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.
О том, что перекрестное опыление - это один из самых распространенных способов размножения растений, знают многие. А вот информация о том, почему же большинство растений выбрало именно этот метод, а также о различных типах, не столько распространена.
Что это такое
Опылением называют процесс переноса пыльцы из пыльников на семяпочку (распространено среди голосеменных) или же рыльце пестика (присуще покрытосеменным). В результате этого женский орган - почка или семяпочка - начинает развиваться, преобразуясь в плод.
Существует два наиболее распространенных типа опыления - самоопыление и перекрестное. Первый вариант менее распространен. При этом пыльца попадает из пыльника на пестик одного и того же цветка, зачастую еще до того, как его лепестки раскроются. С одной стороны, это значительно надежнее - количество пустоцветов в этом случае стремится к нулю.
Перекрестное опыление - это процесс переноса пыльцы из пыльника одного цветка на пестик другого. И этот вариант, несмотря на большую сложность, встречается среди растений значительно чаще - почти у 90 процентов высших растений. Почему перекрестное опыление распространено в природе?
Виды перекрестного опыления
На сегодняшний день эксперты выделили у растений две разновидности перекрестного опыления - это ксеногамия и гейтоногамия.
Гейтоногамией называют процесс опыления, в котором задействованы тычинки и пестик разных цветков, расположенных на одном и том же растении. То есть, дерево вполне способно самостоятельно опыляться и давать плоды даже при отсутствии сородичей поблизости.
Поэтому специалисты давно ведут споры о том, является ли это перекрестным опылением или же, скорее, имеет место особый способ самоопыления. Дело в том, что обмена генетическим материалом здесь не происходит, а именно он является главной целью перекрестного опыления.
А вот ксеногамия - совсем другое дело. Процесс проходит точно так же, однако в нем должны быть задействованы цветки, расположенные на разных растениях. Для того, чтобы защищаться от случайного опыления цветков на одном и том же растении, некоторые виды даже выработали защитный механизм - разделение полов. При этом в цветках одного растения находятся только пестики, а на другом - исключительно тычинки. Поэтому вероятность самоопыления полностью исключается.
Кто помогает опылению
Конечно, главный помощник при перекрестном опылении - это насекомые, в первую очередь - пчелы. Здесь имеет место зоофилия - именно таким термином называют любое опыление растений, выполняемое при помощи представителей животного мира.
Здесь можно выделить два довольно редких подвида:
- мирмекофилия, когда опыление производится исключительно муравьями;
- кантарофилия - здесь в роли основных опылителей выступают жуки.
Но встречается это только у реликтовых растений, доживших до настоящего времени.
Еще одним случаем зоофилии является орнитофилия - опыление птицами. Подобное перекрестное не слишком распространено - встречается оно преимущественно в тропических поясах Америки, ведь единственными птицами, способствующими опылению, являются колибри.
Наконец, довольно распространена хироптерофилия - опыление летучими мышами. И растения, использующие этот метод, также распространены только в теплых странах, преимущественно в джунглях. Летучие мыши, слизывая сладкий нектар из цветов, переносят на языке и шерсти пыльцу.
Реже встречаются анемофилия (опыление с помощью ветра) и гидрофилия (здесь пыльца переносится с цветка на цветок водой - встречается у некоторых голосеменных и водорослей).
Теперь понятно, что опыление может производиться самыми разными методами. А вот какой из них наиболее распространен?
Распространенность разных способов опыления
Львиная доля растений, применяющих перекрестное опыление, делают это при помощи зоофилии. Да, именно насекомые, птицы или млекопитающие опыляют почти 80 процентов высших растений.
Значительно отстает от лидера анемофилия. Ветром для переноски пыльцы пользуется не более 20 процентов растений.
Но наименее распространена гидрофилия. Меньше 1 процента всех растений доверяют перенос пыльцы водным потокам - в водоемах или же после дождя.
Основные преимущества
Стоит разобраться в том, почему перекрестное опыление распространено настолько сильно.
Как отмечено выше, количество пустоцветов практически полностью отсутствует у растений, использующих самоопыление. Но при этом именно перекрестное опыление оказалось более жизнеспособным - это доказывает обилие таких растений.
На самом деле, здесь все просто. При самоопылении (как и при гейтоногамии) растение размножается само по себе. Используется только тот генетический материал, которым оно располагает и, как оказалось, это проигрышная стратегия.
Ведь при ксеногамии растения, которые вырастают из семян, полученных путем скрещивания двух растений, получают преимущества и особенности обоих родителей. То есть, если одно дерево выросло на засушливой почве и сумело приспособиться к ней, а другое, напротив, росло на болоте и выжило, то новое деревце, ставшее их потомством, одинаково легко приспособится как к недостатку влаги, так и к ее избытку. Следовательно, вероятность того, что оно погибнет в неблагоприятных условиях, резко снижается.
Именно благодаря этому растения с перекрестным опылением стали доминировать во всем мире, уверенно потеснив конкурентов, которые появились на Земле на миллионы лет раньше.
Способы привлечения опылителей
Выше отмечено, что четыре растения из пяти используют для опыления животных - от млекопитающих до насекомых. Разумеется, при этом они выработали соответствующий механизм для их приманивания.
Самый распространенный - наличие сладкого нектара. Много миллионов лет назад, стремясь приманить к себе опылителей, некоторые растения приобрели клетки, способные выделять сладкое вещество. Опыт оказался удачным, и в результате у него появились многие тысячи потомков, вырабатывавших нектар с резким запахом. Такие растения, в первую очередь, ориентируются на животных и насекомых, обладающих тонким обонянием.
Но ведь есть и растения, использующие орнитофилию. А птицы, как известно, почти лишены обоняния. Здесь был использован иной прием - более крупные и яркие цветы, которые почти не пахнут. Они прекрасно приманивают колибри, которые знают, что внутри их ждет сладкий нектар.
Заключение
Из данной статьи становится понятно, что такое перекрестное опыление, а также то, каковы основные преимущества такого способа. А заодно в статье дана информация о разных методах опыления с привлечением различных сил извне. Это позволит значительно лучше разбираться в ботанике и прослыть человеком с широчайшим кругозором.
