Макроспорогенез у цветковых растений

10.Микроспорогенез и макроспорогенез, микрогаметогенез и макрогаметогенез у покрытосеменных растений.

Микроспорогенез — процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Из материнской клетки (2п) образуется 4 гаплоидные микроспоры (п), каждая из которых быстро обособляется. Микрогаметогенез — процесс образования мужского гаметофита из микроспоры. Сначала формируется пыльцевое зерно путем митотического деления. Пыльцевое зерно состоит из двух клеток — генеративной (из нее позже образуется два спермия) и вегетативной (принимает участие в образовании пыльцевой трубки). Сверху оно покрыто двухслойной оболочкой.

Мегаспорогенез — процесс формирования мегаспор. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. Нуцеллус (ядро) — центральная часть, которая является мегаспорангием. Из материнской клетки (2п) образуется путем мейоза 4 мегаспоры (п). Три растворяются, а одна дает начало зародышевому мешку (женскому гаметофиту). Мегагаметогенез — образование женского гаметофита. Мегаспора разрастается, дальше происходит ее трехкратное митотическое деление и образуется восемь ядер. На микропилярном полюсе располагаются яйцеклетка (п) и 2 клетки-спутницы (синергиды). На противоположном полюсе образуется группа из тех клеток — антипод. В центре зародышевого мешка располагается центральное ядро (2п).

После опыления (переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика) происходит образование пыльцевой трубки, по мере роста которой спермин двигаются к зародышевому мешку, куда трубка врастает через микропиле. После проникновения в него кончик трубки разрывается, и спермии попадают внутрь зародышевого мешка. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу (2п), а второй — с центральным ядром, образуя триплоидное ядро, из которого формируется эндосперм (питательная ткань зародыша). Синергиды и антиподы растворяются

11.Гибридологический метод изучения наследственности. Основные понятия и термины генетики.

1.Тщательный подбор родителей, которые должны различаться по 1-ой, 2-ум, 3-м и т. п. парам альтернативных (контрастных) стабильных признаков.

2.Строгий (точный) количественный учет закономерностей наследования признаков среди гибридов.

3. Индивидуальная оценка каждого потомства (от 2-х родителей) в ряду поколений.

Ген — функционально неделимая единица генетического материала, участок молекулы ДНК, кодирующий первичную структуру полипептида, молекулы транспортной или рибосомной РНК.

Генотип — совокупность генов данного организма.

Гено́м — совокупность наследственного материала, заключенного в гаплоидном наборе хромосом клеток данного вида организмов.

Фенотип — совокупность внешних и внутренних признаков организма, приобретённых в результате онтогенеза (индивидуального развития).

Локус — местоположение гена в хромосоме.

Аллельные гены — гены, расположенные в идентичных локусах гомологичных хромосом.

Гомозигота — организм, имеющий аллельные гены одной молекулярной формы.

Гетерозигота — организм, имеющий аллельные гены разной молекулярной формы; в этом случае один из генов является доминантным, другой — рецессивным.

Рецессивный ген — аллель, определяющий развитие признака только в гомозиготном состоянии; такой признак будет называться рецессивным.

Доминантный ген — аллель, определяющий развитие признака не только в гомозиготном, но и в гетерозиготном состоянии; такой признак будет называться доминантным.

Источник

50. Спорогенез и гаметогенез у растений. Общая схема жизненного цикла растений

Процесс формирования половых клеток у растений подразделяется на два этапа:

• спорогенез — завершается образованием гаплоидных клеток — спор,
• гаметогенез — происходит ряд делений гаплоидных клеток, прежде чем образуются зрелые гаметы.

Процесс образования микроспор, или пыльцевых зерен, у растений называют микроспорогенезом, а процесс образования мегаспор (или макроспор) — мега- или макроспорогенезом. Микроспорогенез протекает аналогично делению созревания у животных мужских половых клеток до стадии сперматиды, а мегаспорогенез — соответственно до стадии незрелой яйцеклетки — ооцита II.

Процесс гаметогенеза у растений в принципе сходен с таковым у животных, но протекает несколько отличным путем. У животных после двух мейотических делений формируются гаметы, и никаких дополнительных клеточных делений не происходит. У растений в результате двух мейотических делений возникает гаплоидная спора, из которой развивается гаметофит, представляющий собой у низших растений (грибов, печеночников, мхов, ряда водорослей) целый организм и наиболее продолжительную стадию цикла существования. У высших растений гаплоидная фаза редуцирована, однако ядра мужской и женской спор претерпевают ряд митотических делений, прежде чем образуются гаметы.

Микроспорогенез и микрогаметогенез

В субэпидермальной ткани молодого пыльника обособляется специальная спорогенная ткань, называемая археспорием. Каждая первичная археспориальная клетка после ряда делении становится материнской клеткой пыльцы (микроспороцитом), которая проходит все фазы мейоза.

В результате двух мейотических делений возникают четыре гаплоидные микроспоры. Последние лежат четвёрками и называются клеточными тетрадами.

У однодольных растений каждое деление ядра в мейозе, как правило, сопровождается цитокинезом; у двудольных оба деления клетки наступают одновременно по окончании мейоза.

При созревании клеточные тетрады распадаются на отдельные микроспоры с образованием внутренней (интина) и наружной (экзина) оболочек. Наружная оболочка, как правило, грубая, кутинизированная, поверхность ее либо гладкая, либо шероховатая; приспособленная для переноса пыльцы и прилипания ее к рыльцу пестика. Этим заканчивается микроспорогенез вслед за образованием одноядерной микроспоры начинается микрогаметогенез. Первое митотическое деление микроспоры приводит к образованию вегетативной и генеративной клеток. В дальнейшем вегетативная клетка и ее ядро не делятся. В ней накапливаются запасные питательные вещества, который в последующем обеспечивают деление генеративной клетки и рост пыльцевой трубки в столбике пестика.

Генеративная клетка, содержащая меньшее количество цитоплазмы, вновь делится. Это деление может осуществляться еще в пыльцевом зерне или в процессе его прорастания в пыльцевой трубке. В результате образуются две мужские половые клетки, которые в отличие от сперматозоидов животных называются спермиоклетками, или спермиями.

Таким образом, из одной споры с гаплоидным набором хромосом в результате двух митотических делений образуются три ядра: Два из них — спермии и одно — вегетативное. При образовании пыльцевой трубки — это вегетативное ядро в полужидком диффузном состоянии переходит в пыльцевую трубку.

Мегаспорогенез и мегагаметогенез

У покрытосеменных растений женский гаметофит — это зародышевый мешок, который закладывается и развивается внутри семяпочки.

Схема мегаспорогенеза (1-5) и мегагаметогенеза (6-12) у растений

Развитию женского гаметофита у высших покрытосеменных растений предшествует мегаспорогенез. В субэпидермальном слое молодой семяпочки обособляется археспориальная клетка, чаще она только одна. Клетка археспория растет, превращаясь в материнскую клетку мегаспоры. В результате двух делений мейоза материнской клетки мегаспоры образуется тетрада мегаспор. Каждая из клеток тетрады по числу хромосом является гаплоидной. Однако только одна из них продолжает развиваться, остальные три дегенерируют (моноспорический тип развития), судьба этих клеток напоминает судьбу редукционных телец при созревании яйцеклеток у животных.

На следующем этапе осуществляется мегагаметогенез. Оставшаяся функционировать мегаспора продолжает расти и затем ее ядро претерпевает ряд эквационных делений. При этом сама клетка не делится, делится только ядро.

У разных систематических групп растений число эквационных делений ядра мегаспоры может варьировать от одного до трех. У большинства растений (70% видов покрытосеменных) этих делений, как правило, в результате возникает восемь наследственно одинаковых ядер, вовремя этих делений ядра занимают полярное положение, четыре из них оказываются лежащими ближе к микропиле (место проникновения спермиев), а четыре других — в противоположном конце зародышевого мешка, называемого халазальным. Дальше эти ядра обособляются в самостоятельные клетки, имеющие значительные количества цитоплазмы.

Из четырех клеток, располагающихся у микропиле, три клетки — яйцеклетка, и две так называемые синергиды образуют яйцевой аппарат. Однако из этих трех клеток после оплодотворения развивается только одна, а две другие разрушаются. Четвертое ядро отходит к центру зародышевого мешка, где сливается с одним из ядер, отошедшим от халазального конца. Слившиеся в центральной части два гаплоидных ядра образуют одно диплоидное — вторичное или центральное, ядро зародышевого мешка. Это ядро с цитоплазмой зародышевого мешка называют обычно центральной клеткой зародышевого мешка. Однако часто полярные ядра, передвинувшиеся к центру, не сливаются до оплодотворения. Оставшиеся у халазального конца зародышевого мешка три ядра также обособляются в клетки; они называются антиподами.

Таким образом, в результате трех митотических делений в зародышевом мешке образуется 8 наследственно одинаковых гаплоидных ядер, из которых только одно дает яйцеклетку.

Рассмотренная схема образования восьмиядерного зародышевого мешка из одной мегаспоры является наиболее типичной. Однако у различных групп растений этот процесс протекает весьма разнообразно. В одних случаях, как мы только что рассмотрели, развитие зародышевого мешка начинается из одной гаплоидной споры (моноспорический тип развития), в других — из двух (биспорический тип) и четырех спор (тетраспорический тип).

В ходе жизненного цикла растений происходит смена двух типов организмов: поколение гаплоидного гаметофита и поколение диплоидного спорофита поочередно сменяют друг друга, что схематически показано на рисунке.

Гаплидное поколение называется гаметофитом (от греч. gamete — жена, gametes — муж; phyton — растение), так как оно способно к половому размножению и образует гаметы. Поскольку образование гамет происходит в результате митоза, они тоже гаплоидны. Сливаясь, гаметы образуют диплоидную зиготу, из которой вырастает следующее поколение — поколение диплоидных спорофитов. Они называются спорофитами, потому что способны к бесполому размножению с образованием спор. Споры образуются в результате мейоза, т. е. здесь происходит возврат к гаплоидному состоянию. Гаплоидные споры дают начало гаметофитному поколению. Одно из этих двух поколений всегда преобладает над другим, и на его долю приходится большая часть жизненного цикла; это поколение называют доминантным. У моховидных доминирует поколение гаметофитов, у всех остальных наземных растений — поколение спорофитов. Доминирующее поколение принято помещать в верхнюю половину схемы, изображающей жизненный цикл.

Источник

Двойное оплодотворение цветковых растений

1 макроспора многократно делится митозом с образованием зародышевого мешка и клеток внутри него: главные клетки + антиподы и синергиды.

3 макроспоры (мегаспоры) отмирают.

У цветковых растений мужские гаметы – спермии (малопод-вижны). Они образуются при делении генеративной клетки. Яйцеклетки неподвижны и находятся в зародышевом мешке, расположенном в семязачатки завязи пестика. Яйцеклетка окру-жена двумя гаплоидными клетками – синергидами)содержат фермент, растворяющий оболочку пыльцевой трубки). На проти-воположном конце зародышевого мешка – три гаплоидные клетки – антиподы (передают питательные вещества из семязачатка в зародышевый мешок). В центре зародышевого мешка – централь-ная диплоидная клетка.

Попадая на рыльце пестика, вегетативная клетка пыльцевого зерна прорастает в пыльцевую трубку. В нее перемещается генеративная клетка→делится→образуется 2 спермия. Когда пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка, ее оболочка растворяется (фер-ментами синергид). Один спермий сливается с яйцеклеткой→ зигота (2n) →зародыш семени.

2 спермий сливается с центральной клеткой→ эндосперм (3n).

Этот процесс был открыт в 1898 году русским академиком Навашиным и получил название двойного оплодотворения.

• Образование ЗПВ для развивающегося зародыша.
• Семязачаток развивается быстро за счет ЗПВ эндосперма.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник