Урок биологии в 6 классе. «___»_______________ 20____ г.
Половое размножение покрытосеменных растений.
Цель. Создать условия для эффективного усвоения знаний об особенностях полового размножения покрытосеменных.
Образовательные: определить биологическую сущность оплодотворения у цветковых растений, его значение для образования плодов и семян; познакомить с особенностями строения и приспособленностью цветков к опылению насекомыми, ветром; показать значения опыления в жизни растений.
Развивающие: продолжить развивать учебно-интеллектуальные умения (выделять главное, сравнивать, делать выводы), развивать правильную биологическую речь.
Воспитательные: формировать познавательный интерес к предмету, развивать коммуникативные компетенции учащихся через совместную работу по изучению строения цветка, этапов полового размножения у цветковых растений.
Планируемые результаты обучения.
Предметные результаты.
Ученик научится
Определять понятия: «пыльца», «пыльцевая трубка», «пыльцевое зерно», «зародышевый мешок», «пыльцевход», «центральная клетка», «двойное оплодотворение», «опыление», «перекрёстное опыление», «самоопыление», «искусственное опыление».
Объяснять преимущества семенного размножения перед споровым.
Ученик получит возможность научиться
Сравнивать различные способы опыления и их роли, значение оплодотворения и образования плодов и семян.Метапредметные и личностные результаты:
Регулятивные УУД
Сформировать умение самостоятельно обнаруживать и формулировать учебную проблему, формулировать вопрос урока;
Сформировать умение, работая по плану, сверять свои действия с целью и при необходимости исправлять ошибки самостоятельно;
Сформировать умение в диалоге с учителем совершенствовать самостоятельно выработанные критерии оценки образовательных достижений.
Познавательные УУД
Сформировать умение анализировать, сравнивать, классифицировать, обобщать факты и явления; выявлять причины и следствия простых явлений (работа с иллюстрациями, подводящий диалог с учителем, выполнение продуктивных заданий)
Коммуникативные УУД
Сформировать умение самостоятельно организовывать учебное взаимодействие в группе
Личностные:
формируют познавательные интересы и мотивы, направленные на изучение живой природы; овладевают интеллектуальными умениями(доказывать, строить рассуждения, анализировать, сравнивать, делать выводы).
Ход урока.
Орг. момент.
Мотивация к учебной деятельности.
Они прекраснее всего,
Что нам дает природа на Земле.
Но дар ее бесценный.
Их яркость нежная всем возрастам мила,
В гирлянде, в вазе ли – они везде прелестны,
А в зелени садов - тем более уместны.
О каком объекте живой природы идет речь?
Этот объект – красивейшее создание природы. И нет на Земле ничего прекраснее и нежнее этого хрупкого и драгоценного дара природы. В тоже время он является органом полового размножения. А другой можно назвать результатом этого процесса.
Какое строение имеет цветок?
Чем являются тычинки?
Из чего состоит пестик?
Пестик является женской частью цветка. Тычинка является мужской частью цветка.
В пыльниках тычинки образуются пыльцевые зёрна, или пыльца .
Одновременно с образованием пыльцы в семязачатке пестика формируется зародышевый мешок . Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал - пыльцевход . Он ведёт к ткани, занимающей центральную часть семязачатка. В этой ткани в результате деления клеток образуется зародышевый мешок , состоящий из восьми клеток : по три клетки на полюсах, и две клетки в центре, сливаясь, образуют центральную клетку . На одном из полюсов находится крупная яйцеклетка .
Как вы думаете, какова основная функция цветка?
Таким образом, мы выяснили, что цветок - орган семенного размножения. Из цветка образуются плоды с семенами.
Как вы считаете, какова тема нашего урока? Итак, тема нашего урока – «Половое размножение покрытосеменных растений». Подумайте и попробуйте сформулировать цель сегодняшнего урока - выяснить взаимосвязь строения цветка и его главной функцией - половым размножением.
Изучение новой темы.
Но что должно произойти, чтобы образовались должно произойти плоды с семенами?
Цветение – опыление – оплодотворение – образование плода с семенами.
Цветение как состояние от раскрытия цветков до засыхания тычинок и лепестков или всего околоцветника. Продолжительность цветения у одних растений может быть очень короткой, у других длинный. Например: у некоторых кувшинковых цветение длится 20-25 минут, бамбука всего 1 ночь, виктории регии – 4 дня.
Чтобы образовались семена должно произойти опыление. Итак, опыление – это процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика.
Если пыльца попадает с тычинки на рыльце пестика в пределах одного цветка, то такой процесс называется самоопылением . Так опыляются пшеница, рис, горох, фасоль . При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно, имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение.
А если пыльца цветка одного растения переносится на рыльце пестика цветка другой особи, то происходит перекрёстное опыление . При перекрёстном опылении происходит перераспределение наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей .
Разберёмся, как пыльца может попасть с тычинки на пестик . Чаще опыление происходит с помощью ветра или участием животных (насекомых, птиц и даже летучих мышей), а также с помощью воды и человека .
У водных растений перенос пыльцы осуществляет вода . У некоторых водных растений (элодея, валлиснерия ) пыльца переносится водой. У таких растений оболочка пыльцы содержит много жирных веществ, благодаря которым пыльца плавает, не смачивается водой, не разбухает и не лопается.
Задание. Стр. 135 выделить признаки насекомоопыляемых растений
Стр – 136. Выделить признаки ветроопыляемых растений.
Растения, которые опыляются с помощью насекомых , называются насекомоопыляемыми . Опылителями являются пчёлы, шмели, бабочки, жуки . Насекомые-опылители посещают цветки ради сбора пыльцы и нектара , которые служат для них пищей. У насекомоопыляемых растений выработался ряд приспособлений для привлечения опылителей . Многие растения имеют ярко окрашенные цветки , которые хорошо заметны на фоне зелёной листвы. Многие цветки выделяют сахаристую жидкость - нектар . У душистого табака, маттиолы цветки раскрываются в ночное время и издают приятный аромат, который привлекает ночных бабочек. Цветки рябины, наоборот, имеют неприятный запах, но он привлекает мух, которые их и опыляют. Для многих жуков пищей является пыльца , ради сбора которой они и посещают цветки. Перемазавшись в пыльце, они перелетают с одного растения на другое и переносят прилипшие к телу пылинки на рыльца пестиков соседних цветков.
Растения, у которых опыление происходит с помощью ветра , называются ветроопыляемыми . Они имеют мелкие невзрачные цветки, лишённые нектарников и в большинстве случаев, не имеющих запаха , свисающие пыльники на длинных тычиночных нитях, длинные пестики с широкими рыльцами для улавливания большого количества пыльцы. Пыльца лёгкая и образуется в большом количестве. Многие ветроопыляемые растения (орешник, ольха, берёза ) растут большими скоплениями и цветут рано весной, когда на деревьях еще нет листьев, которые могли бы помешать распространению пыльцы.
Человек иногда сознательно переносит пыльцу с тычинок одного растения на рыльца пестиков другого растения. Такое опыление называют искусственным . Его осуществляют с целью выведения новых сортов и повышения урожайности некоторых растений. Переносят пыльцу чистой сухой кисточкой.
Демонстрация растений: определите вид опыления и по каким признакам вы определили.
Процесс оплодотворения - очень важный биологический процесс. Под оплодотворением понимают слияние двух половых клеток - гамет . При половом размножении происходит слияние двух гамет и образуется особая клетка – зигота . Из которой в дальнейшем образуется новый организм . Запишем формулу полового размножения: гамета + гамета = зигота.
При попадании на рыльце пестика пыльцевое зерно прорастает и превращается в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку . Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует два спермия . Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота .
Второй спермий сливается с центральной клеткой и образуется эндосперм , в котором накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, в результате чего образуется зигота, а второй спермий сливается с крупной центральной клеткой, и в результате образуется эндосперм. Этот процесс открыл в 1898 г. русский ботаник, академик Сергей Гаврилович Навашин и назвал его двойным оплодотворением . Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений зародыша.
Разберёмся, что же происходит с цветком после двойного оплодотворения . Сначала начинает образовываться эндосперм и в его клетках постепенно накапливаются запасные питательные вещества. После этого начинает делиться зигота . Из зиготы образуется зародыш - зачаток нового организма. Для своего развития он использует питательные вещества, накапливающиеся в клетках эндосперма.
После оплодотворения весь семязачаток разрастается и превращается в семя .
Параллельно с развитием семени завязь преобразуется в зрелый плод .
Стенки завязи образуют стенку плода - околоплодник . Околоплодник защищает семена от неблагоприятных воздействий.
Если в образовании плода принимают участие только стенки завязи, то такой плод называется истинным (горох, томат ). В образовании плода могут участвовать разросшиеся цветоложе, основания тычинок и лепестков. Такие плоды называются ложными (шиповник, яблоко ).
Внутри плода развиваются семена . Таким образом, плод состоит из околоплодника и семян.
Закрепление.
Найдите биологические ошибки, допущенные Незнайкой.
Одна пчела летит, за ней вторая
Вот целый рой, какая благодать!
Летят, березки, щедро опыляя,
Рожь опылят – ведь им не привыкать
Какой сегодня день хороший!
Ну, ветерок родной, не подкачай
Опыли-ка картофель, горошек -
Будет щедрый у нас урожай.
Одинокий цветок одуванчика
Беззаботно дрожит на ветру.
Как на нашей грядке
Расцвел горошек сладкий.
Мушки, пчелки налетать,
Будем урожая ждать.
Колокольчики мои,
Цветики! Весною
Вместе с ландышем цвели
В поле, за рекою.
А сейчас вопросы от Знайки.
Почему растения, цветущие вечером и ночью, чаще имеют венчики белого цвета и желтого?
Почему безветренная погода во время цветения может стать причиной снижения урожайности ржи, а на урожай пшеницы такая погода не повлияет?
Пустоцветы, расположенные на главном стебле и плетях огурцов, не образуют плодов, «Раз пустоцветы не образуют плодов, то они излишни» подумал неопытный огородник и оборвал их. Какую ошибку он допустил?
Цветок томата еще в бутоне был закрыл марлевым мешочком. Бутон распустился, потом образовался плод. Каким путем произошло опыление?
Из двух цветков яблони один образовал плод, а другой нет. Почему так произошло?
(ответ «нет» - 0 баллов; ответ «да» - 1 балл)
| 1.Вам было интересно? | |
| 2.Вы узнали что-то новое? | |
| 3.Был ли доступным изучавшийся материал? | |
| 4.Вы его поняли? |
Домашнее задание. §24
Кроссворд по теме « Половое размножение»(10-15 слов);
Творческая задача: подсчитайте длительность сохранения жизнеспособности пыльцевых зерен различных растений. Известно, что жизнь пыльцевых зерен ячменя, ржи, кукурузы продолжается 2 дня; конопли – в 4 раза дольше; тюльпана – в 50 раз дольше, чем у кукурузы; яблони – в 2 раза дольше, чем у тюльпана; груши – на 10 дней дольше, чем яблони; подсолнечника – на 150 дней дольше, чем у груши; финиковой пальмы – в 10 раз дольше, чему груши.
Репродуктивными органами покрытосеменных растений является цветок, семя и плод. В настоящей главе предлагается изучение процессов цветения, образования спор, гамет и оплодотворения у покрытосеменных растений, т.е. цветок будет рассмотрен как орган размножения.
Под цветением растений понимается период от начала раскрывания первых цветков до отцветания последних. Однолетние растения цветут в год посева, двулетние – на второй год. Многолетние цветут многократно на протяжении своей жизни, но начинают зацветать в разном возрасте. Травя- нистые многолетние зацветают чаще на первом, втором или третьем году жизни; древесные – через более продолжительное время (10 лет и больше). Растения, цветущие однократно в течение жизни, называют монокарпиче- скими, многократно – поликарпическими.
Продолжительность цветения отдельных цветков различна. У ама- зонской лилии, например, 20-30 минут, у некоторых тропических орхидей – до 80 дней. Раскрываются цветки у различных растений в разное время су- ток. Все перечисленные особенности являются наследственными, но могут определяться и условиями внешней среды.
При созревании цветков происходит опыление – перенос пыльцы на рыльце пестика. По способу опыления растения делят на перекрестноопы- ляемые (их больше) и самоопыляющиеся.
К самоопыляющимся относятся пшеница, горох, фасоль, овес, тома- ты и т.д. У некоторых растений самоопыление происходит в нераскрываю- щихся бутонах, такой способ получил название клейстогамии (у арахиса, льнянки, сердечника и др.)
Перекрестным опылением называется перенос пыльцы с цветков од- ного растения на цветки другого. Различают две формы перекрестного опыления: гейтоногамию , или соседственное опыление в пределах одного растения и ксеногамию (собственно перекрестное опыление), когда пыльца с цветка одной особи переносится на рыльце цветка другой особи.
Пыльца может переноситься насекомыми, ветром, животными, водой и др. Общее количество насекомоопыляемых (энтомофильных) растений достигает 80%. У них имеются различные приспособления для привлечения насекомых: нектар в нектарниках, яркая окраска венчика, выделение эфир- ных масел и др.
Около 19% перекрестноопыляемых растений опыляется ветром – анемофильные растения (многие злаки, береза, тополь, дуб и т. д.) У этих растений цветки мелкие, обычно собранные в соцветия, часто однополые, а пыльца очень мелкая, легкая и образуется в большом количестве.
Большинство растений имеет различные приспособления для предот- вращения самоопыления. Например: дихогамия – разновременное созрева- ние тычинок и пестиков и гетеростилия , или разностолбчатость – образо- вание длинных столбиков и коротких тычинок в одном цветке или наоборот (гречиха, первоцвет).
Процессу опыления у растений обязательно предшествуют микро- спорогенез и мегаспорогенез , а также микрогаметогенез и мегагаметоге- нез – соответственно формирование мужского и женского гаметофитов.
Микроспорогенез – это сложный процесс формирования в пыльнике микроспор с момента их возникновения до полного созревания. Обычно тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника, который имеет две поло- винки (теки), соединенные связником. В каждой половинке по два гнезда, внутри которых образуется пыльца.
Пыльцевое гнездо (рис. 88) сверху покрыто эпидермисом, под ним находится фиброзный слой, разрывающий пыльник при созревании; еще глубже располагаются средний слой и выстилающий слой – тапетум. Клет- ки тапетума крупные, с густой цитоплазмой и с несколькими ядрами. В процессе созревания пыльника содержимое клеток тапетума и среднего слоя идет на питание растущих микроспор. Самый внутренний слой пыль- ника – археспорий представлен большим количеством клеток из которых в результате митотического деления образуются материнские клетки микро- спор. Они также делятся по типу мейоза и образуют тетрады гаплоидных микроспор. Сформировавшаяся микроспора – это тонкостенная клетка с одним гаплоидным ядром. В процессе формирования мужского гаметофита или пыльцевого зерна из микроспоры (микрогаметогенез) в результате де- ления митозом образуется две клетки: большая – вегетативная и меньшая – генеративная.
Снаружи пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками: наружной – экзины и внутренней – интины. Экзина состоит из очень прочного вещества
– спорополленина и имеет поры; интина тонка, эластична и состоит из пек-
тина и целлюлозы. Пыльцевые зерна по размерам и структуре экзины мор- фологически очень разнообразны и видоспецифичны.
Рис. 88. Пыльник (поперечный срез). А – пыльцевое гнездо с археспорием, Б – вскрывшийся пыльник: 1 – эпидерма, 2 – фиброзный слой,
3 – дегенерирующий слой, 4 – тапетум, 5 – археспорий (спорогенная ткань), 6 – пыльца
Мегаспорогенез, или формирование зародышевого мешка происхо- дит в нуцеллусе семязачатка. В слое меристематических клеток под эпи- дермой против пыльцевхода разрастается одна клетка и становится отлич- ной от прочих паренхимных клеток – это археспориальная клетка. Как и все растение она имеет диплоидный набор хромосом, далее в результате мейоза из нее образуется тетрада гаплоидных мегаспор. Одна из мегаспор разрас- тается, три остальные дегенерируют. Затем начинается процесс мегагамето- генеза, т.е. формирование женского гаметофита – зародышевого мешка (рис. 89).
Рис. 89. Формирование семязачатка (схема): 1 – образование нуцеллуса, 2 – обособление археспориальной клетки, 3 – образование мегаспор,
4 – отмирание трех мегаспор, 5-8 – три митоза мегаспоры и образование женского гаметофита – зародышевого мешка
Ядро мегаспоры делится три раза и в результате в клетке получается восемь ядер: четыре на микропилярном полюсе и четыре на халазальном. Затем на микропилярном полюсе зародышевого мешка остаются три ядра,
превратившихся в три клетки путем обособления вокруг каждого из них ча- сти цитоплазмы зародышевого мешка. Это яйцевой аппарат. Одна из его клеток носит название яйцеклетки и является женской гаметой. Две другие называются синергидами или спутницами и играют вспомогательную роль при оплодотворении. Два так называемых полярных ядра отходят от полю- сов в центр зародышевого мешка и сливаются, образуя диплоидное вторич- ное ядро. Оставшиеся на халазальном полюсе три ядра превращаются в три клетки – антиподы. В таком виде женский гаметофит готов к оплодотворе- нию. Внешне он напоминает мешочек овальной формы, благодаря чему и получил название зародышевого мешка.
Оплодотворение – это процесс слияния двух половых клеток: муж- ской и женской гамет. Одна из клеток пыльцы, попавшей на рыльце пести- ка, вытягивается через пору в экзине в длинную пыльцевую трубку. В труб- ке за счет деления генеративной клетки образуются два спермия (рис. 90).
Рис. 90. Микроспора (А), образование мужского гаметофита – пыльцы (Б) и формирование пыльцевой трубки (В): 1 – экзина, 2 – интина,
3 – вегетативная клетка, 4 – генеративная клетка, 5 – спермии Пыльцевая трубка растет через рыхлую ткань рыльца и пестика, про-
никает в завязь, в семязачаток и в зародышевый мешок. Затем она лопается, и один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу; другой – с вто- ричным ядром, образуя триплоидный эндосперм. Так происходит двойное оплодотворение, свойственное только покрытосеменным растениям (рис. 91). Этот процесс был открыт в 1898 году русским ботаником С.Г. Навашиным.
Нормальное течение оплодотворения называется амфимиксис, а раз- нообразные случаи отклонения – апомиксис. Например: зародыш может образоваться из яйцеклетки без оплодотворения (партеногенез); из любой клетки зародышевого мешка, но не из яйцеклетки (апогамия); из клетки ну- целлуса, интегумента, халазы (апоспория). Результатом апоспории может стать полиэмбриония – многозародышевость семян.
Рис. 91. Схема двойного оплодотворения: 1 – рыльце, 2 – столбик, 3 – завязь, 4 – семязачаток, 5 – зародышевый мешок. 6 – яйцевой аппарат, 7 – антиподы, 8 – два полярных ядра. 9 – прорастающее пыльцевое зерно, 10 – пыльцевая трубка, 11 – пыльник, 12 – тычиночная нить, 13 – венчик,
14 - чашечка
ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА
105. Объясним, откуда произошло название двойного оплодотворения у цветковых растений.
У цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой и образуется зигота, второй - с крупной центральной клеткой и образуется эндосперм.
106. Подпишем элементы цикла развития цветкового растения, обозначенные на рисунке цифрами.
1. взрослое растение
2. цветок
3. пыльцевое зерно
4. завязь
5. созревающий плод
6. спелый плод с семенами
7. семя
8. молодое растение.
107. Соеденим части цветка с образовавшимися из них плодами.
108. Напишем способы опыления, обозначенные на рисунке.
1. Самоопыление.
2. перекрестное опыление.
109. Объясним, почему перекрестное опыление больше распространено, чем самоопыление.
Перекрестное опыление обеспечивает разнообразие признаков у потомков, так как размножаются различные организмы, а не один (как при самоопылении). Это более выгодно в плане эволюции. Именно поэтому в природе выработались многочисленные механизмы у растений, которые препятствуют самоопылению. Также существует большое количество переносчиков пыльцы (животные, ветер, человек).
110. Заполним таблицу.
111. Распределим ветроопыляемые и насекомоопыляемые растения.
Ветроопыляемые: берёза, дуб, орешник, рожь, кукуруза, ольха.
Насекомоопыляемые: липа, яблоня, клевер, шиповник, душистый табак, львиный зев.
112. Обозначим последовательность действий при искусственном опылении .
1. Что такое цветок?
Цветок - видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения.
2. Какое строение он имеет?
Пестик и тычинки - главные части цветка. Вокруг тычинок и пестика расположен околоцветник. Околоцветник состоит из листочков двух типов. Внутренние листочки - это лепестки, составляющие венчик. Наружные листочки - чашелистики - образуют чашечку. Тоненький стебелёк, на котором у большинства растений сидит цветок, называют цветоножкой, а её верхнюю, расширенную часть, которая может принимать различную форму, - цветоложем.
3. Какое строение имеет тычинка?
Тычинка имеет пыльник, внутри которого созревает пыльца. Пыльник расположен на тычиночной нити.
4. Какое строение имеет пестик?
Пестик имеет рыльце, столбики и завязь.
5. Что называют соцветием?
Соцветия - это группы цветков, расположенных близко один к другому в определённом порядке.
6. Какой процесс называют оплодотворением?
Процесс слияния мужской и женской гамет получил название оплодотворение.
Вопросы
1. Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным?
Оплодотворение у цветковых растений называют двойным, т.к. в завязь покрытосеменных растений проникает два спермия, один из них сливается с яйцеклеткой, дав начало диплоидному зародышу, другой соединяется с центральной диплоидной клеткой.
2. Как образуется зародыш растения?
В завязь покрытосеменных растений проникает два спермия. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения.
3. В результате какого процесса, происходящего в завязи, образуется эндосперм?
Второй спермий сливается со вторичным ядром, располагающимся в центре зародышевого мешка, что приводит к образованию триплоидного ядра у центральной клетки. Она делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ.
4. Из чего развивается семенная кожура?
Семенная кожура семян у цветковых растений образуется из покровов семязачатка.
5. Какие способы опыления вы знаете?
Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление. При самоопылении пыльца из тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. При перекрёстном опылении пыльца с тычинок цветка одного растения переносится на рыльца пестиков цветков других растений.
Также в зависимости от того, кто выступает в роли опылителя, различают естественное (в природе) и искусственное опыление. При искусственном опылении в роли опылителя выступает человек. При этом он иногда сознательно переносит пыльцу с тычинок на рыльца пестиков.
6. С какой целью проводят искусственное опыление?
Искусственное опыление осуществляют с целью выведения новых сортов и повышения урожайности некоторых растений.
Подумайте
Почему перекрёстное опыление распространено в природе значительно шире, чем самоопыление?
При перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно.
Задания
Проанализировав текст § 24 и рисунок 102, объясните, с чем связаны особенности строения оболочки пыльцевого зерна.
Особенности строения оболочки пыльцевого зерна обусловлены способом ее переноса с тычинок на пестики.
У ветроопыляемых растений она сухая, лишена скульптуры, большей частью имеет поры, вырабатывается в большом количестве.
Пыльца насекомоопыляемых растений более крупная или очень мелкая, клейкая, снабжена скульптурой и большим количеством апертур.
Задания
1. Изучите дополнительный текст. Определите, в чём сходство и различие ветроопыляемых и насекомоопыляемых растений.
Сходство: обилие пыльцы в цветке и наличие соцветий (в любом случае это увеличивает шансы опыления).
Признаки, характерные только для насекомоопыляемых растений:
Крупные одиночные цветки, яркая окраска лепестков или листочков простого околоцветника, наличие нектара и аромата.
Крупная, липкая, шероховатая пыльца цветков (хорошо прилипает к мохнатому телу насекомого).
Признаки, характерные только для вертроопыляемых растений:
Не бывает ярких, крупных и душистых цветков. Невзрачные, обычно мелкие цветки, перистые рыльца, пыльники на длинных свисающих нитях.
Очень мелкая, лёгкая, сухая пыльца (приспособления к опылению ветром).
2. Проведите наблюдение за цветением растений в районе школы. Определите, какие из них являются ветроопыляемыми, какие - насекомоопыляемыми.
Ветроопыляемые: береза, дуб, осина, ольха.
Насекомоопыляемые: клевер, одуванчик, роза, липа, яблоня.
Задания для любознательных
Проанализируйте рисунок 105. Сделайте вывод и обсудите его в классе.
У низших растений наибольшего развития достигает гаметофит, но по мере усложнения растений происходит подавление гаметофита и преобладающей формой становится спорофит. Наибольшая редукция гаметофита наблюдается у семенных растений. Бросается в глаза, что как среди низших, так и среди высших растений все крупные и сложно устроенные организмы представляют собой спорофиты.
Причины: смена среды обитания на наземно-воздушную, которая менее стабильна. Диплоидные организмы обладают большой устойчивостью. Рецессивные мутации сохраняются в гетерозиготном состоянии.
Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Цветок – видоизмененный, укороченный, неразветвленный побег, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, завершающегося образованием семян и плода.Растение, на котором образуются споры, называют спорофит . У сосудистых растений (хвощи, плауны, папоротники, семенные растения) спорофит – листостебельное диплоидное растение. Цветковые – разноспоровые растения образующие споры, отличающиеся по величине и физиологическим особенностям, образуются споры в результате мейоза.
Микроспоры – более мелкие споры, формирующиеся в тычинках, из них образуются пыльцевые зерна – мужские гаметофиты , образующие мужские гаметы. В семязачатке, в нуцеллусе (мегаспорангии) в результате мейоза образуется мегаспора – более крупная спора, из нее образуется женский гаметофит, названный зародышевым мешком . После опыления и двойного оплодотворения образуется плод и семена.
И образование спор, и слияние гамет происходит в цветке.
Строение цветка. У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать.
Цветки большинства видов растений имеют и тычинки, и пестики. Такие цветки называют обоеполыми (вишня , горох). Цветки, которые имеют только пестики, называют пестичными (женскими). Цветки, которые имеют только тычинки, называют тычиночными (мужскими). В зависимости от распределения однополых цветков на растениях различают: однодомные растения – растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб); двудомные растения – растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других – мужские цветки (крапива двудомная, конопля, облепиха); многодомные растения – растения, у которых на одних и тех же экземплярах встречаются как обоеполые, так и однополые цветки в различных количественных соотношениях (гречиха, некоторые виды ясеня, клена).Цветоножка – междоузлие под цветком. Цветки, лишенные цветоножки, называются сидячими (цветки в соцветии корзинка у подсолнечника, астры, одуванчика). Цветоложе – укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.
Околоцветник – стерильная часть цветка, его покров. Околоцветник может быть простым (не дифференцированным на чашечку и венчик, образованным совокупностью одинаковых листочков) и двойным (дифференцированным на чашечку и венчик). Простой околоцветник может быть венчиковидным (образованным ярко окрашенными листочками), или чашечковидным (образованным зелеными листочками). Цветки, лишенные околоцветника (ива, тополь), называются голыми.
Чашечка – наружная часть двойного околоцветника, представляет собой совокупность чашелистиков – видоизмененных прицветных листьев Обычно чашелистики имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Венчик – внутренняя, обычно окрашенная часть двойного околоцветника. Представляет собой совокупность лепестков, часто имеющих яркую окраску.
Андроцей (дом для мужчин) – совокупность тычинок одного цветка. У большинства растений тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных связником. Каждая половинка имеет два пыльцевых гнезда (микроспорангия ), в которых происходит образование микроспор, а впоследствии пылинок.
Микроспорогенез – процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток – микроспороцитов , имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Микроспоры быстро обособляются друг от друга.
Микрогаметогенез – процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждой пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную . Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия . Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.Гинецей (дом для женщин) – совокупность пестиков одного цветка. Обычно в пестике выделяют три части: завязь, столбик и рыльце. Завязь – замкнутая, нижняя, полая часть пестика, несущая и защищающая семязачатки. В завязи может располагаться от одного (пшеница, вишня) до нескольких тысяч (мак) семязачатков. Стенки завязи выполняет функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды (высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и т. д.), внутри завязи (в семязачатках) происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие в образовании околоплодника.
Семязачаток состоит из нуцеллуса (ядра) – центральной части, являющейся мегаспорангием, двух покровов – интегументов, которые при смыкании образуют узкий канал – микропиле, или пыльцевход, через который пыльцевая трубка проникает к зародышевому мешку. С помощью семяножки семязачаток прикрепляется к плаценте. Место прикрепления семязачатка к семяножке называют рубчиком. Противоположную микропиле часть семязачатка, где сливаются нуцеллус и интегументы, называют халазой.
В семязачатке происходит мегаспорогенез, мегагаметогенез и процесс оплодотворения. После оплодотворения (реже без него) из семязачатка формируется семя.
Мегаспорогенез – процесс формирование мегаспор. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. После заложения семязачатка и формирования нуцеллуса в области микропиле начинает разрастаться одна клетка – мегаспороцит , или материнская клетка мегаспор . Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. У большинства покрытосеменных из нее путем мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Из четырех мегаспор лишь одна дает начало женскому гаметофиту – зародышевому мешку. Остальные мегаспоры отмирают.
Мегагаметогенез – процесс формирования женских половых клеток, происходит в зародышевом мешке. Формирование женского гаметофита начинается с разрастания мегаспоры, которая далее три раза делится митозом. В результате этого образуются восемь клеток, которые располагаются следующим образом: три – на одном полюсе зародышевого мешка (микропилярном), три – на другом (халазальном), две – в центре. Две оставшиеся в центре клетки сливаются, образуя диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных на микропилярном полюсе, отличается большими размерами и является яйцеклеткой . Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными и называются синергидами . Группа из трех клеток, находящихся на противоположном, халазальном полюсе, называется антиподами . Таким образом, сформированный женский гаметофит включает шесть гаплоидных клеток (яйцеклетка, две клетки-синергиды, три клетки-антиподы) и одну диплоидную клетку.Оплодотворение . Образование семян и плодов. Процессу оплодотворения предшествует опыление – перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать: образуется пыльцевая трубка, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки выделяет вещества, размягчающие ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки принимает участие сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев (у некоторых растений спермагенная клетка дает начало двум спермиям еще до прорастания пыльцы). Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок, как правило, через микропиле. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм (питательная ткань) семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. В целом выше описанный процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 году русским ботаником.
После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка – триплоидный эндосперм, из интегументов – семенная кожура, из всего семязачатка – семя, а из стенок завязи – околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами .
Ключевые термины и понятия
1. Спорофит. 2. Разноспоровые растения. 3. Пестичные и тычиночные цветки. 4. Однодомные, двудомные и многодомные растения. 5. Андроцей. 6. Гинецей. 7. Микроспорогенез. 8. Микрогаметогенез. 9. Мегаспорогенез. 10. Мегагаметогенез. 11. Мужской гаметофит. 12. Женский гаметофит. 13. .
Основные вопросы для повторения
1. Строение цветка.
2. Образование микроспор и мужских гаметофитов.
3. Строение семязачатка.
4. Образование мегаспор и женских гаметофитов.
5. Двойное оплодотворение цветковых растений.
6. Образование семян и плодов.
