Біологія 7 клас

Розділ 1 РОСЛИНИ

 

Тема 2. РОЗМНОЖЕННЯ І РОЗВИТОК РОСЛИН

 

21. Запліднення рослин

 

Поки квітки не відцвітуть, плоди не зав’яжуться.

Китайське прислів’я

Основне поняття: ЗАПЛІДНЕННЯ

Знайомтеся:

Вивчаючи розмноження лілії лісової (іл. 21.2), вітчизняний учений Сергій Гаврилович Навашин (1857-1930) (іл. 21.1), професор Київського університету Святого Володимира (нині — Київський Національний університет імені Тараса Шевченка), установив, що в неї запліднення відбувається не так, як у інших рослин. Він назвав відкритий ним процес подвійним заплідненням і доповів про нього на X з’їзді природодослідників і лікарів, який відбувся в Києві 24 серпня 1898 р. Це відкриття принесло вченому всесвітню відомість. За двадцять років роботи в Київському університеті С. Г. Навашин опублікував близько 70 праць, створив школу, до якої належать багато відомих українських вчених.

Іл. 21.1. С. Г. Навашии

Іл. 21.2. Лілія лісова

Основний зміст

Як ви вже знаєте, запліднення — це процес злиття чоловічої та жіночої статевих клітин з утворенням зиготи. Чоловічі статеві клітини в наземних рослин дуже дрібні й називаються сперміями. Жіночі гамети — яйцеклітини - значно більші за розмірами. У рослин запліднення може відбуватися за допомогою води (наприклад у вищих спорових рослин) і без участі води (у насінних рослин тощо). У насінних рослин перед заплідненням має відбутися запилення.

Чому запліднення в лілії лісової та в усіх рослин, які мають квітки, називають подвійним? Пригадайте, де у квітці знаходяться спермії та яйцеклітина? Так, спермії знаходяться в пилковому зерні, а яйцеклітина — у зародковому мішку насінного зачатка. Пилок потрапляє па приймочку маточки і проростає, утворюючи пилкову трубку. Пилкова трубка через стовпчик маточки проникає до зав'язі, де знаходяться насінні зачатки із зародковими мішками. Коли пилкова трубка доростає до зародкового мішка, входить до нього — вона лопається. Спермії, яких два, здійснюють запліднення — один спермій зливається з яйцеклітиною, а другий — з іншою клітиною, яку називають центральною, оскільки вона дійсно розташована в центрі зародкового мішка. Отже, відбулося подвійне запліднення, у результаті якого утворюється не лише зародок, а й запасаюча тканина (ендосперм). Подвійне запліднення має важливе біологічне значення, оскільки створює рослинам ефективне пристосування до умов довкілля.

Після запліднення з насінних зачатків формується насіння, а сама квітка перетворюється на плід.

 

Іл. 21.3. Види тичинок

Іл. 21.4. Пиляк у розрізі

 


ПОГЛИБЛЕННЯ ТЕМИ

Чому тичинки та маточки є найважливішими частинами квітки?

Тичинка — це частина квітки, у якій утворюється пилок. Кожна тичинка складається з тичинкової нитки, на кінці якої прикріплені два мішечки — пиляки (іл. 21.3). Після дозрівання вони лопаються поздовжньою щілиною і висипають пилок, зазвичай, жовтого кольору. Кожна пилинка — пилкове зерно — є округлою клітиною з товстою оболонкою (іл. 21.4). Зовнішня поверхня оболонки нерівна й покрита шипиками та горбками, що допомагає пилковим зернам триматися на тілі тварини-запилювача та на приймочці маточки. Оболонка також має пори, через які здійснюється вихід пилкової трубки. У зрілому пилковому зерні міститься клітина пилкової трубки й два спермії. В одній квітці може бути від однієї (наприклад у канни) до кількох сотень тичинок (наприклад у півонії). Кількість тичинок та їхня будова є систематичними ознаками.

Маточка — це частина квітки, у якій утворюються насінні зачатки. Маточка складається, як ви пам’ятаєте, з приймочки, стовпчика та зав’язі (іл. 21.5). На поверхні приймочки виділяється липка рідина, що утримує пилок. Тут клітина пилкової трубки проростає. Утворення пилкової трубки стимулюється речовинами, які виділяються приймочкою у відповідь на споріднений пилок, що потрапив на неї. Пилкова трубка росте між клітинами приймочки, потім просувається по спеціальному каналу чи міжклітинниках стовпчика і, нарешті, проникає в порожнину зав’язі. У зав’язі містяться насінні зачатки із зародковими мішками (іл. 21.6). У зрілому зародковому мішку є клітини, з яких виділяються центральна клітина та яйцеклітина. Отже, тичинки і маточки є найважливішими частинами квітки, оскільки саме в них утворюються пилок і зародковий мішок зі статевими клітинами, які беруть участь у заплідненні.

Іл. 21.6. Схема запліднення в квітці:

1 — приймочка з пилком; 2 — стовпчик маточки з пилковою трубкою; 3 — пиляк з пилковими зернами;

 4 — стінка зав’язі; 5 — зародковий мішок

Іл. 21.7. Схема подвійного запліднення рослин

Що відбувається в насінному зачатку під час запліднення?

Кожний насінний зачаток має покрив, у якому на верхівці є вузький канал — пилковхід, що веде до зародкового мішка. У більшості квіток саме через цей отвір пилкова трубка проникає в насінний зачаток. Досягнувши яйцеклітини, кінчик пилкової трубки розривається, з неї виходять два спермії, а пилкова трубка руйнується. Один зі сперміїв зливається з яйцеклітиною з утворенням зиготи, а інший — із центральною клітиною, з якої буде утворюватися ендосперм із запасом поживних речовин (іл. 21.7). Таким чином два спермії зливаються з двома клітинами зародкового мішка, тобто відбулося так зване подвійне запліднення. З часу потрапляння пилинки на приймочку маточки до здійснення подвійного запліднення в різних рослин проходить від 20-30 хвилин до кількох діб, а в деяких дерев (дуб, береза тощо) до 2-3 місяців. Отже, у насінному зачатку внаслідок подвійного запліднення утворюються зигота й запліднена центральна клітина. З першої буде розвиватися зародок, з другої — запасаюча тканина для його розвитку.

Що відбувається в насінному зачатку після запліднення?

Після запліднення першою ділиться запліднена центральна клітина, утворюючи особливу тканину — ендосперм, що заповнює зародковий мішок і де нагромаджуються поживні речовини, потрібні для розвитку зародка (у злаків тощо). У багатьох рослин (наприклад у квасолі, гарбуза) поживні речовини відкладаються в клітинах самого зародка, у його зародкових листках, які називають сім’ядолями. Після нагромадження поживних речовин в ендоспермі починає розвиватися запліднена яйцеклітина — зигота. Ця клітина ділиться багато разів і поступово формується багатоклітинний зародок насінини, з якого буде розвиватися нова рослина. Сформований зародок містить зародкову бруньку, зародкові листки - сім’ядолі, зародкове стебло та зародковий корінь. З покривів насінного зачатка утворюється насінна шкірка, що захищає зародок. Отже, після запліднення з насінного зачатка утворюється насінина, яка складається з насінної шкірки, зародка насінини та запасу поживних речовин.

А що сховано в насінині квасолі (іл. 22.1)? Для того щоб зазирнути в середину насінини, візьміть набубнявілу у воді квасолину й зніміть із неї шкірку. І ви (за допомогою лупи) краєчком ока торкнетеся великих таємниць природи й побачите зародок майбутньої рослини. Як, коли, чому, для чого із цього малесенького утвору виростає велика доросла рослина?





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити