЕ

ОБРАЗОВАНИЕ ПОЛОВЫХ КЛЕТОК

ОДНОЙ ЧАСТЬЮ

КЛЕТКОЙ ТЕЛА

ОБРАЗОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЕ

ЯЙЦЕКЛЕТОК СПЕРМИЕВ ОБРАЗОВА

НИЕ СПОР ВЕГЕТА

ТИВНОЕ

РАЗМНО ОПЛОДОТВОРЕНИЕ

ЖЕНИЕ

ДЕЛЕНИЕ ОПЫЛЕНИЕ

К ЛЕТОК

ЗИГОТА

ОБРАЗОВАНИЕ СЕМЯН

ОБРАЗОВАНИЕ СЕМЯН И

РАЗВИТИЕ ДОЧЕРНИХ ОРГАНИЗМОВ

Половое размножение – способ размножения, при котором появляются качественно новые дочерние организмы.

Половое размножение связано с развитием половых клеток – гамет. Половые клетки развиваются у двух родительских организмов. В женских половых органах – образуются яйцеклетки, в мужских половых органах (например, тычинках) образуются мужские половые клетки – спермии (у семенных растений) и сперматозоиды (у споровых растений). Сперматозоиды – подвижные половые клетки, образуются у водорослей, моховидных папоротникообразных. Участвовать в оплодотворении они могут только при наличии воды.

У цветковых и хвойных растений образуются спермии. Это неподвижные мужские половые клетки. Вода для участия их в оплодотворении не нужна, так как спермии доставляются к яйцеклетке прорастающей клеткой пыльцы.

Перед оплодотворением происходит опыление.

Следующий этап полового размножения – оплодотворение.

Оплодотворением называется процесс слияния половых клеток, в результате образуется зигота, содержащая в себе свойства двух разных организмов одного и того же вида. Поэтому в половом процессе возникает что-то новое, до того не встречающееся в природе, хотя и очень похожее на его родителей

Из зиготы образуется зародыш семени, из которого развивается дочерний организм.

Как вы думаете, какой процесс размножения более сложный?

—- половое размножение.

Докажите!

— участвуют 2 организма

— возникают новые признаки

— При бесполом размножении этого не происходит, так как дочерние организмы развиваются от одного родителя.

——Организмы, полученные от обоих родителей, оказываются более приспособленными, более стойкими к жизни в изменяющихся условиях окружающей среды.

Вы обратили внимание, что у нас появились новые термины. Это гаметы, оплодотворение и зигота

У вас в картах имеются определения этих терминов. Найдите какое определение соответствует какому термину и внесите их в карты.

Рассмотрим на примере цветковых растений, как осуществляется половой процесс.

Если вы внимательно посмотрите фрагмент вам легко будет ответить на мои вопросы. Кто будет самым внимательным, получит дополнительный бал.

Мультимедиа фрагмент.

Физ. Минутка.

? после фрагмента. Слайд

  1. Почему оплодотворение у цветковых растений называется двойным?

  1. Что образуется из оплодотворенной яйцеклетки?

  1. Что развивается из зиготы?

  1. Что развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка?

III. Закрепление.

Давайте сравним два типа размножения, найдем их сходства и различия.

Работаем в технологических картах. Для облегчения заполнения в таблице имеются вопросы на которые вы должны будите ответить. При выполнении этого задания пользуйтесь учебником. ВЗАИМОПРОВЕРКА.

Сравнительная характеристика бесполого и полового размножения.

Бесполое размножение

Половое размножение

1. Одна родительская особь

2. Гаметы не образуются

3. Потомки идентичны родительской особи

4. Приводит к быстрому увеличению числа особей

1. Обычно две родительские особи

2. Образуются гаметы, ядра которых сливаются, образуется зигота, которая несет признаки обоих родителей.

3. Потомки не являются точными копиями родительских особей.

4. Происходит медленнее, но особи лучше приспосабливаются к изменению условий среды.

Проверка задания, обсуждение. ОЦЕНКИ + В карту.

IV. Итог урока. А сейчас мы с вами поиграем. Игра называется «Ручеек». Вам нужно составить вопрос по изученной теме и задать его своему товарищу., но постарайтесь составить его так, чтобы он был понятен вашему другу. После ответа этот ученик задает свой вопрос и спрашивает следующего.

Мы сегодня особое внимание обратили размножению покрытосеменных растений. У нас на Кубани произрастает______ видов цветковых растений. К сожалению, постепенно происходит сокращение численности растении, и все больше становится редких и исчезающих видов?

В Красную книгу Краснодарского края занесены такие виды как: цикламен колхидский, морозник кавказский, анемоны, крокусы и многие др.

Как вы думаете, почему сокращается число видов растений?

— Сбор цветов весной. Не дают плодов с семенами, нарушается процесс размножения.

Д/З :Я вам предлагая дома подготовить проекты листовок обращений к населению нашего поселка внести посильный вклад в сохранение этих видов. Это могут быть рисунки, высказывания, фотографии с призывом сохранить исчезающие виды растений. Проекты листовок мы можем обсудить на гр. занятии по экологии и доработать к следующему уроку.

Я вам представляю свой проект.

$ 33, термины.

VI. Оценки.

У кого 5 и больше балов за работу на уроке Оценка 5

4 бала оценка 4

Ну, а у кого нет балов или меньше 4-х дома подготовитесь и на следующем уроке обязательно получите хорошую оценку.

Урок окончен. Спасибо.

Половое размножение растений. Способы размножения

Вопросы и задания

Вопрос 1. Какие способы размножения встречаются у растений?

Растения размножаются как бесполым, так и половым способом.

Вопрос 2. Рассмотрите рисунок на с. 139. Что общего и в чём разница в половом размножении хламидомонады и спирогиры?

Общим в половом размножении хламидомонады и спирогиры можно считать образование зиготы, имеющей двойной набор хромосом, которая покрывается плотной оболочкой и в таком состоянии переживает зиму. С наступлением тепла её содержимое делится.

Отличием можно считать:

1. Процессы предшествующие образованию зиготы:

При половом размножении хламидомонады под оболочкой материнской клетки развивается много мелких двухжгутиковых гамет (от 32 до 64 клеток). Прорвав оболочку, они выходят наружу, где попарно сливаются с гаметами других особей, образуя зиготы.

Осенью две параллельно расположенные нити спирогиры обволакиваются слизью. В клетках, находящихся одна напротив другой, образуются выросты — мостики, оболочки на концах выростов растворяются. Содержимое одной клетки перетекает в другую, их ядра сливаются — происходит оплодотворение.

2. Процессы, происходящие после образования зиготы:

С наступлением тепла содержимое зиготы хламидомонады делится путём мейоза, образуя четыре хламидомонады. Они выходят наружу и начинают вести самостоятельный образ жизни.

Переждав неблагоприятные условия, ядро зиготы спирогиры дважды делится, три ядра из четырёх отмирают, а одноядерная клетка прорастает в новую нить спирогиры.

Вопрос 3. Почему для полового размножения мхов и папоротников нужна вода, а для цветковых растений — нет?

Мхи и папоротники не образуют пыльцу, надежно защищенную от высыхания. Их мужские половые клетки, спермии, добираются до яйцеклеток вплавь, а на воздухе неподвижны и беззащитны.

Много воды для оплодотворения не требуется. Мхам, например, достаточно тонкой пленки, образованной каплями росы или дождя, но в сухую погоду у них могут возникнуть проблемы с размножением, особенно если мужские и женские растения удалены друг от друга. В этих условиях перенос спермиев могут обеспечить только животные.

Вопрос 4. Чем оплодотворение у цветковых растений отличается от подобного процесса у других организмов?

У цветковых растений в оплодотворении участвуют два спермия, поэтому оплодотворение у них называют двойным. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу, а второй — с ядром центральной клетки, составляющей большую часть зародышевого мешка.

Вопрос 5. Составьте схему двойного оплодотворения, которая отражала бы суть процесса. Почему оплодотворение называют двойным?

У цветковых растений в оплодотворении участвуют два спермия, поэтому оплодотворение у них называют двойным.

Схема двойного оплодотворения

Вопрос 6. Каково биологическое значение двойного оплодотворения?

Несомненное его преимущество очень быстрое (опережающее развитие зародыша) образование питательной ткани, которое происходит только после оплодотворения. Двойное оплодотворение ускоряет весь процесс формирования семяпочки и семени.

Вопрос 7. Какова роль опыления в размножении?

Опыление — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. В противном случае гаметы не встретятся и оплодотворения не произойдет.

Вопрос 8. Сравните понятия «перекрёстное опыление» и «самоопыление».

При самоопылении пыльца попадает с тычинки на пестик того же самого цветка. Пшеница, рис, овёс, горох — самоопыляющиеся растения.

При перекрёстном опылении пыльца с тычинок цветка переносится на рыльце пестика цветка другого растения. Различают насекомоопыляемые и ветроопыляемые растения. Насекомоопыляемые растения имеют красивые, яркие цветки или мелкие цветки, собранные в соцветия. Обычно они богаты нектаром, пыльцой, обладают приятным запахом. У ветроопыляемых растений мелкие, невзрачные цветки, собранные в соцветия. Пыльца у них сухая, мелкая, лёгкая. Ветром опыляются тополь, ольха, дуб, рожь.

Биология — 9

  1. Выберите верный вариант ответа:
    • Эвглена зеленая размножается почкованием/делением пополам.
    • Из частей тела белой планарии/инфузории-туфельки может образоваться целый организм.
    • Обычно при бесполом размножении участвуют одна/две особи
    • Вегетативное размножение растений проводят с помощью стебля/плода.
    • Водоросли/однодольные растения размножаются спорами.
    • Организм, образовавшийся при половом размножении, бывает устойчивым/не устойчивым к изменяющимся условиям окружающей среды.

  2. Завершите предложения, используя ключевые слова:
    1. Процесс образования гамет называется …
    2. Первичные половые клетки на первом этапе развития делятся путем …
    3. Из первичных мужских половых клеток путем … образуются четыре одинаковые клетки.
    4. Слияние мужских и женских половых клеток называется …
    5. Образование нового организма без оплодотворения называется …
    6. Организмы, имеющие два вида половых органов в одной особи, называются …
    Ключевые слова мейоз, оплодотворение, гаметогенез, гермафродит, партеногенез, митоз.
  3. Установите последовательность этапов при двойном оплодотворении. Перечертите схему в тетрадь и завершите ее:
    1. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой и образует зиготу.
    2. Пыльца попадает на рыльце пестика и начинает прорастать.
    3. В пыльцевой трубке генеративное ядро делится и образует две мужские гаметы — спермии.
    4. Второй спермий сливается с центральной клеткой и образует эндосперм с триплоидным хромосомным набором.
    5. Конец пыльцевой трубки разрушается, и два спермия проникают в зародышевый мешок.
    6. Пыльцевая трубка удлиняется и в области пыльцевхода семяпочки прикрепляется к зародышевому мешку.
  4. Определите верные выражения:
    1. Насекомоядное растение непентес — автотрофный организм.
    2. При неблагоприятных условиях большинство одноклеточных, покрываясь толстой оболочкой, превращаются в цисту.
    3. Среди гетеротрофных организмов есть сапрофиты и паразиты.
    4. При непрямом развитии организмы проходят стадию личинки.
    5. Вирус полиомиелита поражает печень.
    6. Одноклеточную водоросль хлореллу и эвглену зеленую относят к одноклеточным организмам.
    7. Прямое развитие характерно для пресмыкающихся и птиц.
    8. Индивидуальное развитие организма с момента оплодотворения до смерти называется гаметогенезом.

вопрос к слову размножение   — Биология » OBRAZOVALKA.

COM 1. Размножение и его значение. Размножение воссозданье для себя сходственных организмов, что обеспечивает существование видов в течение многих тысячелетий, содействует повышению численности особей вида, преемственности жизни. Бесполое, половое и вегетативное размножение организмов. 

2. Бесполое размножение наиболее древний метод. В бесполом участвует один организм, в то время как в половом почаще всего участвуют две особи. У растений бесполое размножение с подмогою споры одной спец клеточки. Размножение спорами водных растений, мхов, хвощей, плаунов, папоротников. Высыпание спор из растений, прорастание их и развитие из их новых дочерних организмов в благосклонных критериях. Погибель огромного числа спор, попадающих в неблагоприятные условия. Низкая вероятность возникновения новых организмов из спор, поскольку они содержат малюсенько питательных веществ и проросток поглощает их в главном из окружающей среды. 

3. Вегетативное размножение размножение растений с подмогою вегетативных органов: надземного либо подземного побега, доли корня, листа, клубня, луковки. Участие в вегетативном размножении 1-го организма либо его доли. Сходство дочернего растения с материнским, так как оно продолжает развитие материнского организма. Великая эффективность и распространение вегетативного размножения в природе, так как дочерний организм формируется прытче из доли материнского, чем из споры. Примеры вегетативного размножения: с поддержкою корневищ ландыш, мята, пырей и др.; укоренением нижних, дотрагивающихся почвы веток (отводками) смородина, дикий виноград; усами земляника; луковками тюльпан, нарцисс, крокус. Внедрение вегетативного размножения при выращивании культурных растений: клубнями размножают картофель, луковицами лук и чеснок, отводками смородину и крыжовник, корневыми потомками вишню, сливу, черенками плодоносящие деревья. 

4. Половое размножение. Суть полового размножения в формировании половых клеток (гамет), слиянии мужской половой клеточки (сперматозоида) и женской (яйцеклетки) оплодотворении и развитии нового дочернего организма из оплодотворенной яйцеклетки. Благодаря оплодотворению получение дочернего организма с более разнородным набором хромосом, означает, с более разнородными потомственными признаками, вследствие чего он может оказаться более адаптированным к среде обитания. Наличие полового размножения у водорослей, мхов, папоротников, голосеменных и покрытосеменных. Усложнение полового процесса у растений в процессе их эволюции, возникновение более трудной формы у семенных растений. 

5. Семенное размножение происходит с помощью зёрен, оно характерно для голосеменных и покрытосеменных растений (у покрытосеменных обширно всераспространено и вегетативное размножение). Последовательность шагов семенного размножения: опыление перенос пыльцы на рыльце пестика, ее прорастание, возникновение методом деления двух спермиев, их продвижение в семязачаток, потом слияние 1-го спермия с яйцеклеткой, а другого со вторичным ядром (у покрытосеменных). Формирование из семязачатка семени эмбриона с припасом питательных веществ, а из стенок завязи плода. Семя зачаток нового растения, в благосклонных условиях оно прорастает и 1-ое время проросток питается за счет питательных веществ семени, а потом его корешки начинают поглощать воду и минеральные вещества из почвы, а листья углекислый газ из воздуха на солнечном свету. Самостоятельная жизнь нового растения.

Репродукция растений | Поговорим о науке

Растения — это живые организмы. Это означает, что им необходимо размножаться, чтобы передать свои гена будущим поколениям. Растения могут производить потомства путем полового или бесполого размножения.

Половое размножение

Для полового размножения требуется генетический материал (ДНК) от двух родителей. У родительских растений есть мужские и женские половые клетки, называемые гаметами . Генетический материал мужских и женских гамет объединяется, чтобы произвести потомство.Этот процесс называется оплодотворением .

Семена, полученные путем оплодотворения, содержат генетический материал обоих родителей. В результате потомство генетически не идентично ни одному из родительских растений. Это генетическое разнообразие может помочь им выжить, если окружающая среда изменится.

Цветковые растения размножаются половым путем посредством процесса, называемого опылением . Цветки содержат мужские половые органы, называемые тычинками , и женские половые органы, называемые пестиками . пыльник  является частью тычинки, содержащей пыльцу. Эту пыльцу необходимо переместить в часть пестика, называемую рыльцем .

Части цветка (давайте поговорим о науке, используя изображение Clker-Free-Vector-Images через Pixabay).

Предупреждение о неправильном понимании

Не все цветы большие и яркие! У некоторых цветковых растений, таких как травы, есть крошечные цветы, которые могут быть даже зелеными, из-за чего их трудно увидеть.

Растения могут самоопыляться или перекрестно опыляться. Самоопыление  происходит, когда собственная пыльца растения оплодотворяет его собственные семязачатки. Перекрестное опыление  происходит, когда ветер или животные переносят пыльцу с одного растения для оплодотворения семязачатков на другом растении. Преимущество перекрестного опыления в том, что оно способствует генетическому разнообразию. У некоторых растений есть особенности, препятствующие самоопылению, например, пыльца и семязачатки развиваются в разное время.

Опылители — это животные, которые переносят пыльцу между растениями.Многие опылители — насекомые, такие как пчелы, бабочки, мотыльки и жуки. Некоторые птицы, в том числе колибри, также играют свою роль. Точно так же некоторые млекопитающие, такие как летучие мыши и грызуны, перемещают пыльцу между растениями. Цвета и запахи цветов часто привлекают опылителей. Пыльца прилипает к телу опылителя, когда он питается нектаром цветка .

Пчела покрыта пыльцой (Источник: Лаборатория инвентаризации и мониторинга пчел Геологической службы США [общественное достояние] через Викисклад).

Оплодотворение — следующий шаг после опыления.Достигнув пестика, пыльца должна оплодотворить яйцеклетку внутри пестика. Это яйцо называется яйцеклеткой .

В результате оплодотворения образуются плоды, содержащие семена. Некоторые фрукты мясистые, например, апельсины и арбузы. Другие сухие, как желуди или грецкие орехи. Эти плоды являются привлекательной пищей для различных животных. После переваривания фруктов животные выделяют отходы, содержащие семена. Таким образом, семена могут укорениться и вырасти в местах, далеких от растений, которые их произвели!

Предупреждение о неправильном понимании

Некоторые растения вообще не имеют цветков.Цветковые растения представляют собой группу растений, называемых покрытосеменными . Есть и нецветущие растения. К ним относятся мхи, папоротники и хвойные деревья.

Бесполое размножение

Бесполое размножение  требуется ДНК только одного родителя. Он создает потомство, генетически идентичное родителю. Генетически идентичные потомки называются клонами . Клонам не хватает генетического разнообразия. Это делает их более восприимчивыми к болезням. Это также делает их менее адаптируемыми к изменениям в окружающей среде.

Существуют различные способы бесполого размножения. К ним относятся вегетативное размножение и фрагментация.

Вегетативное размножение  не требует семян или спор . Вместо этого потомство вырастает из части родительского растения. У разных растений вегетативное размножение происходит по-разному. Вот несколько примеров.

  • Чеснок, лук и тюльпаны размножаются с использованием  настоящих   луковиц. Эти короткие подземные стебли также называются чешуйчатыми луковицами .У них есть базальная пластинка, обычно окруженная видоизмененными листьями. Эти листья образуют бумажное покрытие, называемое туникой . Новые луковицы вырастают из базальной пластины родительской луковицы.
  • Крокусы размножаются с помощью клубнелуковиц , которые похожи на настоящие луковицы. Однако у клубнелуковицы не так много слоев. Клубнелуковицы расходуются в течение вегетационного периода и заменяются одной или несколькими новыми клубнелуковицами.
  • Растения картофеля размножаются с использованием клубней . Эти подземные наросты производят новые растения из стеблей или точек роста, называемых глазами.
  • Растения имбиря размножаются с помощью корневищ . Это стебли, которые растут боком вдоль почвы или чуть ниже поверхности. Они разветвляются, образуя новые точки роста.
  • Растения земляники размножаются с помощью столонов . Они выглядят как ветки, растущие вдоль земли. Столоны прикрепляются к земле и пускают корни. И эти корни вырастают в новые растения.

Предупреждение о неправильном понимании

Клубень не является корнем. Это модифицированный стебель, который растет под землей.Клубнелуковицы и корневища являются другими примерами специализированных стеблей.

По часовой стрелке сверху слева: имбирь (корневище), аллиумы, тюльпаны (луковицы) и крокусы (клубнелуковицы), картофель и сладкий картофель (клубни) и трава (столоны) (Источники: Judgefloro через Wikimedia Commons, karma_pema через iStockphoto, Министерство сельского хозяйства США). Чуенг/специалист по визуальной информации/USDA [общественное достояние] через Wikimedia Commons и Macleay Grass Man [CC BY 2.0] через Wikimedia Commons).

Знаете ли вы?  

Апомиксис – это форма бесполого размножения у некоторых видов трав.Родительское растение дает семена без оплодотворения.

Фрагментация  – еще одна форма бесполого размножения. Он включает в себя новые растения, вырастающие из небольших частей родительского растения, которые падают на землю. Например, животные или ветер могут сломать стебли или листья растений. Это один из способов размножения таких растений, как печеночники и мхи.

Садоводы  – это люди, изучающие растения. Они часто используют бесполое размножение путем фрагментации для выращивания новых растений.Они делают это, срезая лист с растения и помещая его в воду или почву. Этот процесс часто называют размножением черенками .

Новые растения, растущие вдоль края листа (Источник: Marshman [CC-BY-SA 3.0] через Wikimedia Commons).

Знаете ли вы?

Coco de mer (морской кокос) дает самые большие семена среди всех растений. Произрастает на Сейшельских островах. В среднем семена весят 25 кг. Они могут вырасти до 500 см в диаметре!

Половое и бесполое размножение у растений

[Музыка]

РАССКАЗЧИК: Сексуальная активность в растительном мире обычно остается незамеченной людьми.Но нам не нужно далеко ходить, чтобы понять, что количество всех видов растений постоянно увеличивается.

Большинство цветковых растений вырастают из семян, но почему растения производят так много семян?

Суровость земной среды означает, что многие растения не смогут размножаться [музыка за пределами]. Делая большое количество семян, растения увеличивают шансы на то, что некоторые из них выживут и снова размножатся.

Не всем растениям необходимо размножаться половым путем.Растение ежевики пускает корни на конце этого длинного стебля; отсюда вырастет новое растение. Однако, несмотря на этот метод, половое размножение по-прежнему является основным фактором репродуктивного цикла ежевики.

Чтобы произошло половое размножение, мужские и женские гаметы должны слиться, чтобы образовалась первая клетка нового зародышевого растения.

Какое значение имеет половое размножение для растений?

Половое размножение обеспечивает разнообразие, новые гены и новый план.Если он понравится пчелам, то в будущем этот цвет может стать доминирующим, а если нет, то это растение станет еще одной жертвой естественного отбора.

В любом случае результат пойдет на пользу расе в целом.

Способ достижения полового размножения варьируется от растения к растению, но цикл полового размножения для всех растений включает две стадии или поколения. Ботаники называют это явление сменой поколений.

Рассмотрим мох Mnium hornum. Листовое растение представляет собой поколение гаметофитов и производит сперму и яйцеклетки. Антеридии производят подвижные сперматозоиды. Во влажных условиях зрелые антеридии набухают и лопаются, высвобождая сперму на поверхность листьев. Привлеченные секретом сахарозы на шейках женских половых органов, сперматозоиды вплывают в шейки архегоний, где происходит оплодотворение. Клетка зигота вырастет в поколение спорофита. Внутри капсулы диплоидные материнские клетки спор делятся мейозом с образованием гаплоидных спор.При правильных условиях споры высвобождаются и прорастают в зародышевый гаметофит, называемый протонемой.

Мхи являются наглядной иллюстрацией того, как работает чередование поколений. Папоротники демонстрируют ту же картину, но с другим доминирующим поколением. Здесь спорообразующий спорофит — это то, что мы в основном ассоциируем с папоротниками, а образующий гамет гаметофит — крошечное незаметное растение у земли.

У цветковых растений, таких как эти нарциссы, чередование поколений гораздо менее очевидно, потому что поколение гаметофитов еще более редуцируется, а половой аппарат гораздо сложнее.

Половые органы этого нарцисса сосредоточены в цветке.

Цветные лепестки служат для привлечения насекомых, важных агентов опыления. Трубчатая структура в середине называется венчиком и состоит из сросшихся лепестков. Какое преимущество может иметь венчик для растения?

Внутри венчика видны половые структуры растения. Женский половой орган состоит из рыльца, приподнятого на столбике и оканчивающегося у яичника, где внутри семязачатков содержатся женские яйцеклетки.Женские яйцеклетки, содержащиеся в семязачатках, составляют поколение женского гаметофита.

Вокруг рыльца расположены мужские половые органы или тычинки. Каждая тычинка состоит из пыльника и нити. Пыльники содержат материнские клетки микроспор, которые в конечном итоге производят поколение гаметофитов, также известных как пыльцевые зерна.

Когда цветок созреет, венчик раскрывается, обнажая внутри пестик и тычинку. В то же время верхушка тычинки выпускает миллионы пыльцевых зерен.

Нарцисс называют энтомофильным цветком, потому что насекомые переносят пыльцу с одного цветка на другой. Но почему насекомые это делают?

[Музыка]

Цветы эволюционировали, чтобы производить цвета, запах и источники пищи, наиболее привлекательные для насекомых. В поисках пищи насекомые задевают пыльники и рыльца, эффективно перекрестно опыляя цветы. Насекомые пребывают в блаженном неведении о своей жизненно важной роли в жизненном цикле растений, которые они опыляют.

Некоторые цветы, такие как эти наперстянки, эволюционировали параллельно с насекомыми-опылителями. Размер и форма цветков идеально подходят шмелю. Отметины и волоски на нижних лепестках служат посадочной полосой, по которой опылители направляются прямо к нектарникам.

Насекомые — не единственные агенты опыления, используемые растениями. Для растений, которые полагаются на ветер для переноса своей пыльцы, нет необходимости в аттракторах насекомых, таких как бросающиеся в глаза цветы, лепестки, чашелистики, нектарники или другие соблазны.Крошечные цветы подвешивают свои пыльники и рыльца к ветру, чтобы способствовать перекрестному опылению.

Пыльцевые зерна анемофильных видов мельче и светлее, чем у цветков, опыляемых насекомыми. Они также производятся в очень больших количествах. Как это может помочь растению добиться опыления?

Как бы то ни было, опыление является важнейшим процессом для большинства наземных растений, поскольку оно обеспечивает оплодотворение и появление нового поколения растений.

Но как растения обеспечивают попадание нужной пыльцы на нужное рыльце в нужное время?

Одуванчик использует специальный механизм, чтобы убедиться, что нужная пыльца переносится на его рыльце. Головка цветка на самом деле состоит из множества отдельных цветков, называемых соцветиями. Соцветия перекрестно опыляются насекомыми, но могут и самоопыляться.

Когда соцветия росли, закрытое рыльце цветка одуванчика прорастало через середину пыльника, так что пыльца переносилась на столбик по мере его удлинения.Через некоторое время, если перекрестное опыление не произошло, рыльце скручивается обратно, чтобы собрать собственную пыльцу с нижележащего столбика.

Пассифлора разработала очень интересный метод обеспечения перекрестного опыления. Когда цветок раскрывается, пыльники переворачиваются. Собирающиеся пчелы задевают пыльники, собирая пыльцу на спине. Через некоторое время стигмы спускаются. Пчелы, которые уже несут пыльцу с других цветов, затем переносят пыльцу на рыльца, продолжая поиски нектара.

Несмотря на некоторые сложные механизмы предотвращения этого, самоопыление иногда неизбежно. Но самоопыление не обязательно означает самоопыление. Растения могут химически распознавать собственную пыльцу и подавлять ее дальнейшее развитие в пользу пыльцы из другого источника.

Цветы, подобные этой тигровой лилии, в которых расположены как мужские, так и женские половые органы, называются совершенными цветами. Если растение производит отдельные мужские и женские цветки, говорят, что цветки несовершенны.

Здесь мужским цветком является серёжка, он называется тычиночным цветком. Маленький красный цветок — женский, или пестичный, цветок.

Каким образом полностью отдельные мужские и женские цветки обеспечивают их синхронизацию?

Многие растения обеспечили перекрестное опыление, преднамеренно не синхронизируя мужские и женские цветки на одном и том же растении. У этого растения кукурузы пыльца созревает задолго до того, как становятся восприимчивыми рыльца; следовательно, единственный способ оплодотворения семязачатков — это пыльца другого растения кукурузы.

[Музыка]

Когда начинается сезон пыльцы, от него никуда не деться. Кажется, что пыльца проникает повсюду. Но что происходит, когда он, наконец, достигает кончика восприимчивого клейма?

Каждое крошечное пыльцевое зерно содержит два ядра. Одно ядро ​​называется генеративным ядром и делится на два ядра мужских сперматозоидов. Другое ядро ​​называется трубчатым ядром.

Рецептивное рыльце химически включает пыльцевое зерно, которое начинает формировать длинную трубку с собственным ядром.Это важно, потому что мужские гаметы должны достигать семязачатков, которые могут находиться на значительном расстоянии от кончика рыльца.

Пыльцевая трубка прорастает в ткани рыльца и по длине столбика. Трубка в конечном итоге проникает в семязачаток, проходя через небольшое отверстие, называемое микропиле.

На конце микропиле семязачатка находится ядро ​​яйцеклетки, окруженное двумя другими ядрами. На другом конце семязачатка находятся три ядра, оставшиеся от предыдущих мейотических делений.В центре находится диплоидное ядро, образованное слиянием двух полярных ядер.

Пыльцевая трубка высвобождает одно ядро ​​мужской гаметы, которое сливается с ядром женской яйцеклетки. Это момент оплодотворения и образования диплоидной зиготы. Это первая клетка нового спорофита, и она будет многократно делиться, чтобы произвести зародыш.

Ядро другой мужской гаметы сливается с диплоидным полярным ядром, образуя уникальное триплоидное ядро. Из этого нового триплоидного ядра развивается ткань, называемая эндоспермом.

Именно в ткани эндосперма пшеницы, ячменя, кукурузы, овса и риса хранится большая часть пищевых запасов семян. Таким образом, легко увидеть, что эндосперм — единственный важнейший источник пищи для человечества.

Не все растения производят отдельный запас пищи, такой как эндосперм, для своих зародышей. Это особенность большинства однодольных.

Однако у двудольных растений, таких как эта молодая фасоль, такого запаса эндосперма не существует. Первые два листа зародыша набухают от пищи материнского растения до того, как бобы расщепляют стручок.Этот продовольственный склад поддерживает молодое растение до тех пор, пока оно не сможет производить себе пищу посредством фотосинтеза.

[Музыка]

Семя — это источник потенциала.

[Выход музыки]

В жесткой семенной оболочке находится зародыш растения со своим особым запасом пищи.

Когда семя готово к прорастанию, оно поглощает воду, и начинается метаболическая активность. Запасы пищи, которые в основном состоят из крахмала, мобилизуются ферментами, вырабатываемыми эмбрионом.

В этом двудольном семени отчетливо виден молодой корень, известный как корень. Молодой побег известен как перышко и появляется после корня.

У некоторых однодольных перышко защищено колеоптилем. Этот защитный колпачок хорошо заметен на молодых растениях кукурузы, поскольку он остается после того, как росток достигает поверхности.

[Музыка]

После оттепели зимы появляются первые цветы ранней весны.

[Выход музыки]

Но эти растения не выросли из семян; они воспроизводятся из луковиц.Луковицы позволяют растениям размножаться бесполым путем, то есть без образования гамет. Обычно это приводит к производству идентичного потомства, хотя бывают и случайные мутации.

Луковицы известны как многолетние органы. Они позволяют растениям выживать в неблагоприятных условиях, а затем быстро расти, когда придет время.

Набухшие корневища ирисов имеют аналогичную функцию, но бесполое размножение не зависит исключительно от органов многоплодия.

Этот печеночник может размножаться бесполым путем через почки.Геммы представляют собой небольшие диски зеленой ткани, которые растут внутри специальных чашечек. При созревании они отрываются от материнского растения, часто из-за действия капель дождя. Они рассеиваются от родительского растения и в конечном итоге превращаются в новые растения-гаметофиты.

Такие растения, как Briophyllum, также могут размножаться бесполым путем. Миниатюрные ростки развиваются по краям его листьев. Со временем они отпадут и превратятся в самостоятельные растения.

Зрелые растения земляники способны формировать новые ростки на концах длинных побегов.

Садовники могут выращивать растения бесполым способом с помощью черенков. Это возможно, потому что стволовые клетки, подобные этим, способны запускать образование корневых клеток и начинают отращивать корни.

Способность многих растений к бесполому размножению помогает коммерческим производителям, потому что это быстрее и надежнее, чем выращивание растений из семян. Это также гарантирует производителям стабильное качество.

Бесполое размножение заключается в использовании хорошей ниши. В таких обстоятельствах ценность полового размножения [в музыке] с вытекающим из него разнообразием может фактически ослабить господство устоявшейся группы.Но в меняющейся среде разнообразие означает выживание.

[Выход музыки]

Репродуктивные части растений | OSU Extension Service

Внешние структуры растений, такие как листья, стебли, корни, цветы, плоды и семена, известны как органы растений . Каждый орган представляет собой организованную группу тканей, которые работают вместе для выполнения определенной функции. Эти структуры можно разделить на две группы: половые репродуктивные и вегетативные. Половые репродуктивные части производят семена; они включают цветочные почки, цветы, плоды и семена.

Цветы

Половое размножение — единственная функция цветов, часто самой эффектной части растения. Красота и аромат цветов эволюционировали не для того, чтобы нравиться людям, а для привлечения опылителей (насекомых или птиц), которые играют центральную роль в репродуктивном процессе.

Цветы также помогают классифицировать растения.

Система номенклатуры растений, которую мы используем сегодня, была разработана Карлом фон Линнеем (Линнеем) и основана на цветах, репродуктивных частях растений или на том и другом. Одна из причин успеха его системы заключается в том, что цветы меньше всего подвержены влиянию изменений окружающей среды.Таким образом, знание цветов и их частей необходимо для всех, кто интересуется идентификацией растений.

Структура

В качестве репродуктивной части растения цветок содержит тычинки (мужская часть цветка) или пестика (женская часть цветка) или и то, и другое, а также дополнительные части, такие как чашелистики, лепестки и нектарные железы (рис. 19).

Тычинка — мужской репродуктивный орган. Он состоит из пыльцевого мешка ( пыльника ) и длинной поддерживающей нити.Эта нить удерживает пыльник на месте, делая пыльцу доступной для распространения ветром, насекомыми или птицами.

Лепестки обычно представляют собой ярко окрашенные части цветка.

Пестик — женская часть растения. Обычно он имеет форму кегли и расположен в центре цветка. Он состоит из рыльца, столбика и завязи. Рыльце расположено вверху и связано стилем с завязью.Яичник содержит яйца, которые находятся в семязачатках. Если яйцо оплодотворено, семязачаток развивается в семя.

Чашелистики представляют собой небольшие зеленые листовидные образования, расположенные у основания цветка. Они защищают бутон цветка. В совокупности чашелистики называются чашечкой .

Лепестки обычно представляют собой ярко окрашенные части цветка. Подобно нектарным железам, лепестки могут содержать аромат. В совокупности лепестки называются венчиком .Количество лепестков на цветке часто используется для идентификации семейств и родов растений. Цветки двудольных растений обычно имеют четыре или пять чашелистиков, лепестков или их кратное количество. У однодольных растений эти цветочные части обычно бывают тройными или кратными трем.

Виды цветов

Если цветок имеет тычинку, пестик, лепестки и чашелистики, он называется полным цветком (рис. 19). Розы тому пример. Если одна из этих частей отсутствует, цветок называется неполным .

Отличие полных и неполных цветков.

Тычинка и пестик являются основными частями цветка и участвуют в производстве семян. Если цветок содержит как функциональные тычинки, так и пестики, он называется совершенным цветком , даже если он не содержит лепестков и чашелистиков. Если отсутствуют тычинки или пестики, цветок называется несовершенным . Пестичные (женские) цветки обладают функциональным пестиком или пестиками, но не имеют тычинок (рис. 20).Тычиночные (мужские) цветки содержат тычинки, но не содержат пестиков.

Растения с несовершенными цветками далее классифицируются как однодомные или двудомные .

Однодомные растения имеют отдельные мужские и женские цветки на одном и том же растении (например, кукуруза и пекан). Некоторые однодомные растения имеют только мужские цветки в начале вегетационного периода, но позже развиваются оба пола (например, огурцы и кабачки).

Для завязывания плодов двудомные мужские и женские растения должны быть посажены достаточно близко друг к другу, чтобы произошло опыление.

Двудомные вида имеют отдельные мужские и женские растения. Примеры включают падуб, гинкго и фисташки. Для завязывания плодов мужские и женские растения должны быть посажены достаточно близко друг к другу, чтобы произошло опыление. В некоторых случаях (например, остролист) желателен плод. Однако в случае с гинкго плоды, как правило, нежелательны из-за их гнилостного запаха при созревании. Киви сложны, потому что у них может быть одно растение с обоеполыми цветками, а другое растение только с мужскими цветками.В растительном мире не всегда есть абсолюты!

Типы соцветий

Некоторые растения имеют только один цветок на стебле, который называется одиночным цветком . Другие растения образуют соцветия — соцветия. Каждый цветок в соцветии называется цветком .

Большинство соцветий принадлежит к одной из двух групп: кисти и кисти . В группе кистевидных соцветия начинают цвести с нижней части стебля и продвигаются к вершине.В кисте верхний цветочек раскрывается первым, а цветение продвигается вниз по цветоносу. Подробные обсуждения типов цветов можно найти во многих учебниках по ботанике.

Как формируются семена

Опыление – перенос пыльцы с пыльника на рыльце пестика либо ветром, либо опылителями. Виды, опыляемые насекомыми, животными или птицами, часто имеют ярко окрашенные или узорчатые цветки, которые содержат аромат или нектар. В поисках нектара опылители переносят пыльцу с цветка на цветок как на одном растении, так и на разных.Растения развили этот оригинальный механизм, чтобы обеспечить выживание своего вида. У цветков, опыляемых ветром, часто отсутствуют эффектные цветочные части и нектар, потому что им не нужно привлекать опылителей.

Виды, опыляемые насекомыми, животными или птицами, часто имеют ярко окрашенные или узорчатые цветки, содержащие аромат или нектар.

Химическое вещество в рыльце стимулирует пыльцу к прорастанию длинной трубки вниз по столбику к семяпочкам внутри завязи. Когда пыльца достигает семяпочки, она высвобождает сперму, и обычно происходит оплодотворение. Оплодотворение — это соединение ядра мужского сперматозоида из пыльцевого зерна с женской яйцеклеткой. Если оплодотворение прошло успешно, семязачаток превращается в семя. Важно помнить, что опыление не является гарантией оплодотворения.

Перекрестное оплодотворение объединяет генетический материал двух родительских растений. Полученное семя имеет более широкую генетическую основу, которая может позволить популяции выжить в более широком диапазоне условий окружающей среды. Перекрестноопыляемые растения обычно более успешны, чем самоопыляемые.Следовательно, больше растений размножается перекрестным опылением, чем самоопылением.

Фрукты

Структура

Плод состоит из оплодотворенных, зрелых семязачатков (семян) плюс стенка завязи, которая может быть мясистой, как у яблока, или сухой и твердой, как у желудя. В некоторых фруктах семена заключены в завязь (например, яблоки, персики, апельсины, кабачки и огурцы). У других семена располагаются снаружи плодовой ткани (например, у кукурузы и клубники).

Единственной частью плода, которая содержит гены как мужских, так и женских цветков, являются семена.Остальные плоды происходят от материнского растения и генетически идентичны ему.

Виды фруктов

Плоды классифицируются как простые , агрегатные или кратные (рис. 21). Простые плоды развиваются из одной завязи. К ним относятся мясистые фрукты, такие как вишня и персики (костянки), груши и яблоки (семечковые) и помидоры (ягоды). Хотя помидоры обычно называют овощами, технически они являются фруктами, потому что они развиваются из цветка. Кабачки, огурцы и баклажаны также развиваются из одной завязи и ботанически классифицируются как фрукты.

Совокупный плод развивается из одного цветка с множеством завязей.

Другие виды простых фруктов сухие. Их стенка либо бумажная, либо кожистая и твердая, в отличие от только что упомянутых мясистых примеров. Примерами являются арахис (бобовые), маки (капсулы), клены (самара) и грецкие орехи (орех).

Совокупный плод развивается из одного цветка с множеством завязей, например, у земляники, малины и ежевики.Это простой цветок с одним венчиком, одной чашечкой и одним стеблем, но у него много пестиков или завязей. Каждая завязь оплодотворяется отдельно. Если некоторые семязачатки не опылены успешно, плод будет деформирован.

Множественные плоды образуются из плотного соцветия отдельных независимых цветков, расположенных на одной структуре. Каждый цветок имеет свою чашечку и венчик. Примерами могут служить ананасы и инжир.

Семена

Семя содержит всю генетическую информацию, необходимую для развития целого растения.Он состоит из трех частей (рис. 22):

  • Эмбрион — это миниатюрное растение, находящееся в остановленном состоянии развития. Он начнет расти, когда условия будут благоприятными.
  • Эндосперм (а у некоторых видов и семядоли) представляет собой встроенный запас пищи (за исключением орхидей), который может состоять из белков, углеводов или жиров.
  • Семенная оболочка , твердое внешнее покрытие, защищает семена от болезней и насекомых.Это также предотвращает попадание воды в семена и преждевременное прорастание.

Прорастание

Прорастание — это когда зародыш семени переходит из спящего состояния в активное, растущее состояние (рис. 23). Прежде чем появятся какие-либо визуальные признаки прорастания, семя должно впитать воду через семенную оболочку. В нем также должно быть достаточно кислорода и благоприятная температура. Некоторые виды, такие как сельдерей, также требуют света. Другие требуют темноты.

Если эти требования соблюдены, корень является первой частью проростка, которая выходит из семени.Он развивается в первичный корень и растет вниз под действием силы тяжести. Из этого первичного корня развиваются корневые волоски и боковые корни. Между корешком и первой листовидной структурой находится гипокотиль , который растет вверх в ответ на свет.

Поскольку семена являются репродуктивными структурами и поэтому важны для выживания вида, растения развили множество механизмов, обеспечивающих их выживание.

Листья семени или семядоли заключают в себе зародыш.Обычно они имеют форму, отличную от листьев, которые будут образовываться на взрослом растении. Однодольные образуют одну семядолю, а двудольные – две.

Поскольку семена являются репродуктивными структурами и поэтому важны для выживания вида, растения развили множество механизмов, обеспечивающих их выживание. Одним из таких механизмов является покой семян. Покой бывает двух видов: покой семенной кожуры и покой зародыша.

В состоянии покоя семенной кожуры твердая семенная оболочка не пропускает воду.Красный бутон, саранча и многие другие декоративные деревья и кустарники проявляют этот тип покоя.

Процесс, называемый скарификация , используется для разрушения или смягчения семенной оболочки. В природе скарификация осуществляется с помощью таких средств, как жар лесного пожара, переваривание семян птицей или млекопитающим или частичное разрушение семенной оболочки грибами или насекомыми. Это можно сделать механически, надрезав семенную оболочку напильником, или химически, размягчив семенную оболочку серной кислотой.В любом случае важно не повредить эмбрион.

Покой эмбриона часто встречается у декоративных растений, включая вяз и гамамелис. Эти семена должны пройти период охлаждения, прежде чем прорастут. Чтобы нарушить этот вид покоя, применяют стратификацию. Этот процесс включает хранение семян во влажной среде (горшечная почва или бумажные полотенца) при температуре от 32°F до 50°F. Требуемая продолжительность зависит от вида.

Даже при соблюдении экологических требований к прорастанию семян и нарушении периода покоя на прорастание также влияют другие факторы:

  • Возраст семян сильно влияет на их жизнеспособность (способность к прорастанию).Старые семена обычно менее жизнеспособны, чем молодые семена, и если они прорастают, сеянцы менее энергичны и растут медленнее.
  • Посевное ложе должно быть надлежащим образом подготовлено и состоять из рыхлой мелкозернистой почвы.
  • Семена должны быть посажены на нужную глубину. Если они слишком мелкие, их может смыть дождем или поливом; если слишком глубоко, они не смогут протолкнуть почву.
  • Семена должны иметь постоянный запас влаги; однако при чрезмерном поливе они сгниют.

Семена многих сорняков способны прорастать быстро и в далеко не оптимальных условиях. Это одна из причин, по которой они становятся такими грозными противниками в саду.

Молекулярная и клеточная репродукция растений

В настоящее время мир сталкивается со многими серьезными проблемами из-за растущего глобального спроса на и без того ограниченные пищевые и энергетические ресурсы. Воспроизводство растений имеет решающее значение не только для получения потомства, но и для повышения качества урожая и урожайности. Кроме того, размножение растений связано со сложными процессами роста и развития, которые открывают различные возможности для выяснения фундаментальных принципов биологии.Чтобы предоставить всестороннюю обновленную информацию по множеству тем в области воспроизводства растений, мы пригласили участников для исследовательской темы под названием «Молекулярная и клеточная репродукция растений». После подавляющего отклика, отражающего активные исследования, проводимые в области воспроизводства растений, мы опубликовали в общей сложности 31 статью, в том числе 1 гипотезу и теорию, 4 точки зрения, 12 обзоров и 14 оригинальных исследовательских статей. В результате этот специальный выпуск охватывает широкий спектр и динамику исследований репродукции растений, начиная от гипотезы о цикле полового размножения, бесполого размножения, контроля времени цветения, регуляции архитектуры соцветия, терминации стволовых клеток цветка, цветка, цветочной чешуи, палеа, развитие лепестков и пыльников, расхождение пыльников, детерминация пола, мейоз, рост пыльцевых трубок, самонесовместимость, опыление, эмбриогенез, развитие эндосперма, зародышевая линия, дифференцировка антиподальных и суспензорных клеток, развитие плодов, гиногенез и андрогенез, стерильность, вызванная цветочными органная дегенерация и абиотические стрессы.

Жизненный цикл цветковых растений характеризуется чередованием поколений диплоидных спорофитов и гаплоидных гаметофитов, в котором решающим этапом является выделение диплоидных половых клеток из соматических клеток. Животные генерируют диплоидные зародышевые линии во время раннего эмбрионального развития, в то время как цветковые растения определяют линии репродуктивных клеток постэмбрионально. Бай предлагает гипотезу цикла полового размножения (SRC), которая обобщает половое размножение в чередующийся трехэтапный цикл, состоящий из мейоза, половой дифференциации и оплодотворения.В своей гипотезе Бай делает замечательную попытку рассмотреть эволюцию, а также различия и сходства в половом размножении различных организмов, включая грибы, растения и животных. Половое размножение дает селективные преимущества в ходе эволюции. Интересно, что Хойсгаард и Хёрандл утверждают, что «немного секса» помогает апомиктичным растениям избежать распада генома и вымирания. Чжу и др. показывают, что при бесполом размножении Alternanthera philoxeroides образуются дисфункциональные тычинки из-за сниженной экспрессии генов B-класса, предполагая, что потеря способности к половому размножению может способствовать эволюции бесполого размножения у клональных растений или , наоборот .

Развитие цветка представляет собой длительный и сложный процесс, который в основном включает четыре стадии, т. е. переход от вегетативной к репродуктивной фазе, спецификацию идентичности меристемы цветка, установление идентичности органа цветка и морфогенез органа цветка. У цветковых растений сигналы окружающей среды и развития запускают преобразование апикальной меристемы побега у взрослых растений в меристему соцветия, которая впоследствии дает начало цветочным меристемам. Репродуктивные клетки, которые определяются из соматических клеток в цветках, инициируют линию зародышевой линии, а затем завершаются образованием гамет.Хан и др. обсудить недавние открытия о роли цитокинина в ветвлении соцветий, что может способствовать сложности архитектуры соцветия. Инициация и прекращение цветочных стволовых клеток в нужное время и в нужном месте имеют решающее значение для формирования цветка. Сан и Ито рассматривают, как регуляция транскрипции и эпигенетический механизм координируют контроль окончания цветочных стволовых клеток во время развития цветка. Используя анализ секвенирования РНК, Zhang et al. идентифицировать ~ 24 000 генов, экспрессируемых цветками, на трех этапах, что подразумевает необходимость сложных генных сетей для развития цветков и обеспечивает ценный набор данных для дальнейшего изучения генов, важных для развития цветков у Arabidopsis и других видов.Цветки однодольных и двудольных растений различаются по строению околоцветников. Ломбардо и Йошида обсуждают интересный вопрос о происхождении леммы и палеа, а также о регуляции их развития транскрипционными факторами у риса. Используя Gerbera hybrida , дающую многочисленные лепестки, Li et al. профиль дифференциально экспрессируемых генов в лепестках, обработанных гиббереллином (GA) и абсцизовой кислотой (ABA), что обеспечивает полезный геномный ресурс для изучения морфогенеза лепестков.

Переход фазы цветения, идентичность меристемы цветка и идентичность органа цветка были тщательно изучены. Однако менее ясным и менее изученным является то, как формируются органы цветка, особенно образование пыльника и семязачатка, где мужские (пыльца) и женские гаметофиты дифференцируются соответственно из соматических клеток. Пыльник включает репродуктивные микроспороциты (мужские мейоциты) и соматические клетки стенки пыльника. Келлихер и др. сравните дифференцировку клеток пыльника у Arabidopsis , риса и кукурузы, а также обсудите потенциальные функции малых РНК в формировании паттерна пыльника.Аталла и Бэнкс рассматривают недавние генетические и биохимические исследования того, как феромоны антидиогена (гиббереллины) определяют пол гаметофита у папоротников посредством передачи сигналов гиббереллинов и путей биосинтеза. Кроме того, транскриптомный анализ обнаруживает дифференциально экспрессируемые гены в мужских и женских цветках однодомных видов Quercus suber , что может пролить свет на генные сети, регулирующие спецификацию пола Rocheta et al. Ван и др. показывают, что miR319a-мишень TCP24 контролирует раскрытие пыльника путем негативной регуляции утолщения вторичной клеточной стенки эндотеция.

Мейоз — важный процесс полового размножения, ведущий к образованию мужских и женских гаметофитов. Ли и др. сообщают о своей разработке MeioBase, которая предоставляет ценную базу данных и различные инструменты для исследования мейоза. Ву и др. показывают, что специфичный для мейоза циклиноподобный белок SDS (SOLO DANCERS) необходим для образования двухцепочечных разрывов (DSB) у риса, а не репарации DSB, обнаруженной у Arabidopsis , что указывает на различные функции этого консервативного белка в растениях.Ку и др. подчеркивают роль актинового цитоскелета в росте пыльцевых трубок с нескольких разных точек зрения, включая пространственное распределение актиновых филаментов в пыльцевой трубке, использование актиновых маркеров для рассечения и динамику актиновых филаментов в растущих пыльцевых трубках, динамику актиновых филаментов в пыльцевых трубках. пыльцевой трубки, а также функции и механизмы актин-связывающих белков (АСБ) в генерации и динамике актиновых филаментов. Макдауэлл и др. показать, что нарушение A MINOPHOSPHO L IPID Гены A TPASE 6 ( ALA6 ) и ALA7 вызывают изменения свойств плазматической мембраны пыльцевой трубки, демонстрируя роль генов ALA в приспособленности пыльцы в нормальных условиях и в условиях температурного стресса. Кроме того, Vogler et al. описывают метод визуализации живых клеток для характеристики характерной поляризации пузырьков и F-актина во время активации пыльцы, прорастания и установления роста кончика пыльцевой трубки у Arabidopsis .

Уильямс и др. рассмотреть молекулярный механизм, лежащий в основе самонесовместимости на основе S-РНКазы, обсуждая поглощение S-РНКазы пыльцевыми трубками, образование комплексов SLF (S-локус F-box), содержащих SCF, природу белков SLF и судьбу чужеродные S-РНКазы в пыльцевой трубке.Брито и др. обнаружили, что опыление способствует развитию женского гаметофита в незрелых цветках табака; однако природа этих индукционных сигналов и механизмы восприятия в женском гаметофите остаются загадочными.

Пять обзоров и 3 исследовательские статьи охватывают эмбриогенез, подчеркивая важность исходных генов, эпигенетического контроля и передачи сигналов гормонов во время развития эмбриона. Луо и др. обсуждают потребность в доставляемых гаметами транскриптах и ​​импринтированных генах для зиготического деления и детерминации клеточных судеб во время эмбриогенеза. Они также кратко обсуждают регуляцию импринтированных генов у эмбрионов. В частности, Рассел и Джонс предвидят более сложные функции генов, экспрессируемых мужскими гаметами, во время эмбриогенеза после обсуждения инициации и происхождения линии мужских зародышей у цветковых растений, особенностей сперматозоидов, экспрессии транскриптов, происходящих из мужских зародышей, общих, но различных профилей транскриптомы и протеомы в яйцеклетке и сперме, мобильные элементы в пыльце и мужской зародышевой линии, вклад сперматозоидов в оплодотворение, а также мужскую экспрессию и эволюционный отбор.

Эпигенетический контроль имеет решающее значение для роста и развития растений, включая половое размножение. Ши и др. рассмотрите, как метилирование ДНК, метилирование гистонов, молчание поликомбов, ацетилирование гистонов, а также малые и длинные некодирующие РНК участвуют в регуляции времени цветения, органогенезе цветков, мейозе, эмбриогенезе и развитии эндосперма у риса. Используя анализ всего генома, Jung et al. обнаружили связанные с репрессией эпигенетические модификации гистонов в большом количестве генов зародышевой линии, предполагая, что эпигенетический контроль является основным механизмом репрессии генов зародышевой линии во время полового размножения.Tonosaki и Kinoshita резюмируют роль различных белков polycomb repressive complex 2 (PRC2) в развитии эндосперма злаков и предполагают, что однодольные и эвдикоты могут использовать разные программы для контроля развития эндосперма. Более того, Köhler и Lafon-Placette предполагают, что активный PRC2 в центральной клетке и эндосперме способствует молчанию транспозонов в яйцеклетке и эмбрионе путем поддержания активности гипометилирования ДНК.

Локализация и мутантные исследования PIN и передачи сигналов ауксина обнаруживают корреляцию между передачей сигналов ауксина и пролиферацией антиподных клеток у кукурузы, что может дать представление о функции антиподных клеток в развитии эмбриона Chettoor and Evans; это особенно важно, учитывая, что функция антиподальных клеток не определена, хотя их присутствие у покрытосеменных почти повсеместно и известно давно. Алая фасоль (SRB) использовалась в качестве модели для изучения развития эмбриона более 40 лет из-за ее гигантского эмбриона. Генри и Голдберг рассматривают недавний прогресс в идентификации сетей регуляции генов, контролирующих дифференцировку и развитие суспензоров, с использованием сравнительных геномных инструментов. Су и др. показывают, что передача сигналов ауксином и цитокинином участвует в установлении оси побега-корня во время соматического эмбриогенеза у Arabidopsis , что обеспечивает понимание апикально-базального паттерна в развитии эмбриона.

Являясь конечным продуктом размножения, плоды жизненно необходимы для развития семян растений и служат незаменимым источником пищи для животных, включая человека. Ван и др. обзор прогресса в анализе механизмов развития и генетических механизмов эволюции и развития размера, формы, цвета и морфологических новшеств плодов Solanaceae . Портемер и др. сообщают, что мутанты в гиногенезе или андрогенезе не могут быть легко обнаружены при скрининге мутантов; они демонстрируют этот результат путем скрининга мутантов в популяции Arabidopsis , подвергнутой EMS-мутагенезу. Развитие цветка очень чувствительно к факторам внешней среды. Дегенерация или аборт цветочных органов происходит естественным образом, что приводит к однополым или полностью стерильным цветкам. Абиотические стрессы вызывают аномальное развитие цветков и, следовательно, влияют на урожайность и качество урожая. Смит и Чжао рассматривают физиологические и молекулярно-генетические механизмы, лежащие в основе дегенерации цветочных органов и фертильности. Кроме того, они обсуждают, как абиотические стрессы, включая жару, холод и засуху, влияют на половое размножение на морфологическом и генетическом уровнях.Дальнейшее понимание бесплодия, вызванного дегенерацией цветочных органов и абиотическими стрессами, поможет ученым-растителям использовать как традиционные, так и молекулярные подходы к селекции для создания культур с высокой урожайностью в стрессовых условиях.

Эта специальная тема исследования охватывает множество важных вопросов, свидетельствующих о бурном интересе и значительном прогрессе, достигнутом в последнее время в области воспроизводства растений. Мы предполагаем, что статьи, собранные в этой электронной книге, привлекут внимание всех биологов растений к этой теме исследований и помогут решить сложные и нерешенные вопросы.Использование комбинаторных подходов, включающих молекулярно-генетические инструменты и новые технологии, такие как методы визуализации на основе флуоресценции и секвенирование нового поколения, продвинет будущие исследования всех репродуктивных процессов в модельных растениях, сельскохозяйственных культурах и деревьях.

Наконец, мы хотели бы поблагодарить всех авторов, рецензентов и редакцию Frontiers за их вклад и усердную работу, которые сделали этот интересный и специальный выпуск реальностью.

Половое размножение растений | Анналы ботаники

Цветковые растения — наиболее успешная группа наземных растений, содержащая более 90 % видов и доминирующая почти во всех наземных экосистемах.Этот эволюционный успех частично обусловлен их сложной репродуктивной биологией, сосредоточенной на одноименном цветке, где женские гаметофиты скрыты и защищены плодолистиком / пестиком спорофита, а животные являются основными переносчиками мужских гаметофитов, содержащих сперматозоиды (пыльца). , и оплодотворение больше не требует воды из-за пыльцевой трубки. Эта комбинация репродуктивных признаков позволила развиться необычайному множеству систем спаривания и опыления, которые мы только начинаем понимать.

Во времена беспрецедентного роста численности населения и утраты биоразнообразия исследования воспроизводства растений с их потенциалом помочь повысить урожайность и обеспечить продовольственную безопасность, а также разработать эффективные стратегии сохранения, как никогда важны. В этом специальном выпуске собран разнообразный набор обзоров и статей, охватывающих широкий спектр текущих исследований репродуктивной биологии покрытосеменных, от эволюционного развития цветка, генетики и клеточной биологии распознавания пыльцы и пестика до оплодотворения, до новой дисциплины. экологической и эволюционной системной биологии.

Выпуск начинается с двух статей, описывающих полезность двух базальных покрытосеменных растений для исследований эволюционного развития («эво-дево»), направленных на понимание происхождения цветка и эволюции репродуктивных процессов у самых ранних покрытосеменных растений. Виалетт-Гиро и др. (2011) рассматривают достоинства быстрорастущего Cabomba (кувшинчатые, выращиваемые в аквариумах по всему миру) в качестве модели для изучения эволюционного развития цветка, в то время как Prychid et al. (2011) показывают пригодность необычного родственника кувшинки Trithuria (единственный род Hydatellaceae) в качестве модели для изучения взаимодействия пыльца-стигма и роста пыльцевых трубок у древних покрытосеменных растений. Далее Уитни и др. (2011) рассматривают, почему так много лепестков покрытосеменных имеют конические эпидермальные клетки. Они рассматривают недавние исследования, направленные на выяснение роли конических эпидермальных клеток в функционировании лепестков и преимуществ, которые они приносят. Они подчеркивают влияние этого типа клеток на цвет лепестков, производство аромата, смачиваемость, отражение лепестков и захват цветка опылителем, делая вывод, что преимущества приспособленности, которые они приносят растениям, варьируются в зависимости от типа опылителя и среды обитания. Взаимодействие между развитием тычинок и зимним покоем у Prunus armeniaca является предметом следующей статьи Julian et al. (2011). Зимний покой цветочных почек наблюдается у большинства деревьев умеренного пояса, многие из которых, например P. armeniaca , являются важными плодовыми культурами, однако мало что известно о процессах развития, связанных с началом и выходом из периода покоя почек. Здесь они показывают, что покой прерывает развитие тычинок перед мейозом и образованием микроспор, в то время как выход из покоя следует четкой последовательности физиологических событий.

Следующие восемь обзорных статей охватывают аспекты взаимодействия пыльцы и пестика и самонесовместимости (SI) в различных группах растений, как однодольных, так и двудольных, демонстрируя молекулярное разнообразие этих ключевых репродуктивных процессов у покрытосеменных растений. Немногие исследователи сделали больше, чтобы пролить свет на сложные клеточные и молекулярные взаимодействия, которые происходят во время прорастания пыльцы и роста пыльцевых трубок на пестике и внутри него, чем Элизабет Лорд. Эта работа, якобы проведенная на лилии ( Lilium longiflorum ), является предметом первого обзора Че и Лорда (2011), которые описывают идентификацию и характеристику двух ключевых малых белков, богатых цистеином, SCA (stigma/style богатой цистеином адгезии) и хемоцианина, которые, соответственно, играют ключевую роль в адгезии пыльцевых трубок и направленном росте пыльцевых трубок у лилий.Интересно, что, несмотря на то, что эти белки были идентифицированы у однодольных, они сохраняются у Arabidopsis (эвдикота), где они, по-видимому, выполняют сходные роли во взаимодействиях пыльца-пестик.

Документы Meng et al. (2011) и McClure et al. (2011), а затем обзор современного понимания молекулярной и клеточной регуляции РНКазного гаметофитного SI (GSI), в основном фокусируясь на видах Solanaceae, но также экстраполируя молекулярные данные о РНКаз-опосредованном GSI у Rosaceae и Plantaginaceae.В этой системе SI несовместимость является результатом цитотоксической деградации пыльцевых РНК секретируемыми пестиком S-РНКазами, но точный механизм, с помощью которого S -специфичность достигается за счет «взаимодействия» между S-РНКазами и пыльцевой S -детерминантой, белок S локуса F-box (SLF/SFB) до сих пор неясен. Из своих исследований на Petunia inflata , Meng et al. (2011) предоставляют доказательства своей интуитивной модели деградации белков, где совместимость возникает за счет специфической деградации чужеродных S-РНКаз в пыльцевых трубках, опосредованной SLF.Между тем, McClure et al. (2011) сформулировали альтернативную модель, включающую не-S-белки, в первую очередь HT, а также SLF, где совместимость объясняется не деградацией не-само-S-РНКазы, а скорее ее компартментализацией внутри пыльцевой трубки. из цитоплазматических РНК. Затем от Solanceae мы переходим к Papaveraceae, где генетическая основа GSI идентична, но молекулярный механизм отличается. Система GSI мака опосредована взаимодействием между PrsS пестика (белковый лиганд) и PrpS пыльцы (рецептор), которое активирует Ca 2+ -зависимую сигнальную сеть, что завершается ингибированием роста пыльцевых трубок.Этот новый механизм был объяснен в лаборатории Нони Франклин-Тонг, и в этом обзоре Poulter et al. (2011) обобщает их самые последние данные о том, как компоненты сигнальной системы Ca 2+ пыльцы взаимодействуют с актиновым цитоскелетом и влияют на него. Еще более интригующая система GSI трав, включающая не один, а два локуса несовместимости ( S и Z ), является предметом следующего обзора Klaas et al. (2011), в котором обобщается недавний прогресс в картировании локусов S и Z у многолетней райграса ( Lolium perenne ), прежде чем размышлять о возможных физиологических механизмах отторжения пыльцы.

Остальные три статьи в этом разделе посвящены видам со спорофитным SI (SSI), где фенотип S пыльцы определяется генотипом S родительского растения, тем самым придавая пыльце и пестику диплоидный фенотип S, что позволяет для сложных моделей доминантных взаимодействий между гаплотипами S в пыльце и пестике. Это делает генетику более сложной, чем в GSI, где генотип пыльцы определяет фенотип пыльцы, а взаимодействия доминирования невозможны (пыльца) или бесполезны (пестик), поскольку они привели бы к нарушению SI. До сих пор молекулярный механизм, ответственный за SSI, был выяснен только у Brassicaceae, хотя SSI широко изучался у Asteraceae и Convolvulaceae и в его гетероморфной форме у Primulaceae. Здесь Аллен и др. (2011) предоставляют доказательства нового молекулярного механизма SSI у Asteraceae и рассматривают прогресс в идентификации кандидатов S -белков и других белков, регулирующих взаимодействия пыльца-пестик в Senecio , выбранной ими модели Asteraceae.Затем Теддер и др. (2011) описывают свои недавние исследования SSI у Arabis alpina у семейства Brassicaceae. У представителей этого семейства, особенно Brassica sp. и Arabidopsis lyrata , SSI регулируется на молекулярном уровне киназой S-рецептора, специфичной для стигмы, SRK, и специфичным для пыльцы белком, богатым цистеином, SCR. Теддер и др. (2011) идентифицируют 15 предполагаемых аллелей SRK в A. alpina и обнаруживают различия в силе SI внутри и между популяциями, тем самым обеспечивая идеальную новую модель для будущих молекулярных исследований естественных вариаций в SSI. Система SSI у Brassicaceae и Asteraceae регулируется многочисленными гаплотипами S (более 70 идентифицировано у Brassica oleracea ), тогда как в системе SSI, действующей у Primulaceae и других семейств с гетероморфной SSI, всего два SSI. Задействовано гаплотипов, демонстрирующих полное доминирование ( S и s ). «Гетероморфный» относится к тому факту, что два возможных генотипа S ( Ss и ss ) дают два различных фенотипа цветка («булавка» и «барабанный»), связанные с каждым фенотипом S.Эта связь между формой цветка и совместимостью была впервые отмечена Дарвином у первоцветов ( Primula vulgaris ), который описал скрещивание между цветками с длинными столбиками (булавками) и цветками с короткими столбиками (барабаны) как «законные» (т.е. совместимые). ), в то время как самоопыление и скрещивание между одними и теми же типами цветков были «незаконными» (т.е. несовместимыми). Лаборатория Фила Гилмартина уже много лет картирует локусы S и s в P. vulgaris , и в обзоре Li et al. (2011) обобщает их прогресс на сегодняшний день и описывает захватывающую недавнюю работу, в ходе которой были идентифицированы первые гены-кандидаты, сцепленные с локусом S .

Предпоследний обзор в этом разделе, подготовленный Dresselhaus et al. (2011) обсуждает достоинства кукурузы как модели злаков для изучения всех аспектов взаимодействия пыльцы и пестика, от раннего определения совместимости/несовместимости до направления пыльцевых трубок и оплодотворения. В своем обзоре они сетуют на тот факт, что, несмотря на важность трав в сельском хозяйстве, слишком мало известно о молекулярной основе этих репродуктивных процессов, которые имеют столь важное значение (например,грамм. через явления внутри- и межвидовой несовместимости) по практическим аспектам селекции злаков. Доказательство того, что кукуруза может функционировать как такая модель, предоставлено их собственными исследованиями молекулярных сигнальных событий, участвующих в направлении пыльцевых трубок к семязачатку. Эта последняя тема является предметом последней статьи в этом разделе, которая фокусируется на сигнальных событиях между пыльцевой трубкой и семязачатком до оплодотворения. Канаока и др. (2011) описывают исследования этих событий у Torenia fournieri , что является необычным среди покрытосеменных тем, что частично выдавливает зародышевый мешок (женский гаметофит) из семязачатка, что делает исследования оплодотворения in vitro весьма податливыми.Исследования показали, что пыльцевые трубки притягиваются к семяпочкам/зародышевым мешкам в ответ на малые белки, богатые цистеином (CRP), секретируемые синергидами. Здесь Канаока и др. (2011) сообщают об идентификации и характеристике CRP от T. concolor и предоставляют первоначальные доказательства того, что видоспецифические CRP накладывают видовую специфичность на притяжение пыльцевых трубок.

Остальные три статьи этого номера посвящены экологическим аспектам исследований репродуктивной биологии растений. В первой статье Lay et al. (2011) исследуют взаимосвязь между взаимодействиями растений и опылителей и взаимодействиями между растениями и травоядными в пространстве и времени на примере Erysimum capitatum (Brassicaceae) — растения с универсальными отношениями с опылителями и травоядными. Они показывают, что и опылители, и травоядные выбирают цветочные признаки — каждый из них предпочитает растения с большим количеством цветов — и активность травоядных иногда негативно влияет на посещение опылителей. Предполагается, что компенсаторные репродуктивные механизмы опосредуют эти взаимодействия и позволяют E.capitatum , чтобы преуспеть в сложной избирательной среде. В следующей статье Yakimowski et al. (2011) исследуют теоретические прогнозы об инвестициях в мужские и женские цветки двудомных и однодомных растений. Для этого они измерили относительный размер и ежедневное количество мужских и женских цветков в раздельнополых и однодомных популяциях опыляемых насекомыми Sagittaria latifolia (Alismataceae). Они показывают, что как для двудомных, так и для однодомных популяций мужские цветки крупнее и многочисленнее, чем женские, но женские цветки ежедневно крупнее из-за большей синхронности раскрытия женских цветков.Они предполагают, что эти различия формируются половым отбором для более эффективного рассеивания пыльцы.

В заключительной статье специального выпуска (Shimizu et al. , 2011 г.) рассматриваются недавние эксперименты, в которых применялась зарождающаяся дисциплина экологической и эволюционной системной биологии (которая стремится понять функции генов в естественных полевых условиях) для изучения двух ключевых аспекты репродуктивной биологии растений: время цветения и эволюция самосовместимости (SC). Чтобы исследовать контроль времени цветения, они проанализировали экспрессию FLC (ключевого регулятора цветения) в Arabidopsis halleri в естественных условиях окружающей среды.Эти данные экспрессии в сочетании с моделированием показали, что за 6 недель, предшествующих цветению, FLC действует как количественный индикатор температуры для модуляции цветения. Симидзу и др. (2011), а затем демонстрируют преимущества использования подхода системной биологии для изучения эволюции SC у Arabidopsis thaliana . Оба примера подчеркивают важность секвенирования ДНК следующего поколения для того, чтобы сделать возможным этот новый подход системной биологии к репродуктивной биологии растений.Поэтому вполне уместно закончить статьей, в которой говорится о будущем исследований в области репродуктивной биологии растений — будущем, светлом благодаря технологическим достижениям в секвенировании и анализе ДНК, которые дадут надежду на понимание основы естественной изменчивости репродуктивных признаков и ее взаимосвязи с фенотипическая пластичность.

ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

,  ,  ,  ,  .

Взаимодействие пыльца-пестик и самонесовместимость у Asteraceae: новые выводы из исследований Senecio squalidus (оксфордская амброзия)

,

Annals of Botany

,

2011

, vol.

108

 (стр.  

687

698

),  .

Рост и направление пыльцевых трубок: роль малых секретируемых белков

108

 (стр. 

627

636

),  ,  .

Использование кукурузы в качестве модели для изучения роста и направления пыльцевых трубок, перекрестной несовместимости и доставки сперматозоидов у трав

108

 (стр. 

727

737

),  ,  .

Развитие тычинок и зимний покой у абрикоса ( Prunus armeniaca )

108

 (стр. 

617

625

),  ,  ,  ,  ,  ,  .

Идентификация и характеристика TcCRP1, аттрактанта пыльцевых трубок из Torenia concolor

,

Annals of Botany

,

2011

, vol.

108

 (стр. 

739

747

),  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Прогресс в выяснении механизмов самонесовместимости трав: дальнейшие выводы из исследований в

108

 (стр. 

677

685

),  ,  .

Хорошее, плохое и гибкое: взаимодействие растений с опылителями и травоядными в пространстве и времени регулируется компенсаторными реакциями растений

108

 (стр.  

749

763

),  ,  ,  .

Цветочная гетероморфия Primula vulgaris : продвижение к выделению и характеристике локуса S

,

Annals of Botany

,

2011

, vol.

108

 (стр. 

715

726

),  ,  .

Совместимость и несовместимость в системах на основе S-РНКазы

108

 (стр. 

647

658

),  ,  .

Самонесовместимость на основе S-РНКазы у Petunia inflata

,

Annals of Botany

,

2011

, vol.

108

 (стр. 

637

646

),  ,  .

Белки, участвующие в индуцированных самонесовместимостью изменениях актинового цитоскелета Мака пыльцы

,

Annals of Botany

,

2011

, vol.

108

 (стр. 

659

675

),  ,  ,  ,  ,  .

Уникальные стигматические волоски и рост пыльцевых трубок внутри стигматической клеточной стенки в семействе Hydatellaceae с ранней диверсией покрытосеменных

108

 (стр. 

599

608

),  ,  .

Половое размножение растений при изменении климата: функция генов в природе изучается экологической и эволюционной системной биологией

108

 (стр. 

777

787

),  ,  ,  ,  .

Гены спорофитной самонесовместимости и изменчивость системы спаривания у Arabis alpina

,

Анналы ботаники

,

2011

, том.

108

 (стр. 

699

713

),  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  ,  .

Кабомба как модель для изучения ранней эволюции покрытосеменных растений

108

 (стр.

589

598

),  ,  ,  ,  ,  ,  .

Почему так много лепестков имеют конические клетки эпидермиса?

,

Анналы ботаники

,

2011

, том.

108

 (стр. 

609

616

),  ,  .

Цветочный диморфизм в популяциях растений с комбинированными и раздельными полами

108

 (стр. 

765

776

)

© Автор 2011.Опубликовано Oxford University Press от имени Annals of Botany Company. Все права защищены. Для получения разрешений отправьте электронное письмо по адресу: [email protected]

.

32.3A: Бесполое размножение растений

  1. Последнее обновление
  2. Сохранить как PDF
  1. Ключевые моменты
  2. Ключевые термины
  3. Бесполое размножение

Растения могут размножаться бесполым путем, без оплодотворения гамет, путем вегетативного размножения или апомиксиса.

Цели обучения

  • Обобщить методы бесполого размножения растений

Ключевые моменты

  • Бесполое размножение дает особи, генетически идентичные родительскому растению.
  • Корни, такие как клубнелуковицы, стеблевые клубни, корневища и столоны, подвергаются вегетативному размножению.
  • Некоторые растения могут производить семена без оплодотворения посредством апомиксиса, когда семязачаток или завязь дает начало новым семенам.
  • Преимущества бесполого размножения включают более высокую скорость созревания и более крепкое взрослое растение.
  • Бесполое размножение может происходить естественным или искусственным путем.

Основные термины

  • столон : побег, растущий вдоль земли и дающий корни в своих узлах; бегун
  • апомиксис : процесс размножения, при котором растения производят семена без оплодотворения

Бесполое размножение

Многие растения способны размножаться с помощью бесполого размножения. Этот метод не требует вложений, необходимых для получения цветка, привлечения опылителей или поиска средств распространения семян.Бесполое размножение дает растения, генетически идентичные родительскому растению, потому что не происходит смешения мужских и женских гамет. Традиционно эти растения хорошо выживают в стабильных условиях окружающей среды по сравнению с растениями, полученными в результате полового размножения, поскольку они несут гены, идентичные генам их родителей.

Растения имеют два основных типа бесполого размножения: вегетативное размножение и апомиксис. Вегетативное размножение приводит к появлению новых особей растений без образования семян или спор.Многие различные типы корней демонстрируют вегетативное размножение. Клубнелуковица используется гладиолусами и чесноком. Луковицы, такие как чешуйчатая луковица у лилий и оболочковая луковица у нарциссов, являются другими распространенными примерами этого типа размножения. Картофель — это стеблевой клубень, а пастернак размножается стержневым корнем. Имбирь и ирис образуют корневища, в то время как плющ использует придаточный корень (корень, возникающий из части растения, отличной от основного или первичного корня), а растение земляники имеет столон, который также называют побегом.

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Корни : Различные типы стеблей обеспечивают бесполое размножение. (а) Клубнелуковица чесночного растения похожа на (б) луковицу тюльпана, но клубнелуковица представляет собой твердую ткань, а луковица состоит из слоев видоизмененных листьев, окружающих подземный стебель. И клубнелуковицы, и луковицы могут саморазмножаться, давая начало новым растениям. (c) Имбирь образует массу стеблей, называемых корневищами, которые могут дать начало нескольким растениям. (d) Растения картофеля образуют мясистые стеблевые клубни. Каждый глазок в стеблевом клубне может дать начало новому растению.(e) Растения земляники образуют столоны: стебли, которые растут на поверхности почвы или непосредственно под землей и могут дать начало новым растениям

. Некоторые растения могут давать семена без оплодотворения. Либо семяпочка, либо часть завязи, которая по своей природе диплоидна, дает начало новому семени. Этот метод размножения известен как апомиксис.

Преимущество бесполого размножения заключается в том, что полученное растение быстрее достигает зрелости. Поскольку новое растение вырастает из взрослого растения или его частей, оно также будет более крепким, чем рассада.Бесполое размножение может происходить естественным или искусственным (с помощью человека) путем.

Размножение растений и животных

Как образуется плод?
• Одним из органов, который остается на растении после опыления и оплодотворения, является завязь
. • Внутри яичника развивающийся эмбрион вырабатывает особые химические вещества, которые стимулируют молодой яичник
• Эти вещества также сигнализируют о начале формирования плода, представляющего собой зрелую завязь
. • Плод может содержать одно или несколько семян
• Во время формирования плода завязь увеличивается в размерах по мере созревания или созревания
• Настоящий плод образуется из завязи цветка после оплодотворения
• Он имеет два рубца (шрам стиля и рубец стебля) и содержит семена
. • Некоторые семена не образуются из завязи цветка
• Некоторые другие части цветка развиваются, чтобы сформировать плод
• Такие плоды называются ложными

Как сгруппированы плоды?
Простые плоды
• образуются из одного цветка или одной завязи e. грамм. манго

Плоды в сборе
• состоит из группы завязей, расположенных на общем цветоложе, например, клубника

Множественные (составные) плоды
• образованные из нескольких цветков, завязи которых срастаются после оплодотворения
• образуют гроздь, напр. ананас, инжир
• всегда ложные плоды

Что такое сочные плоды?
• также называемые мясистыми плодами
• весь околоплодник (стенка плода) становится сочным

Виды сочных плодов
-Ягода


• имеет много семян
грамм. апельсин, томат, папайя

Костянка
• только одно семя
• околоплодник разделен на три слоя, т. е. эпикарпий, мезокарпий (сочный) и эндокарпий (твердый)
• напр. манго и кокос

Семечковые
• сочная часть вздутого цветоложа
• обычно ложный плод
• например груша

Что такое сухофрукты?
• имеют сухой, твердый и деревянистый околоплодник
• либо растрескивающийся, либо нерасторжимый
• называются сухими, потому что они не сочные

Что такое растрескивающиеся плоды?
• расщепляются при созревании для высвобождения семян
• содержат много семян

Дают типы раскрывающихся плодов
Бобовые
• расщепляются по двум краям
• обычно представляют собой стручки e. грамм. фасоль, горох, кротолярия

Фолликул
• разделены только с одной стороны напр. Яблоко содомское

Капсула
• имеет несколько линий слабости/швов
• открыто во многих местах, напр. касторовое масло, хлопок

Что такое нераскрывающиеся плоды?
• плоды нерасщепляющиеся
• обычно односемянные

Основные виды нераскрывающихся плодов
Орех
• околоплодник деревянистый, твердый и толстый e.грамм. кешью
Семянка
• имеет тонкий, прочный околоплодник, напр. Sunflower

Placentation
• Расположение овалов в завод Яичника

Типы плаценты

Marginal
• Плацента появляется в виде одного хребта на стенке яичника
• Органы прикреплены к плаценту в рядах E.G. горох в стручке
Базальный
• плацента, образованная в основании завязи с прикрепленными к ней многочисленными семязачатками.

Пристеночный
• края плодолистиков сливаются вместе
• разделительные стенки исчезают, оставляя одно гнездо
• имеют многочисленные семена, напр. маракуйя
• плацента каждого плодолистика выглядит как гребни на стенке завязи

ось

• края плодолистиков сливаются вместе, образуя единую центральную плаценту
• многочисленные семяпочки расположены на плаценте
• завязь разделена на несколько очагов стенками плодолистика e.грамм.

Свободная центральная плацентация
• края плодолистиков сливаются вместе
• деление исчезает, оставляя одно гнездо
• плацента появляется у основания завязи
• имеет многочисленные семязачатки


Значение для выживания растений • Защищают семена от высыхания, хищников и неблагоприятных условий
• Способствуют распространению семян путем привлечения агентов распространения
• Сохраняют пищу для растений

Различия между партеногенезом и партенокарпией
• Партеногенез — это развитие новых животных из неоплодотворенных яиц
• Партенокарпия – развитие плода без оплодотворения

Как образуется семя?
• После оплодотворения зигота превращается в зародыш, первичное ядро ​​эндосперма превращается в эндосперм, интергументы затвердевают, образуя тесту, поэтому вся семяпочка становится семенем
• семя теряет воду, чтобы стать более сухим
• семя имеет перышко, корень семенные листы, называемые семядолями, микрофил и рубец

iii) Схема семени

Основные части семени

Теста
• жесткая оболочка семени
покрытие, защищающее семя от насекомых, бактерий и т. д.
• сегмент представляет собой оболочку внутри тесты

рубчик
• рубец
• место прикрепления семени к плоду или стручку

микропиле 915048
• маленькое отверстие, через которое вода и воздух попадают в семя

Корень
• зародышевый корешок
• прорастает в побеговую систему

Семядоли
• зародышевые листья
• запас пищи для прорастания семян i.е. для перышка и корешка
• когда перышко и корешок растут, они используют пищу, хранящуюся в семядолях
• в некоторых семенах пища запасается в эндосперме

Различия между семенем и плодом

Семя Фрукты
• оплодотворенная яйцеклетка • оплодотворенная завязь
• прикрепляется к плаценте через канатик • крепится к ветке через стебель
• один рубец, называемый рубцом • два рубца (рубец столбика и рубец ножки)
• с семенной оболочкой/теста • имеет плодовую стенку/околоплодник
• семенная стенка недифференцированная • плодовая стенка дифференцированная
.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.