У кукурузы одного сорта в начале есть 16 рядов зерен, а у второго сорта – 8 рядов. У гибридов первого поколения, полученных от скрещивания этих сортов, наблюдается промежуточная количество рядов зерен в начале – 12. Второе поколение гибридов фенотипово оказывается неоднородным – количество рядов зерен варьирует от 1 до 16. Причем примерно в одном из каждых 32 початков имеется столько же рядов, сколько в одного из родительских сортов. Сколько генов определяет данный признак?
.
: ответ:
Жизненный цикл растения включает два поколения: диплоидного спорофита (диплобионта) и гаплоидного гаметофита (гаплобионта). В процессе эволюционного развития спорофит становился все крупнее и самостоятельнее, а гаметофит постепенно редуцировался.
Цветковые растения имеют микроскопический гаметофит, входящий в состав цветка (рис. 1):
женский гаметофит — это зародышевый мешок в семязачатке завязи пестика;
мужской гаметофит — пыльцевое зерно в пыльнике тычинки.
Рис. 1. Микроскопические гаметофиты
Образование гамет у покрытосеменных растений
Половое размножение растений происходит с участием гамет.
формирование мужских гамет
Тычинки являются мужскими органами цветка, и в них происходит образование и развитие мужского гаметофита. Также как и у голосеменных он представлен пыльцевым зерном.
Образование пыльцевых зёрен происходит в камерах пыльников из диплоидных стволовых клеток (рис. 2, А).
Стволовая клетка (2n) делится мейозом, образуя 4 гаплоидные микроспоры (n).
Ядро каждой микроспоры делится митозом, образуя два гаплоидных ядра: вегетативное (n) и генеративное (n).
Вокруг генеративного ядра концентрируется часть цитоплазмы, и формируется генеративная клетка (внутри вегетативной клетки).
На поверхности цитоплазматической мембраны микроспоры из содержимого пыльцевого мешка образуется очень прочная оболочка, нерастворимая в кислотах и щелочах.
Таким образом, каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками.
В дальнейшем из генеративной клетки путем митоза образуются 2 спермия. Этот процесс может происходить позже, параллельно с прорастанием пыльцевого зерна при оплодотворении.
Множество пыльцевых зёрен составляет пыльцу растения. Пыльца созревает в пыльниках к моменту распускания цветка.
Развитие пыльцы приводит к разрастанию пыльцевых камер, их стенки разрываются и пыльца высыпается наружу.
Рис. 2. Схема развития мужского гаметофита (А) и женского гаметофита (Б):
Пояснения к рисунку
формирование женских гамет
В завязях пестика формируются семязачатки, или семяпочки (рис. 2, Б). У разных видов растений количество семязачатков варьирует от одного (вишня) до нескольких десятков (мак).
Семязачаток формируется из выростов стенки завязи.
Одним концом он прикреплён к стенке завязи, откуда в него входит проводящий пучок, поставляющий питательные вещества для его роста и развития. С другой стороны образуется отверстие — микропиле, или пыльцевход.
Внутри семязачатка из диплоидной стволовой клетки (2n) путем мейоза образуется гаплоидная мегаспора (n) и три направительных тельца.
Мегаспора дает начало женскому гаметофиту — зародышевому мешку, направительные тельца отмирают.
Формирование зародышевого мешка:
Ядро мегаспоры (n) делится митозом, образовавшиеся два ядра (n) расходятся к противоположным концам, но деления клетки не происходит — образуется двухъядерная клетка.
Ядра ещё дважды делятся митозом (образуется восьмиядерная клетка), в результате на каждом конце клетки образуется группа из 4 ядер.
По одному ядру из каждой группы перемещаются к центру, где сливаются и образуют диплоидное центральное ядро зародышевого мешка.
Вокруг ядер обосабливается цитоплазма и образуются отдельные клетки:
со стороны микропиле отделяется крупная клетка — яйцеклетка;
рядом с яйцеклеткой образуются две небольшие клетки-спутницы, или синергиды;
с противоположной стороны образуются три маленькие клетки -- антиподы;
центральная часть с диплоидным ядром образует центральную клетку (2n-клетку) зародышевого мешка.
Таким образом, зрелый женский гаметофит покрытосеменного растения содержит всего 7 клеток: 6 гаплоидных и одну диплоидную.
После созревания гамет происходит опыление.
Опыление
самоопыление — опыление собственной пыльцой данного цветка;
перекрестное опыление — опыление пыльцой другого цветка.
Типы опыления
Двойное оплодотворение
Гаметофиты вырабатывают разнообразные фитогормоны и ферменты, участвующие в оплодотворении.
В рыльце пестика содержится большое количество аминокислоты триптофана, а в пыльцевых зернах — фермент, превращающий ее в фитогормон ауксин (гормон роста).
При попадании пыльцевых зерен на рыльце пестика запускаются химические процессы, стимулирующие прорастание пыльцевого зерна: из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка.
В начале образования пыльцевой трубки происходит деление генеративной клетки, в результате чего образуется два спермия. Они перемещаются по пыльцевой трубке по мере её роста, находясь около её растущего конца.
Пыльцевая трубка обладает ярко выраженным хемотропизмом в сторону возрастания концентрации ионов . Концентрация ионов увеличивается от рыльца к завязи пестика. Еще большая концентрация отмечена в семязачатке и наивысшая — в зародышевом мешке.
Гаметогенез у тварин і рослин протікає по різному, залежно від місця мейозу в життєвому циклі цих організмів. Чоловічі гамети розвиваються в чоловічих сім'яниках. Сперматозоїди після досягнення чоловіком статевої зрілості, утворюються практично протягом усього життя.
Жіноча статева клітина — найбільша в організмі. Не рухлива, має круглу чи овальну форму (діаметр 140—160 мкм). Яйцеклітина має середовище, яке забезпечує розвиток зиготи.
Гаметогенез починається в організмі людини під час ембріонального розвитку.