У покрытосеменных растений оплодотворение: Процесс оплодотворения у цветковых растений

покрытосеменный , любой из около 300 000 видов цветковых растений, самая большая и самая разнообразная группа в царстве Plantae. Рожистые покрышки составляют приблизительно 80 процентов всех известных зеленых растений, в настоящее время живущих. Покровные покрышки — это сосудистые семенные растения, в которых яйцеклетка (яйцеклетка) оплодотворена и превращается в семя в закрытом полом яичнике. Сам яичник обычно заключен в цветок, ту часть покрытосеменного растения, которая содержит мужские или женские репродуктивные органы или оба.Плоды получены из созревающих цветочных органов покрытосеменных растений и, следовательно, характерны для покрытосеменных. Напротив, в голосеменных (например, хвойных и саговых), другой большой группе сосудистых семенных растений, семена не развиваются в замкнутом пространстве в яичнике, но обычно подвергаются воздействию на поверхности репродуктивных структур, таких как шишки.

Основные вопросы

Что такое покрытосеменные?

покрытосеменные растения — это растения, которые дают цветы и несут семена в плодах.Это самая большая и самая разнообразная группа в пределах плантаций королевства, насчитывающая около 300 000 видов. Рожистые покрышки составляют примерно 80 процентов всех известных живых зеленых растений. Примеры варьируются от обычного одуванчика и трав до древних магнолий и высокоразвитых орхидей. Покрытосеменные растения также составляют подавляющее большинство всей растительной пищи, которую мы едим, включая зерновые, бобы, фрукты, овощи и большинство орехов.

Чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных?

Основное различие между покрытосеменными и голосеменными заключается в том, как развиваются их семена.Семена покрытосеменных развиваются в яичниках цветков и окружены защитными плодами. Семена Gymnosperm обычно образуются в однополых шишках, известных как стробили, а растениям не хватает фруктов и цветов. Кроме того, все кроме самых древних покрытосеменных содержат проводящие ткани, известные как сосуды, в то время как голосеменные (за исключением Gnetum ) не содержат. У покрытосеменных растений больше разнообразия в их привычках роста и экологических ролях, чем у голосеменных.

Чем похожи покрытосеменные и голосеменные?

Как сосудистые растения, обе группы содержат ксилему и флоэму.За исключением очень немногих видов покрытосеменных (например, облигатных паразитов и микогетеротрофов), обе группы полагаются на фотосинтез для получения энергии. Как покрытосеменные, так и голосеменные используют семена в качестве основного средства размножения, и оба используют пыльцу для облегчения оплодотворения. У голосеменных и покрытосеменных есть жизненный цикл, который включает чередование поколений, и оба имеют уменьшенную стадию гаметофита.

В отличие от таких несосудистых растений, как бриофиты, в которых все клетки организма растения участвуют во всех функциях, необходимых для поддержки, питания и расширения организма растения (например, питания, фотосинтез и деление клеток), у покрытосеменных возникли специализированные клетки и ткани, которые выполняют эти функции, и в дальнейшем развились специализированные сосудистые ткани (ксилемы и флоэмы), которые перемещают воду и питательные вещества во все области тела растения.Специализация растительного организма, которая развилась как адаптация к преимущественно наземной среде обитания, включает в себя обширные корневые системы, которые закрепляют растение и поглощают воду и минералы из почвы; стебель, который поддерживает растущее тело растения; и листья, которые являются основными участками фотосинтеза для большинства покрытосеменных растений. Другим значительным эволюционным прогрессом по сравнению с несосудистыми и более примитивными сосудистыми растениями является наличие локализованных областей для роста растений, называемых меристемами и камбией, которые увеличивают длину и ширину тела растения соответственно.За исключением определенных условий, эти области являются единственными областями, в которых происходит деление митотических клеток в организме растения, хотя дифференцировка клеток продолжает происходить в течение жизни растения.

покрытосеменные доминируют над поверхностью Земли и растительностью в большем количестве сред, особенно наземных мест обитания, чем любая другая группа растений. В результате покрытосеменные растения являются важнейшим источником пищи для птиц и млекопитающих, включая людей. Кроме того, цветущие растения являются наиболее экономически важной группой зеленых растений, служащих источником фармацевтических препаратов, волокнистой продукции, древесины, декоративных растений и других коммерческих продуктов.

Хотя таксономия покрытосеменных все еще не полностью известна, последняя система классификации включает в себя большой массив сравнительных данных, полученных из исследований последовательностей ДНК. Он известен как система ботанической классификации группы покрытосеменных филогении IV (APG IV). Покровные покрышки стали рассматривать как группу на уровне деления (сравнимую с уровнем типа в системах классификации животных), называемую Anthophyta, хотя система APG распознает только неформальные группы выше уровня порядка.

Во всей этой статье ордена или семейства даются, как правило, в скобках, следуя местному или научному названию растения. В соответствии с таксономическими соглашениями роды и виды выделены курсивом. Более высокие таксоны легко идентифицируются по их суффиксам: семейства оканчиваются на -aceae и заказы на -ales .

Для сравнения покрытосеменных растений с другими основными группами растений, см. растений, мохообразных, папоротников, нижних сосудистых растений и голосеменных.

Жизненный цикл растений: оплодотворение

Оплодотворение у растений происходит, когда гаплоидные гаметы встречаются, чтобы создать диплоидная зигота, которая превращается в зародыш. В голосеменных (хвойные) и покрытосеменные (цветущие растения), встреча гамет происходит следующим образом: мужские гаметы заключены в пыльцевые зерна и переносятся ветром или насекомыми на женские половые органы. Финал Продукт оплодотворения — зародыш — заключен в семя. По этой причине, эти два типа трахеофитов называются семенными растениями.(См. Завод Структуры и функции, The Семя.)

Оплодотворение гимосперма

Женский гаметофит содержит несколько архегоний, где яйцеклетки возникают и развиваются. сам гаметофит окружен слоями спорангиев и покровов; все эти элементы содержат яйцеклетку, которая находится на поверхности женского конуса. Оплодотворение происходит, когда пыльца зерна (мужские гаметофиты) переносятся ветром в открытый конец яйцеклетки, в которой находятся яйца, или женский гаметофит.Там пыльцевое зерно развивает нарост, называемый пыльцевой трубкой, которая в конечном итоге проникает в яйцеклетку в пределах одной из архегоний. Сперматозоиды в пыльце пробирку затем оплодотворяют, чтобы оплодотворить яйцеклетку. Как только происходит оплодотворение, зародыш развивается внутри женский гаметофит, и яйцеклетка становится семенем, в комплекте с источником пищи (ткань гаметофита) и семенная оболочка (покров). Этот эмбрион, который в конечном итоге станет новым спорофитом, состоит из из двух зародышевых листьев, эпикотиль и гипокотиль.

Оплодотворение покрытосеменных

Женским репродуктивным органом покрытосеменных является пестик, расположенный в середина цветка. Как и в голосеменных, мужской гаметофит — это пыльца. зерно. Для того, чтобы оплодотворение происходило у большинства цветковых растений, насекомых или другие животные должны транспортировать пыльцу к пестику. Главное отличие Особенностью покрытосеменных является практика двойного оплодотворения. Рисунок%: двойное оплодотворение Яйца покрытосеменных содержат яйцеклетку и диплоидное ядро ​​слияния, который создается путем соединения двух полярных ядер в яйцеклетке.Когда пыльцевое зерно вступает в контакт со стигмой или верхушкой пестик, он отправляет пыльцевую трубку в яичник у основания пестика. Как пыльцевая трубка проникает в яйцеклетку, освобождает две сперматозоиды. Один сливается с яйцо, чтобы создать диплоидную зиготу, в то время как другой соединяется с ядро слияния с образованием триплоидного ядра. Это триплоидное ядро ​​превращается в эндосперм, который питает развивающийся эмбрион (выполняя роль ткань гаметофита в семени голосеменных). Как и в голосеменных, яйцеклетка становится семенем, заключая эмбрион и эндосперм в оболочку семени.Но в отличие от голосеменных, у покрытосеменных яичник, содержащий яички, превращается в плод после оплодотворения. Плод дает эмбрионам двойную выгоду добавлена ​​защита от высыхания и увеличен разгон, так как его едят отдаленными животными, которые затем выделяют семена. (Для полного обсуждения части цветка, способствующие размножению, см. Структуры растений, Цветы .)

Чтобы происходило оплодотворение, покрытосеменные растения либо самоопыляются, в которых конкретное растение оплодотворяет себя, или перекрестно опыляют, в котором одно растение оплодотворяется другим из того же вида.Перекрестное опыление обычно приводит к гораздо более энергичные растения, и поощряется за счет дифференциального развития мужских и женских гаметофитов на цветке или путем позиционирования этих гаметофитов таким образом, чтобы опыление сложно.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных

Определение двойного оплодотворения

Размножение растений обычно достигается путем оплодотворения или, если быть более точным, двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение представляет собой сложный механизм оплодотворения, который состоит из слияния одного женского гаметофита (мегаметофита, также называемого эмбриональным мешком) с двумя мужскими гаметами (спермой).

Что такое двойное удобрение?

Двойное оплодотворение — это процесс, который развился у цветковых растений (или покрытосеменных).В общих чертах, процесс состоит из пары сперматозоидов, где яйцеклетка оплодотворяется одной сперматозоидом, чтобы произвести зиготу, а другая сперматозоид сливается с двумя полярными ядрами или вторичными ядрами, что приводит к эндосперму.

Процесс двойного оплодотворения

Пыльца должна развиваться и развиваться по всему стилю, чтобы проникнуть в яйцеклетку после ее отложения на рыльце. Пыльца или микроспоры состоят из двух клеток, а именно, генеративной клетки и клетки пыльцевой трубки.

Клетка пыльцевой трубки превращается в пыльцевую трубку, через которую проходит развивающаяся клетка. Эволюция пыльцевой трубки требует кислорода, воды и специальных химических показаний. Когда пыльцевая трубка проходит через стиль, чтобы пройти через зародышевый мешок, ткани стиля поддерживают его дальнейшее развитие.

В течение всей процедуры, если генеративная клетка еще не разделена на две клетки, она диссоциирует с образованием двух сперматозоидов. Синергиды, существующие в зародышевом мешке, выделяют определенные химические вещества, которые обеспечивают путь для пыльцевой трубки.Далее пыльцевая трубка проходит через микропиле в мешочек яйцеклетки.

Любая из двух сперматозоидов оплодотворяет яйцеклетку, создавая диплоидную зиготу, а альтернативная сперматозоид связывается с двумя другими вторичными ядрами (полярными ядрами), образуя триплоидную клетку, которая эволюционирует в эндосперм.

Эти два отдельных метода оплодотворения покрытосеменных, в сочетании друг с другом, называются двойным оплодотворением. После завершения механизма оплодотворения не остается места для других сперматозоидов.Оплодотворенная яйцеклетка производит семя, в то время как ткани яичника превращаются в плоды, которые обычно содержат семена в них.

После процесса оплодотворения начинается развитие эмбриона. Зигота расщепляется с образованием двух клеток, а именно: верхней клетки или терминальной клетки и нижней клетки или базальной клетки. Диссоциация базальных клеток приводит к суспензии, которая в конечном итоге создает связь с материнской тканью. Суспензор предлагает путь для передачи пищи развивающемуся эмбриону от родительского растения.

Терминальная клетка также диссоциирует, что приводит к образованию зародыша в форме земли. В случае с eudicots или dicot форма растущего эмбриона похожа на сердце из-за наличия двух элементарных семядолей. В случае неэндосперматических двудольных растений, включая Capsella bursa, эндосперм растет на начальной стадии, но затем переваривается. В этом случае хранилища питания транспортируются в две семядоли.

Семядоли и зародыши перегружены растущим семенем и вынуждены скручиваться по мере увеличения размера.В конце концов семядоли и зародыши полностью занимают семена, в течение которых семена становятся доступными для рассеивания. Развитие зародыша задерживается через определенный период времени и возобновляется только тогда, когда семя растет. Эволюция проростков зависит от хранилищ питательных веществ, содержащихся в семядолях, если только начальная пара листьев не начнет фотосинтез.

Двойное оплодотворение у покрытосеменных растений

Покровные покрышки — это те растения, которые дают цветы и являются наиболее отличным классом земной флоры.Цветы создают репродуктивный орган покрытосеменных с отдельными женскими и мужскими репродуктивными частями. Каждый орган состоит из гамет — яйцеклетки и спермы соответственно.

Опыление помогает пыльцевым зернам достигать стигмы через стиль. Две сперматозоиды проходят через яйцеклетку-синергидную клетку. Этот процесс приводит к оплодотворению. Оплодотворение покрытосеменных приводит к двум структурам: эндосперму и зиготе. Таким образом, механизм называется двойным оплодотворением.

Двойное оплодотворение: это процедура, содержащая 2 сперматозоида. В этом процессе одна клетка соединяется с клеткой яйца, в то время как другая клетка соединяется с двумя полярными или материнскими ядрами, что приводит к образованию триплоидного (3n) первичного ядра эндосперма (PEN) и диплоидной (2n) зиготы.

Причина, по которой его называют тройным слиянием, заключается в том, что эндосперм является результатом комбинации трех гаплоидных ядер. В конечном счете, первичное ядро ​​эндосперма врастает в первичную клетку эндосперма (PEC), а затем в эндосперм.Зигота превращается в эмбрион после нескольких диссоциаций клетки.

Развитие эмбриона у покрытосеменных растений

В тот момент, когда процесс оплодотворения завершен, начинается развитие эмбриона, и никакие дальнейшие сперматозоиды не могут пройти через яичник. Оплодотворенная яйцеклетка перерастает в семя, а ткани яичника развиваются как мясистый плод, который охватывает семя.

[Изображение будет загружено в ближайшее время]

После процесса оплодотворения зигота расщепляется на верхнюю концевую клетку и нижнюю базальную клетку.Последний превращается в суспензор, который способствует транспортировке пищи к развивающемуся эмбриону. Верхняя терминальная клетка превращается в про-эмбрион.

Фазы развития эмбриона у покрытосеменных растений

Различные фазы, вовлеченные в развитие эмбриона, следующие:

• На начальной стадии развития терминальная клетка диссоциирует с образованием проэмбриона в форме шара. Кроме того, базальная клетка также расщепляется в суспензор.

• Развивающийся эмбрион приобретает сердцевидную форму благодаря наличию семядолей.

• Развивающийся эмбрион становится перегруженным и начинает приспосабливаться к различным формам.

• Зародыш занимает все пространство семени.

Значение двойного оплодотворения

Значение двойного оплодотворения у покрытосеменных можно объяснить следующими моментами:

• Поскольку существует только два слияния; образуются только два продукта.

• Вторичный продукт оплодотворения — триплоидное первичное ядро ​​эндосперма (PEN) — превращается в питательную ткань, известную как эндосперм, которая отвечает за обеспечение питания развивающегося эмбриона.

• Диплоидное условие в жизненном цикле сохраняется в продукте процесса синтеза. Диплоидная зигота превращается в зародыш, который, как следствие, перерастает в новое растение.

• Процесс двойного оплодотворения состоит в использовании обеих мужских гамет, образованных пыльцевым зерном.

• Таким образом, шансы полиэмбриологии возрастают, и это также ведет к увеличению возможностей выживания нового растения.

• Двойное оплодотворение стимулирует растения, которые отвечают за развитие яичника в плоды и семяпочки, развивающиеся в семена.

• Поскольку двойное оплодотворение является отличительной особенностью покрытосеменных, семена покрытосеменных растений очень доступны.

• Двойное внесение удобрений приводит к повторному слиянию характеристик, что приводит к изменению среди потомков.