Ознайомитись із процесами мікроспорогенезу та мікрогаметогенезу у рослин.

Мікроспорогенез - утворення мікроспор,у пилкових гніздах.

Мікрогаметогенез - проростання мікроспор і формування чоловічого гаметофіту - сперміїв.

На ранніх стадіях розвитку пиляка в субепідерміальній його тканині закладаються пилкові гнізда - мікроспорангії. Спочатку в місцях майбутніх чотирьох гнізд закладається по одній збільшеній клітині. Потім кожна з цих клітин ділиться тангентальною перегородкою на дві. З клітини, що відчленувалася дозовні шляхом дальшого тангентального поділу утворюється три шари клітин. Зовнішній шар, який розташований під епідермою пиляка, називають фіброзним шаром або ендотецієм. Він має великі клітини з нерівномірним сітчастим або спіральним потовщенням клітинних стінок, в яких відбувається фаза здерев'яніння. Тому при дозріванні пиляка клітинні стінки його нерівномірно підсихають, що призводить до розривання їх і відкривання пилкових гнізд.

Другий шар клітин, розташований безпосередньо під ендотецієм, при формуванні пилинок руйнується і вмістом його живиться пилок.

Третій шар віддиференційовується у напрямку до середини пиляка, його називають вистилаючим шаром або тапетумом (від грецького tapetum - килим, покривало). Тапетум покриває внутрішню тканину пиляка - археспорій, з якого й утворюються мікроспори.

Археспоріальна тканина формується паралельно з розвитком зовнішніх трьох шарів - відбувається поділ її клітин з утворенням материнських клітин археспоріальної тканини. Кожна материнська клітина археоспорію ділиться двічі (мітотично і мейотично), що призводить до утворення тетради гаплоїдних клітин, які потім стають мікроспорами. У сформованих мікроспор клітинні оболонки ослизнюються, що сприяє їх роз'єднанню по завершенню формування.

Дозріла мікроспора являє собою одноядерну клітину з гаплоїдним набором хромосом.

Формування пилинки розпочинається з утворення в мікроспори двох оболонок – екзини та інтини. Екзина – зовнішня оболонка, вона частково кутинізована, має пори і може бути проникною для води і газів. У ній накопичуються каротиноїди.

Внутрішня оболонка (інтина) складається з пектинових речовин. Вона тоненька і м’яка, характеризується високою еластичністю при утворенні пилкової трубки.

За формою і розмірами пилинки дуже різноманітні. Розміри їх вимірюють мікрометрами. В одному пиляку їх може утворюватись декілька тисяч.

Мікрогаметогенез розпочинається в пилкових гніздах з мітотичного поділу мікроспори і утворення всередині кожної пилинки двох клітин – вегетативної (більшої) і генеративної (меншої). Таким чином пилинка являє собою двоклітинне утворення, обмежене двома оболонками.

Утворення сперміїв (чоловічих гамет) в переважної більшості рослин відбувається після запилення – на початку запліднення, після того як вегетативна клітина проросте у пилкову трубку, що починає рухатись (рости) в сторону зав’язі. Генеративна клітина в процесі руху по пилковій трубці мітотично ділиться, в результаті чого утворюються два спермії, котрі необхідні для здійснення подвійного запліднення.

 

 

Питання для самоконтролю і розвитку мислення:

1. Що являє собою андроцей?

2. Які типи андроцею за ступенем зростання тичинок між собою Ви знаєте?

3. Які бувають типи андроцей за кількістю тичинок, що більші від них?

4. З яких елементів складається тичинка?

5. Що являють собою стамінодії?

6. Що формується раніше – мікроспора чи пилинка?

7. Що являє собою мікроспора?

8. Які клітини обов’язково мають бути в пилковому зерні?

9. Що являє собою запилення?

10. Коли і при яких умовах формуюються спермії?

11. Чому з генеративної клітини утворюється саме два спермії? Яка біологічна роль сперміїв у квіткових рослин?

Матеріали та обладнання:

1. Андроцей і його типи, форми тичинок, будова та розвиток пиляка, будова пилкових зерен.

2. Мікроскопи, мікропрепарати пилкових зерен.

3. Роздатковий матеріал: гербарні зразки квіток, фіксовані квіти.

Література:

1. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г. и др. Ботаника. Морфология и анатомия растений. – М.: «Просвещение», 1988. – С. 374-377.

2. Потульницький П.М., Первова Ю.О., Сакало Г.О. Ботаніка. Анатомія і морфологія рослин. – К.: «Вища школа», 1971. – С. 265 - 270.

3. Стеблянко М.І., Гончарова К.Д., Закорко Н.Г. Ботаніка. – К.: «Вища школа», 1995. – С.290-292, 302-305.

 

 

 

Лабораторна робота №21

Тема: Гінецей.

Мета: Вивчити будову маточки, типи та види гінецею; ознайомитись із одностатевими та двостатевими квітками, однодомними та дводомними рослинами.

Теоретичні питання:

1. Маточка, її будова, форма та пристосування до вловлювання пилку.

2. Типи та види гінецею квіток. Еволюція типів гінецею.

3. Одностатеві квітки.

4. Двостатеві квітки.

5. Однодомні рослини.

6. Дводомні рослини.

7. Процеси мегаспорогенезу та мегагаметогенезу.

8. Запліднення та розвиток зародка насінини.

Завдання:

1. Розглянути та замалювати будову маточки, їх форми та положення зав'язі у різних рослин.

2. Ознайомитись із типами та видами гінецею квіток різних рослин.

3. Розглянути та замалювати схему еволюції основних типів гінецею.

4. Ознайомитись із одностатевими та двостатевими квітками, однодомними та дводомними рослинами.

5. Вивчити процеси мегаспорогенезу та мегагаметогенезу у рослин.

Основні відомості

Маточка – основний орган квітки, що займає в ній центральне положення і складається з одного або кількох зрослих плодолистиків (мегаспорофілів), у яких формується насінний зачаток, а пізніше – зародковий мішок, що містить яйцеклітину та інші елементи, котрі в процесі запліднення несуть ознаки жіночої статі.

У маточці виділяють такі частини:

1) нижня, розширена частина – зав'язь з насінними зачатками;

2) стовпчик, який бере участь у винесенні приймочок;

3) приймочки, які пристосовані для вловлювання пилку.

Зав'язь називається верхньою, коли вона вільно сидить на квітколожі, але всі інші частини квітки розташовані нижче (жовтець, горох, злаки).

Нижня зав'язь формується тоді, коли чашолистки, пелюстки, тичинки і рідше квітколоже зростаються з її стінками, а не зросла її частина розташована зверху (яблуня, груша, соняшник, кульбаба). Якщо інші частини квітки зростаються із стінками зав'язі частково, а сама зав'язь сидить на дні глечикоподібного утворення, то її називають середньою або напівнижньою (шипшина, слива, персик).

Типи зав'язі у квіток:

а) верхня (вишня, горох);

б) нижня (яблуня, груша);

в) напівнижня (середня) (бузина, буряк).

Сукупність плодолистків або мегаспорофілів, що розвиваються у квітці називають гінецеєм. Якщо у квітці одна маточка, утворена одним плодолистком, то гінецей називають простим апокарпним (вишня, бобові). Якщо в одній квітці розвивається дві і більше маточок, то гінецей називають складним апокарпним (магнолієві, жовтцеві).

Зростання плодолистків зумовило утворення ценокарпного гінецею, який, в свою чергу, поділяється на синкарпний (зав'язь розділена справжніми перегородками – лілійні, вересові, дзвіночкові); паракарпний – представлений одногніздою зав’яззю, утвореною кількома плодолистиками, що зрослися на периферії (злакові, вербові, айстрові); лізикарпний – гінецей, який на початку розвитку має справжні перегородки зав'язі, але пізніше вони зникають (первоцвіт, гречкові, деякі гвоздичні).

Двостатеві квітки – це такі, в яких формуються обидва головні члени – маточка (маточки) і тичинки. Такі квітки характерні для переважної більшості представників капустяних (Brassicaceae), айстрових (Asteraceae), розових (Rosaceae), бобових (Fabaceae), губоцвітих (Lamiaceae), гвоздичних (Cariofillaceae), тонконогових (Poaceae), лілійних (Liliaceae) та ін.

Одностатеві квітки (тичинкові і маточкові або чоловічі та жіночі) - це такі, у яких формується лише один з головних членів – або тичинки або маточки. Характерні для представників родин гарбузові (Cucurbitaceae), букові (Fagаceae), березові (Betulaceae), деяких злакових (кукурудза - Zea mays), осокових (Cyperaceae), кропивових (Urticaceae) та ін.

Однодомні рослини – це такі, в яких чоловічі та жіночі квітки (тичинкові та маточкові) утворюються на одному екземплярі рослин. Це – представники родин гарбузові (огірки, гарбуз, диня, кавун), букові (дуб, бук, каштан їстивний), березові (береза, вільха, ліщина), деякі злакові (кукурудза). До групи однодомних рослин відносять також усі рослини, в яких формуються двостатеві квітки.

Дводомні рослини – це такі, в яких чоловічі та жіночі (тичинкові та маточкові) квітки утворюються на окремих екземплярах рослин. Дводомних рослин у природі зустрічається не багато - це, зокрема, верба (Salix), тополя (Populus), конопля (Cannabis), обліпиха (Hippophae) з родини маслинкові, кропива дводомна (Urtica dioica), шовковиця біла (Morus alba), деякі види осоки (Carex) та ялівця (Juniperus) і деякі інші.

Хід роботи:

Розглянути та замалювати будову маточки, їх форми та положення зав'язі у різних рослин (Рис. 173, 174).

 

 

Рис. 173. Різні форми маточок:

З – зав’язь; Ст – стовпчик; Р – приймочка

 

Рис. 174. Положення зав’язі у квітці:

1-3 – зав’язь верхня; 1 – квітка підматочкова; 2-3 – квітка навколоматочкова; 4 – нижня зав’язь, утворена плодолистками і квітколожем; 5 – нижня зав’язь, утворена плодолистками, оцвітиною і тичинками; 4-5 – квітки надматочкові;

6 – напівнижня зав’язь, квітка напівнадматочкова

Ознайомитись із типами та видами гінецею квіток різних рослин (Рис. 175).

 

Рис. 175. Розрізи різних типів гінецею:

А – апокарпного (сусака); Б – власне синкарпного (беладонни); В – паракарпного (агрусу); Г – паракарпного (маку); Д.- лізикарпного (первоцвіту); 1 – стінка зав’язі; 2 – гніздо зав’язі; 3 –насінний зачаток