Запилення, запліднення, утворення насіння.

Запилення - це перенесення пилку з тичинок на приймочку маточки.

Перехресне запилення - це потрапляння пилку на приймочку маточки іншої квітки - найпоширеніше у природі. Пилок переноситься вітром, водою, комахами, птахами, але в основному - вітром і комахами.

Комахозапильні. Пристосування квіток до запилення комахами призвело до формування яскравих, добре помітних духмяних квітів з нектарниками, які виробляють солодку рідину - нектар. Комахи, добуваючи нектар з глибини квітки, доторкуються до тичинок, і пилок прилипає до їх тіла. Перелітаючи на іншу квітку, комаха частину полку залишає на поверхні липкої приймочки.

Вітрозапильні. У квітів вітрозапильних рослин оцвітина погано розвинена, непомітна або взагалі відсутня. Пилок сухий і мілкий, утворюється у великій кількості; приймочка маточки, яка уловлює пилок, довга та периста, квіти без запаху. Більшість вітрозапильних рослин утворює більш або менш густі зарослі і відцвітає до появи листя, що полегшує запилення ( осика, береза повисла, горішник).

Самозапилення. Це переніс пилку з тичинок на приймочку маточки тієї ж квітки. Воно властиве багатьом сортам пшениці, рису, ячменю, гороху, квасолі, тобто давно вирощуваним рослинам. Самозапилення можливе лише для двостатевих квіток і відбувається у закритій квітці, тому коли квітка відкривається, то приймочка вже запилена своїм пилком. Перехресне запилення дає більше життєздатних нащадків, тому що отримавши різні батьківські і материнські ознаки, рослини стають більш стійкими в природному доборі. При самозапиленні життєздатність більш обмежена, оскільки пилок і яйцеклітина утворюються в одній квітці і розвиваються в одних умовах. У перехреснозапильних рослин при повторному самозапиленні у ряду поколінь багато сортів, які мають нові корисні спадкові ознаки.

У процесі еволюції у рослин з’явились ознаки будови, які запобігають самозапиленню.

Запліднення. Після процесу запилення, тобто потрапляння пилку на приймочку маточки, відбувається запліднення - злиття чоловічої і жіночої статевих клітин (гамет), які дають початок новому організму. У різних рослин між запиленням і заплідненням проходить час (від декількох хвилин до декількох місяців). Спермії - чоловічі гамети - формуються в пилкових зернах тичинок. В типових випадках пилок складається з чотирьох гнізд, заповнених материнськими клітинами спор. Ці клітини діляться мейозом, внаслідок чого з кожної розвиваються чотири гаплоїдні клітини - мікроспори. Галоїдне ядро мікроспори мітотично ділиться і утворюється пилкове зерно (пилок) - чоловічий гаметофіт квіткових рослин. Воно складається з двох клітин: великої (вегетативної) і маленької (генеративної), покритої двома оболонками. Генеративна клітина ділиться мітозом ще раз і формує дві чоловічі статеві клітини без джгутиків - спермії.

Яйцеклітина - жіноча гамета - розвивається в зародковому мішку з насінного зачатка, який знаходиться у зав’язі маточки. Маточка квіткових рослин це новий орган, якого не було у рослин інших систематичних груп. У голонасінних пилок вловлюється безпосередньо семязачатком, а у покритонасінних (квіткових) - приймочкою маточки. Закрита зав’язь маточки захищає насінні зачатки, які в ній знаходяться, від несприятливих факторів навколишнього середовища.

спермій - с центральною клітиною і утворює триплоїдну клітину. Таке запліднення називається подвійним заплідненням і було відкрито у 1898 році українським вченим С. Г. Навашиним. Диплоїдна зигота багаторазово ділиться шляхом мітозу і з нею формується диплоїдний багатоклітинний зародок (спорофіт). Триплоїдна клітина також ділиться шляхом мітозу, утворюється багато клітин, у яких накопичуються запаси поживних речовин, необхідних для розвитку зародка і майбутнього проростка. Ця триплоїдна клітина називається вторинним ендоспермом. Таким чином, внаслідок запліднення з яйцеклітини виникає зародок, з центральної клітини - ендосперм, з насінного

зачатку - насіння, а зав’язь квітки

розростається і перетворюється на

плід.(рис.10.15).

Рис.10.15. Процес запліднення квіткових рослин.

Запитання для самоконтролю

1. Які рослини відносяться до самозапильних і якими ознаками вони характеризуються?

2. Яке біологічне значення мають перехреснозапильні рослини?

3. З якою метою використовують штучне запилення?

4. Який набір хромосом у ядер вегетативної і генеративної клітин?

5. Де проростає пилкове зерно?

6. З якої клітини утворюється пилкова трубка?

7. Де розташовані насінні зачатки і яка їх будова ?

8.Чому квіткові називають покритонасінними?

9. Яке значення зародкового мішка у циклі розвитку квіткової рослини ?

10. Який набір хромосом у яйцеклітині?

11.Який набір має центральна клітина?

12. У чому суть подвійного запліднення і хто його відкрив?

13. Що утворюється при заплідненні яйцеклітини?

14. Який набір хромосом зиготи і що з неї розвивається?

15. Який набір хромосом у заплідненого центрального ядра і що з нього утворюється?

16. Що розвивається з семязачатка при заплідненні ?

Плоди. Після запліднення стовпчик маточки поступово підсихає, а до зав’язі надходять поживні речовини, і вони перетворюються в спілий плід. З стінок зав’язі розвивається оплодень, який захищає насіння від несприятливих впливів зовнішнього середовища. В процесі утворення плоду можуть приймати участь інші частини квітки: розширене квітколоже, зросла основа чашолистиків, пелюстки і тичинки (квіткова трубка). В залежності від кількості води в оплодня плоди поділяють на сухі і соковиті, за кількістю насіння в них - на однонасінні і багатонасінні. Зокрема, плоди класифікують за їх походженням. Простий плід - плід, який розвивається з квітки з однією маточкою. Збірний (складний) - плід формується з квітки з декількома маточками. Супліддя утворюється з суцвіття за умови зростання в ньому квіток.

Прості плоди. Багатонасінні сухі плоди (біб, стручок, коробочка) при дозріванні розкриваються, чим забезпечують краще розповсюдження насіння.

Збірні плоди. Збірну сім’янку мають такі росини як суниці лісові, у яких на соковитому та випуклому квітколожі знаходяться багаточисельні мілкі сухі плоди. Збірний горішок - у троянд, шипшини: в середині соковитого розрослого бокаловидного квітколожа багато сухих плодів, білих горішків. Збірну кістянку мають малина, ожина. У них на розрослому, випуклому, конічному квітколожі розташовуються багаточисельні соковиті плоди кістянки.

Рис.10.16. Види плодів.

Способи розповсюдження плодів та насіння. У природі існує декілька способів розповсюдження плодів та насіння. На великі відстані за допомогою вітру розносяться легкі плоди, які мають волосисті вирости (кульбаба) або крилоподібні придатки (ясень, береза, клен). Насіння акації, гороху, капусти розкидаються завдяки розриву плодів. Рослини, насіння і плоди, які мають плавучість, розселяються за допомогою води (лілея біла, осока пузирчаста, пальма кокосова). Їстівні плоди і насіння, які мають гачечки та розповсюджуються тваринами: жолуді, горіхи запасаються ними з осені у схованках, не з’їдаються, проростають. Тварини з задоволенням поїдають соковиті плоди: суниці, малини, горобини. Насіння цих плодів не перетравлюються і разом з екскрементами попадають у грунт. До лап тварин та шерсті чіпляється насіння дідових вошей, лопуха великого і переносяться на великі відстані. Деякі рослини розселяються за допомогою мурах, які поїдають придатки насіння (чистотіл великий). Бур’яни розповсюджує людина при поганій обробці посівного матеріалу сільськогосподарських культур. У житті людини плоди і насіння мають велике значення: це основні продукти харчування, корм для тварин, сировина для промисловості і медицини. Заради отримання плодів та насіння вирощують зернові культури (хлібні злакові і зернобобові), плодові дерева і ягідні кущі, також овочеві, технічні, лікарські, ефірно-масляничні.

Запитання для самоконтролю

1. З чого утворюється насіння при подвійному заплідненні?

2. Що розвивається у зав’язі при подвійному заплідненні?

3. З чого розвивається стінка плоду?

4. Яке значення ендосперму насіння і який набір хромосом має його клітина?

5. Що входить у склад зародка насінини?

6. Як називаються перші зародкові листки?

7.Чим відрізняються зародок насіння однодольних від зародку дводольних?

8. Де відкладаються запасні поживні речовини у дводольних і однодольних рослин і яка їх роль ?

9. Які умови необхідні для проростання насіння?

10.З якими органелами клітин пов’язано дихання?

11. Які плоди відносяться до сухих однонасінних і сухих багатонасінних?

12. Які плоди відносяться до соковитих ягодоподібних і соковитих кісточкових?

13. Які плоди називаються збірними?

Тестові завдання

1.Які частини квітки відносяться до оцвітини

а. квітоніжка

б. чашечка

в. віночок

г. тичинка

2. Яку функцію виконує оцвітина

а. утворює пилок

б. приваблює комах

в. захищає внутрішні частини квітки

3. Які клітини є у пилковому зерні

а. яйцеклітина

б. вегетативна клітина

в. генеративна клітина

г. центральна клітина

4. Скільки сперміїв приймає участь у заплідненні

а. 1

б. 2

в. 3

5. Що знаходиться у зародковому мішку

а. яйцеклітина

б. вегетативна клітина

в. генеративна клітина

г. центральна клітина

6. Що утворюється з насінного після запліднення

а. зигота

б. насіння

в. плід

г. зародок

7. З чого розвивається плід

а. тичинки

б. зав’язь

в. насінного зачатка

г. оцвітини

8. Який плід у гороху

а. стручок

б. біб

в. коробочка

г. сім’янка

9. Який набір хромосом в ендоспермі зернівки пшениці

а. гаплоїдний

б. диплоїдний

в. триплоїдний

10. Яке суцвіття має довгу потовщену вісь з сидячими однопалими квітками

а. колос подорожника

б. початок кукурудзи

в. сережка тополі

г. китиця черемхи

11.8.