Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Rozmnażanie płciowe –
wiadomości ogólne
Rozmnażanie płciowe roślin
okrytozalążkowych
Czesław Hołdyński
www.uwm.edu.pl/botanika
CELE ROZMNAŻANIA SIĘ ORGANIZMÓW
= wytwarzania nowych osobników
zachowanie ciągłości gatunku
zwiększenie liczby osobników w populacji
rozszerzenie zasięgu gatunku
przystosowanie gatunku do zmieniających się
warunków środowiska
ROZMNAŻANIE PŁCIOWE:
powstawanie nowych osobników o innych
cechach niż organizmy rodzicielskie
ROZMNAŻANIE PŁCIOWE = GENERATYWNE
Z udziałem komórek rozrodczych tzw. GAMET
SYNGAMIA = ZAPŁODNIENIE !
GAMETA + GAMETA ZYGOTA rozwój nowego
1n 1n 2n osobnika!
Zawsze związane z przemianą faz jądrowych !
ZAPŁODNIENIE
faza haploidalna 1n faza diploidalna 2n
MEJOZA
Potomstwo ma genotyp inny niż organizmy rodzicielskie !
PRZEMIANA POKOLEŃ
- regularne następstwo pokolenia GAMETOFITU i pokolenia
SPOROFITU
GAMETOFIT:
• rozmnaża się PŁCIOWO wytwarzając GAMETY
• haploidalny
• rozwija się ze SPORY
SPOROFIT:
• rozmnaża się BEZPŁCIOWO wytwarzając SPORY = ZARODNIKI
• diploidalny
• rozwija się z ZYGOTY
GAMETY powstają w GAMETANGIACH !
TYPY GAMETANGIÓW U ROŚLIN NACZYNIOWYCH
(PAPROTNIKÓW I NASIENNYCH)
♂ PLEMNIA ♀ RODNIA
plemniki komórka jajowa
lub komórki plemnikowe
plemnia
rodnia
TYPY SYNGAMII i GAMET
1. izogamia (izogamety + oraz - )
2. heterogamia = anizogamia (mikrogamety i makrogamety)
3. oogamia ( plemniki albo komórki plemnikowe
i komórki jajowe )
1 2
RODZAJE GAMET I ZAPŁODNIENIA (SYNGAMII)
(sposoby rozmnażania płciowego)
IZOGAMIA: gamety (+) (-), poza zróżnicowaniem genetycznym,
zróżnicowanie fizjologiczne uniemożliwiające
połączenie gamet jednoimiennych
HETEROGAMIA: makrogameta żeńska
(anizogamia) mikrogameta męska
OOGAMIA: makrogameta = komórka jajowa
mikrogameta = komórka plemnikowa
Miejsce powstania gamet nazywamy GAMETANGIUM
• GAMETANGIUM MĘSKIE = PLEMNIA, ANTERIDIUM
• GAMETANGIA ŻEŃSKIE = LĘGNIA, OOGONIUM jednokomórkowa
RODNIA, ARCHEGONIUM wielokomórkowa
GAMETOFIT
SPOROFIT
ZYGOTA
SYNGAMIA zapłodnienie
MEJOZA podział redukcyjny w sporangium
Faza
Haploidalna
(1n)
GAMETANGIA
n + n = 2n
MEJOSPORY
(zarodniki) 2n n + n
Faza
Diploidalna
(2n)
GAMETY
Przemiana
pokoleń
u mszaków
KWIAT:
- skrócony pęd
- organ rozmnażania płciowego
Elementy kwiatu:
- oś = DNO KWIATOWE
- ustawione na osi spiralnie lub okółkowo,
wolne lub zrośnięte ze sobą części boczne:
● OKWIAT
● CZĘŚCI GENERATYWNE
► pręciki
► słupki z zalążkami
BUDOWA KWIATU ROŚLINY
OKRYTONASIENNEJ
DWULIŚCIENNEJ
dno kwiatowe
kielich
miodnik
zalążek
pręcik
zalążnia
korona
szyjka słupka
znamię słupka
KWIAT:
- skrócony pęd zarodnionośny
- organ rozmnażania płciowego
Elementy kwiatu:
oś = DNO KWIATOWE - różnie ukształtowane
Są ustawione na osi spiralnie lub okółkowo,
Mają wolne lub zrośnięte ze sobą części boczne:
1. OKWIAT
2. CZĘŚCI GENERATYWNE
► pręciki
► słupki z zalążkami
PAPROĆ
- roślina zarodnikowa
TULIPAN
- roślina okrytozalążkowa
= okrytonasienna
Kwiat acykliczny (spiralny)
A – kielichowiec
B – magnolia
Kwiat cykliczny (okółkowy)
A – symetria promienista
rozchodnik sześciorzędowy
B – symetria dwuboczna
ładniczka okazała
C – symetria grzbiecista
jasnota biała
RÓŻNA SYMETRIA
KWIATÓW
DWUBOCZNA
Serduszka
okazałe
PROMIENISTA
Zawilec
gajowy
GRZBIECISTA
Jasnota różowa
LISTKI KIELISZKA
( E )
DZIAŁKI KIELICHA
( K )
PŁATKI KORONY
( C )
OKWIAT:
TYPOWA BUDOWA OKWIATU:
● POJEDYNCZY ( P ) → listki, człony, działki
● PODWÓJNY → KIELICH ( K ) → działki
→ KORONA ( C ) → płatki
● czasem BRAK (kwiaty BEZOKWIATOWE)
ROLE OKWIATU:
- ochrona części generatywnych
- powabnia
- czasem uczestniczy
w rozprzestrzenianiu owoców
Budowa kwiatu roślin dwuliściennych –
- na przykładzie jabłoni domowej ( Malus domestica ).
OKWIAT
PODWÓJNY:
płatek korony
działka kielicha
DNO KWIATOWE
- obrasta zalążnie
5 słupków
szypułka kwiatu
PRĘCIK:
główka
nitka
SŁUPEK
DOLNY
(jeden z 5 !):
znamię
szyjka
zalążnia
z
zalążkami
Przekrój podłużny kwiatu śliwy
Morfologia kwiatu roślin jednoliściennych
Tulipan Złoć
UŁOŻENIE ELEMENTÓW KWIATU TULIPANA
UŁOŻENIE ELEMENTÓW KWIATU TULIPANA
● kwiaty BEZOKWIATOWE
wierzba trawy
kwiaty:
- OBUPŁCIOWE - mają pręcikowie i słupkowie
- ROZDZIELNOPŁCIOWE
- MĘSKIE - mają tylko pręcikowie ♂
- ŻEŃSKIE - mają tylko słupkowie ♀
- PŁONNE - brak pręcikowia i słupkowia
Narysy kwiatowe
WZORY KWIATOWE
P (perygonium) okwiat pojedynczy (listki, człony, działki)
C (corolla) korona (płatki)
K (kalyx) kielich (działki)
A (androeceum) pręcikowie (pręciki)
G (gynaeceum) słupkowie (owocolistki)
G (3) słupek zrośnięty z trzech owocolistków
G (3) słupek górny G (3) słupek dolny 2,3,4, n – liczba elementów
Symetria
promienista (wiecej niż 2 płaszczyzny symetrii)
dwuboczna (2 płaszczyzny symetrii)
grzbiecista (1 płaszczyzna symetrii)
zrośnięcia: ( ) elementów 1 okółka;
[ ] – elementów 2 okółków
Budowa pręcika
A - krasnodrzew
B - groch
C - Xanthochymus
D - kosmos
E - dynia
F - ślaz
G - szałwia
H - trzykrotka
I - grzybienie
K - jasnota
L - Lopezia
M - Calothamnus
N - rącznik
O - krzyżownica
P - Campelia
Q - Unona
R - Humirium
S - fiołek
T - orlik
U - Popovia
V - liściokwiat
W - psianka
X - chróścina
Y - smaczliwka
P
R
Ę
C
I
K
I
pręciki
łącznik
2 woreczki pyłkowe 1. pylnik GŁÓWKA
2 woreczki pyłkowe 2. pylnik
NITKA
WORECZEK PYŁKOWY
= MIKROSPORANGIUM
MORFOLOGIA PRĘCIKA
FUNKCJE PRĘCIKA
1. Miejsce powstawania
● MIKROSPOR
ZIAREN PYŁKU
2. Funkcja powabni
komora pyłkowa z:
archesporem 2n
↓
ANATOMIA GŁÓWKI PRĘCIKA
epiderma miękisz wielowarstwowa ściana
woreczka pyłkowego
miejsce pękania ściany
woreczka pyłkowego
MEJOZA
mikrosporami 1n
↓
ziarnami pyłku =
♂ gametofitami 1n
wiązka przewodzaca
ARCHESPOR
TAPETUM
miejsce pękania ściany woreczka
ANATOMIA PRĘCIKA
ściana woreczka pyłkowego
ANATOMIA ŚCIANY
MIKROSPORANGIUM
EPIDERMA
pozostałości WARSTWY ODŻYWCZEJ
= TAPETUM
WARSTWA WŁÓKNISTA
WARSTWY POŚREDNIE
miejsce pękania
ściany woreczka ZIARNA
PYŁKU
↑
komórka
macierzysta
mikrospor
2n
liczne komórki ARCHESPORU 2n
w mikrosporangium
tetrada (= 4)
MIKROSPOR
1n
4 MIKROSPORY
1n
SPORODERMA - EGZYNA ze SPOROPOLLENINĄ
- niezmodyfikowana INTYNA
ROZWÓJ MIKROSPOR U OKRYTOZALĄŻKOWYCH
MEJOZA !!!
I. II.
mikrospora 1n
jądro komórkowe
SPORODERMA
wakuola
1. MITOZA komórka
generatywna
- odpowiednik
PLEMNI
komórka
wegetatywna
2 - komórkowe ziarno pyłku
= gametofit męski 1n
ROZWÓJ ZIARNA PYŁKU Z MIKROSPORY
U OKRYTOZALĄŻKOWYCH
SPORODERMA
(ściana komórkowa):
EGZYNA
ze
SPOROPOLLENINĄ
INTYNA
niezmodyfikowana
BUDOWA ZIARNA PYŁKU – GAMETOFITU MĘSKIEGO
por
KOMÓRKA
WEGETATYWNA:
cytoplazma
jądro ( 1 n )
KOMÓRKA
GENERATYWNA:
cytoplazma
jądro ( 1 n )
KOMÓRKA WEGETATYWNA ŁAGIEWKA PYŁKOWA
KOMÓRKA GENERATYWNA – odpowiednik PLEMNI
SPORODERMA:
- EGZYNA ze sporopoleniną
- INTYNA - celulozowa
ZIARNA PYŁKU
ZIARNA PYŁKU
DALSZY ROZWÓJ GAMETOFITU MĘSKIEGO
U OKRYTOZALĄŻKOWYCH
- PO ZAPYLENIU, NA TERENIE SŁUPKA
ziarno pyłku
komórka generatywna
2 komórki plemnikowe MITOZA
komórka wegetatywna
łagiewka pyłkowa
ZNAMIĘ
SZYJKA
ŚCIANA ZALĄŻNI
KOMORA ZALĄŻKOWA ZALĄŻNIA
ZALĄŻEK
MORFOLOGIA SŁUPKA
POWSTAJE ze zrośnięcia OWOCOLISTKÓW !
SŁUPEK – tylko u roślin OKRYTOZALĄŻKOWYCH !
Słupki różnych roślin
znamię siedzące
brak szyjki
A – jesion B – tytoń C – rzęśl D- mozga E – pszenica
F – rącznik G – darlingtonia I – kosaciec K - kapturnica
TYPY BUDOWY ZNAMION SŁUPKA
ZNAMIĘ: 1. przyjmowanie ziarna pyłku
2. kiełkowanie ziarna pyłku
SZYJKA: 1. odżywianie rosnącego
gametofitu męskiego
ZALĄŻNIA: 1. rozwój zalążków i gametofitu
żeńskiego 2. zapłodnienie 3. rozwój zarodka i bielma
Funkcje słupka
granice
jednego
owocolistka
ściana zalążni
komora zalążkowa
zalążek
łożysko Budowa zalążni słupka tulipana
- przekrój poprzeczny
ściana zalążni
komora
zalążkowa
zalążek
łożysko
BUDOWA ZALĄŻNI
- przekroje poprzeczne
epiderma (zewnętrzna i wewnętrzna)
wiązka przewodząca
z floemem i ksylemem
miękisz
Typy łożysk – położenie zalążków
komórka
macierzysta
makrospor
2 n
jądro
komórkowe
MEJOZA !!! tetrada (= 4)
makrospor
1n
3 nieaktywne makrospory
1 aktywna makrospora
ROZWÓJ MAKROSPOR U OKRYTOZALĄŻKOWYCH
ośrodek =
makrosporangium
I. II.
aktywna
makrospora
1n
trzy kolejne mitozy bez cytokinez
(= bez podziałów komórki),
wędrówki jąder haploidalnych
CYTOKINEZA → uformowanie gametofitu żeńskiego,
tzw. WORECZKA ZALĄŻKOWEGO
ROZWÓJ GAMETOFITU ŻEŃSKIEGO
U OKRYTOZALĄZKOWYCH
2. 1. 3.
7- komórkowy gametofit żeński u okrytozalążkowych
WORECZEK ZALĄŻKOWY = WORECZEK ZARODKOWY
2 synergidy 1n
1 komórka jajowa 1n
1 komórka centralna 2n,
silnie zwakuolizowana
3 antypody 1n
aparat jajowy
≈ RODNI
2 jądra biegunowe 1n → po połączeniu
wtórne jądro woreczka zalążkowego 2n
= jądro komórki centralnej
1. komórka plemnikowa 1n + komórka jajowa 1n
→ zygota 2n → ZARODEK (EMBRION, młody SPOROFIT) 2n
2. komórka plemnikowa 1n + komórka centralna 2n
→ komórka macierzysta bielma 3n → BIELMO 3n
komórka macierzysta bielma 3n
→ BIELMO
zygota 2n → ZARODEK
PODWÓJNE ZAPŁODNIENIE
- charakterystyczne dla roślin okrytozalążkowych !
osłonki zalążka ŁUPINA NASIENNA
komórka macierzysta bielma 3n
→ BIELMO
zygota 2n → ZARODEK
ZALĄŻEK NASIENIE
ośrodek zalążka może tworzyć tzw. OBIELMO
STARSZE STADIA ROZWOJU I BUDOWA ZARODKA
TASZNIKA (rośliny dwuliściennej)
ssawka
wieszadełko
korzonek
zarodkowy
hypokotyl =
łodyżka
podliścieniowa
dwa liścienie
stożek
wzrostu
pędu
TYPY NASION
bielmo
obielmo
zarodek
zarodek
zarodek
bielmowe obielmowe bezbielmowe
Zarodek w ziarniaku pszenicy
przekrój
nasienia lnu
zarodek w
bezbielmowym
nasieniu fasoli
Budowa ziarniaka i zarodka pszenicy
zwyczajnej (Triticum aestivum).
zarodek
koleoptyle koleoryza
korzeń
BUDOWA OWOCU PSZENICY - ZIARNIAKA
ZAWIERAJĄCEGO
NASIENIE BIELMOWE
okrywa owocowo-nasienna
warstwa aleuronowa BIELMA
komórki BIELMA
ze skrobią
ZARODEK
liścień tzw. TARCZKA,
(przylegający do bielma)
pączek zarodkowy
okryty
pochewką, tzw. KOLEOPTYLEM
zredukowany liścień
tzw. EPIBLAST
korzonek zarodkowy
okryty
pochewką, tzw. KOLEORYZĄ
ZARODEK PSZENICY
(rośliny jednoliściennej) - PRZEKRÓJ PODŁUŻNY
Przekrój podłużny nasienia buraka
łupina nasienna
perysperma (obielmo)
endosperma (bielmo)
perysperma na zewnątrz
zarodek
ŚCIANA ZALĄŻNI → OWOCNIA
ZALĄŻNIA OWOC
szypułka kwiatu → szypułka owocu
okwiat, pręciki, szyjka słupka – zwykle zasycha lub odpada
dno kwiatowe - może uczestniczyć w tworzeniu owocu
SCHEMAT TYPOWEGO ROZWOJU OWOCU
ROLA OWOCNI:
- ochrona dojrzewających i dojrzałych
nasion
- rozprzestrzenianie nasion
Pestkowiec śliwy Prunus domestica
OWOC ZBIOROWY
WIELOMIESZKOWY
Jabłoni domowej
Prunus domestica
szypułka kwiatu
→ szypułka owocu
DNO KWIATOWE
ściana zalążni
→ owocnia mieszka
zalążek → nasienie
kielich
→ uschnięty kielich
MIESZEK
z nasionami