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

а) ізогамія;

б) гетерогамія;

в) оогамія.

Статевим називають такий тип розмноження, при якому нові особини утворюються внаслідок статевого процесу, суть якого полягає в злитті двох фізіологічно неоднорідних клітин. В результаті утворюється нова клітина – зигота.

Різноманітність форм статевого процесу можна об’єднати у 2 групи – гаметогамію та агаметогамію.

Суть гаметогамії полягає у злитті спеціалізованих зачатків – гамет (рис. 180).

Рис. 180. Типи статевого процесу в рослин у вигляді гаметогамії (за Васильєвим А.Е.):

1 – ізогамія; 2 – гетерогамія; 3 – оогамія;

верхній ряд – схема; нижній ряд – ті ж типи у різних видів бурих водоростей; 4 – загальний вигляд Fucus serratus (оогамна рослина)

Типи гаметогамії:

Ізогамія – найпростіший тип статевого процесу. Гамети однакові, обидві рухливі, мають джгутики, однакові за формою і розмірами. Зливаючись, утворюють зиготу, яка вкривається оболонкою. Після деякого періоду спокою зигота проростає в нову особину. Ізогамія властива деяким водоростям.

Гетерогамія – обидві гамети рухливі, різні за розмірами, мають джгутики. Менша – чоловіча, а більша, часто менш рухлива – жіноча. Цей статевий процес властивий хітридієвим грибам, зеленим і бурим водоростям (евдорина, ектокарпус).

Оогамія – тип статевого процесу, при якому гамети дуже різні, чоловічі – дрібні і мають джгутики. Протопласт їх представлений ядром і невеликою кількістю цитоплазми. Вони дуже рухливі і називаються сперматозоїдами, утворюються в антеридіях. Жіноча гамета велика, нерухома. У цитоплазмі є багато поживних речовин. Характерний для найбільш розвинутих водоростей та для всіх вищих рослин.

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

У більшості насінних рослин (голонасінних і квіткових) в процесі еволюції гамети втратили джгутики і здатність самостійно рухатись. Вони називаються сперміями.

Можливість сперміям рухатись без участі води в напрямку до яйцеклітини забезпечується пилковою трубкою (сифоном). Формування пилкової трубки (сифона) здійснюється внаслідок проростання вегетативної клітини пилинки (чоловічого гаметофіту), що передує злиттю статевих клітин.

Форма статевого процесу пов’язана з утворенням пилкової трубки (сифона), називається сифоногамією.

3. Вивчити особливості подвійного запліднення у квіткових рослин, як найдосконалішої форми оогамії (за Кучерявою л.Ф., 2000 р.).

Суть подвійного запліднення була з'ясована у 1898 році професором університету святого Володимира Сергієм Гавриловичем Навашиним у Києві.

Потрапивши на приймочку маточки, пилкове зерно починає проростати (рис. 181). Цьому сприяють речовини, які виділяють приймочки, відповідні температура і вологість та інші умови зовнішнього середовища. В процесі проростання вміст пилкового зерна випинається крізь пору екзини у вигляді тонкої трубочки, вкритої лише інтиною. Ця пилкова трубка починає видовжуватись і проникає в тканину стовпчика. Тут вона просувається по спеціальному каналу або по міжклітинниках, потім досягає зав'язі і прямує до мікропіле та насінного зачатка. Ріст пилкової трубки пов'язаний з обміном речовин, що відбувається між нею та внутрішніми клітинами. У більшості рослин пилкова трубка проникає до насінного зачатка крізь мікропіле (порогамія), у берези, вільхи і деяких інших — крізь халазу (халазогамія), у в'яза — крізь інтегументи (мезогамія). Потім пилкова трубка проникає до зародкового мішка. За період росту всередині маточки вміст пилкової трубки зазнає певних змін. Вегетативне ядро, яке спочатку знаходилось біля ростучої частини трубки і сприяло її видовженню, поступово розсмоктується. Генеративне ядро поділяється способом мітозу на дві чоловічі статеві клітини — спермії (щоправда у деяких рослин це відбувається значно раніше, ще у непророслій пилинці). При стиканні з зародковим мішком відбувається розчинення стінки пилкової трубки, а, увійшовши до зародкового мішка, вона розривається. З двох сперміїв, які звільнилися, один прямує до жіночої клітини — яйцеклітини і зливається з нею. З диплоїдної зиготи, що виникла, утворюється зародок. Другий спермій зливається з центральною диплоїдною клітиною зародкового мішка, і триплоїдна клітина, яка утворилася пізніше, сформує живильну тканину - ендосперм.

Рис. 181. Утворення сперміїв і подвійне запліднення:

1-5 — схема росту пилкової трубки і формування сперміїв; 6 — подвійне запліднення у лілії лісової (Lilium martagon);

7 — подвійне запліднення у соняшника; 8 — спермії соняшника; а — генеративне ядро; б — вегетативне ядро; в — спермії;

г — синергіди; д — яйцеклітина; е — ядро яйцеклітини; ж— антиподи; з — центральна клітина

У цьому злитті двох сперміїв з двома клітинами зародкового мішка і полягає суть подвійного запліднення, притаманного лише покритонасінним рослинам. Після цього синергіди та антиподи повністю відмирають. Насінний зачаток (зародковий мішок) розростається і перетворюється в насінину.

Інтегументи, видозмінившись, сформують шкірку насінини. Зав'язь (а іноді і квітка в цілому) перетвориться в плід. Із стінок зав'язі сформується оплодень. Якщо в клітинах нуцелуса накопичуються поживні речовини, тоді утворюється особлива тканина — перисперм. З часу потрапляння пилинки на приймочку маточки до процесу подвійного запліднення у різних рослин проходить від 20-30 хв. до кількох діб. В результаті подвійного запліднення, як уже відмічалося, із зав'язі формується плід, а з її стінок оплодень. Насінина ж формується з насінного зачатку, шкірка насінини з інтегументів, перисперм з нуцелуса, ендосперм — з центральної клітини, зародок з заплідненої яйцеклітини.

Рис. 182. Подвійне запліднення і розвиток насінини