Питання для самоконтролю

1. Що являє собою маточка?

2. З яких частин складається маточка?

3. Дайте визначення гінецею.

4. Чим відрізняється простий та складний апокарпний гінецей?

5. Що зумовлює формування ценокарпного гінецею?

6. Назвіть характерні ознаки синкарпного, паракарпного та лізикарпного гінецею. Наведіть приклади рослин, що утворюють різні типи гінецею.

7. Чим відрізняються одностатеві та двостатеві квітки? Наведіть приклади.

8. Що являють собою однодомні та дводомні рослини? Наведіть приклади.

9. Поясніть суть понять «насінний зачаток» та зародковий мішок.

10. Назвіть елементи сформованого зародкового мішка.

11. Поясніть суть процесів мегаспорогенезу та мегагаметогенезу.

Матеріали та обладнання:

1. Будова квітки, основні та допоміжні члени квітки, маточка та її складові, гінецей та його типи, типи зав’язі – таблиці.

2. Макети квітів із різними типами гінецею.

3. Гербарні зразки одностатевих та двостатевих квіток; однодомні та дводомні рослини.

Література:

1. Васильев А.Е., Воронин Н.С., Еленевский А.Г. и др. Ботаника. Морфология и анатомия растений. – М.: Просвещение, 1988. – С. 382-396, 403-407.

2. Потульницький П.М., Первова Ю.О., Сакало Г.О. Ботаніка. Анатомія і морфологія рослин. – К.: Вища школа, 1971. – С. 270-298.

3. Стеблянко М.І., Гончарова К.Д., Закорко Н.Г. Ботаніка. – К.: Вища школа, 1995. – С.292-297, 305-308.

Лабораторна робота №22

Тема: Статевий процес у рослин.

Мета: Ознайомитись із основними формами і проявами статевого процесу в рослин.

Теоретичні питання:

1. Характерні ознаки статевого процесу в рослин.

2. Гаметогамія і її прояви у рослин.

3. Сифоногамія, як удосконалена форма оогамії.

4. Особливості подвійного запліднення у квіткових рослин.

5. Агаметогамія, як специфічний тип статевого процесу і її прояви у рослин.

6. Перевага статевого процесу у рослин над іншими способами розмноження.

Завдання:

1. Ознайомитись із формами і проявами статевого процесу в рослин у вигляді гаметогамії:

а) ізогамія;

б) гетерогамія;

в) оогамія.

2. Розглянути суть і значення сифоногамії, як удосконаленої форми оогамії у голонасінних та покритонасінних рослин.

3. Вивчити особливості подвійного запліднення у квіткових рослин, як найдосконалішої форми оогамії.

4. Ознайомитись із формами і проявами статевого процесу в рослин у вигляді агаметогамії:

а) хологамія;

б) кон’югація;

в) зигогамія;

г) соматогамія;

д) гаметангіогамія.

Основні відомості

Статеве розмноження на відміну від інших — вегетативного і нестатевого, характеризується тим, що перед утворенням нового покоління особин здійснюється статевий процес — злиття двох статевих клітин, які називають гаметами. Зливаються при цьому як цитоплазма, так і ядра клітин, утворюючи якісно новий продукт зиготу, яка зовні вкривається оболонкою [3].

Гамети формуються на певному етапі розвитку організму, у нижчих рослин в окремих клітинах — гаметангіях, а у вищих — у багатоклітинних утвореннях, які називаються статевими органами. Зовні гамети не мають захисної оболонки, тому дуже вразливі до зовнішнього середовища, зокрема до реакції водного розчину, висихання, тощо. Завершуючи цикл розвитку організму, біологічно гамети дуже складні, бо зосереджують у собі всю спадкову інформацію його.

При статевому процесі спадковий код батьківських і материнських ознак не просто підсумовується, а зазнає рекомбінацій, внаслідок чого нащадки бувають генетично більш різнорідні, іноді з новими ознаками і властивостями. Успадковуючи дві лінії розвитку організмів — батьківську і материнську, нащадки краще пристосовуються до зовнішнього середовища, тому вони стійкіші у боротьбі за існування. Статеве відтворення забезпечує оновлення життєвого потенціалу нащадків; вікові зміни, набуті батьками, зникають повністю, і потомству не передаються.

Переваги статевого розмноження відіграли величезну роль в еволюції рослинного світу. Види, які розмножуються статевим шляхом, стали пануючими в біосфері Землі. Статеве розмноження властиве переважній більшості видів рослин. Дослідженнями останніх років виявлено, що навіть у таких давніх і примітивних організмів, як бактерії, статевий процес можливий. Слід відмітити, що поряд із статевим розмноженням у багатьох рослинних видів паралельно існують також інші способи розмноження — вегетативне і нестатеве.

Форми статевого розмноження. Для рослинного світу характерні різні форми статевого розмноження, які відповідають певним етапам його еволюції. Оскільки водорості пройшли найдовший шлях еволюції, то серед них бувають і найрізноманітніші форми статевого процесу.

Найпримітивнішою формою статевого розмноження є хологамія¹, при якій копулюють морфологічно схожі вегетативні клітини. Буває хологамія серед одноклітинних зелених водоростей порядку вольвоксових. Наступним ступенем в еволюції статевого процесу є утворення спеціалізованих гамет, відмінних від вегетативних клітин не тільки властивою їм функцією, а й будовою. Розрізняють ізогамію, гетерогамію та оогамію¹ (рис. 179).

Рис. 179. Форми статевого розмноження у зелених водоростей (за Потульницьким П.М.):

А. Статевий процес у хламідомонади: 1-5 — ізогамія у Chlamydomonas Steinii: 1 — розвиток гамети всередині материнської клітини; 2 — гамета; 3-4 — копуляція; 5 — зигота; 6 — гетерогамія у Chl. Вrauniii; 7 — оогамія уChl. Coccifera.

Б. Кон'югація у спірогіри: 1 — чоловіча гамета; 2 — жіноча гамета; 3 — копуляційний канал; 4 — переливання протопласту чоловічої гамети; 5 — місце злиття протопластів гамет; 6 — зигота; 7 — початок розвитку копуляційного виросту.

При ізогамії обидві гамети, що копулюють, схожі розміром і формою. На передньому кінці грушовидної клітини є джгутики, які зберігають рухливість навіть при копуляції. Копулюють гамети з різних особин, або з різних клітин однієї особини. Ізогамія буває у найпростіших водоростей і грибів [3].

Гетерогамія характеризується рухливістю обох гамет, але на відміну від ізогамії, розміри гамет тут неоднакові. Дрібнішу, більш рухливу, вважають за чоловічу, а більшу, з запасними речовинами всередині — за жіночу. Гетерогамія добре виявлена у зеленої водорості евдорини, деяких видів хламідомонади, бурої водорості ектокарпуса та ін. Гетерогамію слід вважати за проміжну форму статевого розмноження між ізогамією та оогамією.

Оогамія є вища форма статевого розмноження. Вона поширена у більшості представників нижчих рослин і, з деякими особливостями, у всіх вищих. При оогамії копулюючі гамети відрізняються формою, розміром і поведінкою. Чоловіча гамета, яку називають сперматозоїдом, дуже дрібна, рухлива, має джгутик, зверху тонкий шар цитоплазми і всередині відносно велике ядро. Жіноча гамета округлої форми, в зв'язку з відкладеними поживними речовинами, значно більшого розміру; джгутиків у неї нема, тому й здатність до активного руху втрачена. Жіночу гамету прийнято називати яйцевою клітиною, або скорочено яйцеклітиною [3].

Гаметангії у нижчих рослин звичайно одноклітинні, чоловічі називаються антеридіями, жіночі — оогоніями². Сперматозоїдів у гаметангіях дуже багато, яйцевих клітин — по кілька або по одній. Рухаються сперматозоїди до яйцеклітин завдяки дії хімічних речовин, виділюваних нею; всередину оогонія вони проникають крізь отвір, що виникає внаслідок розслизнення оболонки.

_________________________________________________________________________________________________________________

¹ Від грец. «холос» — цілий, «ізо» — рівний, «гетерос» — різний, «оон» — яйце,, «гомос» — шлюб.

² Від грец. «антерос» — квітучий, «оон» — яйце, «гонос» — народження.

Після злиття гамет навколо утворюється товста оболонка; в такому вигляді зигота може переходити до стану спокою і витримувати несприятливий для росту період.

Еволюція форм статевого розмноження від хологамії до оогамії має очевидно ті переваги для виживання видів, що велика кількість і рухливість сперматозоїдів забезпечує їх зіткнення з яйцевою клітиною, а відкладені запаси поживних речовин в яйцеклітині використовуються зиготою, поки вона не перейде до самостійного живлення.

Для водоростей і грибів характерний також статевий процес у вигляді агаметогамії, коли спеціалізовані статеві клітини (гамети) не утворюються. Він може проявлятись у формі зигогамії, кон’югенції, соматогамії та гаментангіогамії.

Уже зазначалось, що в тих самих особин розмноження може відбуватись і статевим, і нестатевим шляхом. Так, зелена нитчаста водорість улотрикс утворює зооспорангії і гаметангії, в перших формуються чотириджгутикові зооспори, в других — дводжгутикові гамети. Копулювати між собою зооспори і гамети не можуть.

Хід роботи: