Методические рекомендации по подготовке к занятию. Тема 6 Биология полового размножения

Тема 6 Биология полового размножения

Цель:

- ознакомить с типами образования микроспор, основными этапами формирования зародышевого мешка у пшени­цы, кукурузы, гороха, льна и других растений.

- ознакомить с отдельными этапами сперматогенеза, оогенеза и оплодотворения у животных

План:

1 Спорогенез и гаметогенез у растений

2 Гаметогенез у животных

1 В цветочных почках на V этапе органогенеза происходит дифференциация цветка и заложение тычиночных и пестичных бугорков. Затем тычиночные бугорки дифференцируются на тычи­ночную нить и пыльник. В центре гнезда пыльника обо­собляется спорогенная ткань — археспорий; она состоит из крупных клеток, имеющих по сравнению с другими более густую цитоплазму и более крупное ядро с одним ядрышком. Затем клетки археспория обособляются и преобразуются в материнские клетки микроспор. Про­цесс образования микроспор из материнских клеток на­зывается микроспорогенезом. В это время в ма­теринских клетках происходит мейоз, в результате кото­рого образуется тетрада микроспор, содержащих га­плоидный набор хромосом.

У покрытосеменных растений чаще всего микроспорогенез протекает по двум типам: у однодольных растений (ржи, пшеницы, кукурузы и др.) -по сукцессивному (последовательному) типу, у двудольных (горох, лен, подсолнечник и др.) -по симультанному (одновре­менному) типу. При сукцессивном типе образования микроспор каждое деление мейоза сопровождается деле­нием клетки - цитокинезом. Поэтому в мейозе после пер­вого деления материнской клетки образуются 2, а после второго - 4 клетки (микроспоры). У двудольных расте­ний при симультанном типе микроспорогенеза после пер­вого деления образование клеток не происходит, 4 микро­споры образуются одновременно в конце мейоза.

Как в первом, так и во втором случаях некоторое время после мейоза 4 микроспоры лежат вместе, покры­тые общей оболочкой, и их называют тетрадами. После растворения оболочки материнской клетки у каждой микроспоры образуется собственная оболочка. С этого времени микроспору называют пыльцевым зерном. В микроспоре вскоре образуются 2 оболочки -внешняя (экзина) и внутренняя (интина). У многих видов расте­ний внешняя поверхность экзины имеет различные обра­зования -зубчики, шипики, углубления и т. д. Кроме того, в экзине имеются поры - отверстия, через которые происходит прорастание пыльцевой трубки. Внутренняя оболочка пыльцевого зерна - интина - представляет со­бой тонкую двухслойную пленку.

|В пыльцевом зерне через несколько дней начинается гаметогенез. Процесс образования мужских половых клеток (гамет)- спермиев- называется микрогаметогенезом. Начинается он с деления первичного ядра в пыльцевом зерне. Это деление протекает по типу ми­тоза, и в результате его образуются 2 клетки - вегета­тивная и генеративная. В дальнейшем вегетативная клетка не делится; в ней происходит накопление пита­тельных веществ, необходимых для развития генератив­ной клетки и роста пыльцевой трубки во время оплодо­творения. Генеративная клетка имеет веретенообразную форму, очень тонкую оболочку.

У многих растений за 1-3 дня до цветения (у злако­вых, льновых, сложноцветных и др.) генеративная клетка делится в пыльцевом зерне, в результате чего образуются 2 клетки - спермии. У других растений деление генера­тивной клетки и образование спермиев происходит в пыльцевой трубке во время прорастания пыльцы. По форме спермин могут быть округлыми, овальными, чер­веобразными и т. д.

Количество пыльцевых зерен в одном пыльнике мо­жет быть довольно большим: у пшеницы содержится от 800 до 1200, у ржи -около 3000 и т. д.

Ход работы. Изучение микроспорогенеза и микрогаметогенеза проводят на постоянных препаратах, которые готовят из пыльников ржи, кукурузы, пшеницы, гороха, кормовых бобов, лука и других растений по обычной цитологической методике Перед фиксацией на временных препаратах следует убедиться в том, что в данном соцветии идет микроспорогенез или микрогаметогенез, и только после этого фиксировать ма­териал для приготовления постоянных препаратов.

Рис. 4 Микрогаметогенез у кукурузы (по В. А. Поддубной-Арнольди).

1— микроспора, 2 — метафаза первого деления, 3 — телофаза, 4, 5 — вегета­тивная и генеративная клетки, 6 — метафаза деления генеративного ядра, 7 —телофаза, 8 — сформированный мужской гаметофит с вегетативным ядром и двумя спермиями.

Фик­сировать пыльники лучше всего по Навашину, можно и по Карнуа. Обычно у злаковых микроспорогенез проте­кает за 3—7 дней до колошения, а микрогаметогенез — через 2—5 дней после колошения. Препараты удобнее делать из продольных срезов пыльников. Окрашивать их лучше всего гематоксилином по Гейденгайну, или по Делафильду, или по Фельгену.

Постоянные препараты следует внимательно рассмо­треть под микроскопом и зарисовать этапы микроспоро­генеза, протекающего по сукцессивному и симультанному типам.

Затем рассматривают под микроскопом и зарисовы­вают постоянные препараты пыльцы, в которой проте­кает микрогаметогенез. При этом следует особое внима­ние обратить на строение и размеры пыльцы, присущие данному виду растений, на наличие и строение пор, на вегетативную и генеративную клетки, а также на клетки-спермии.

Микроспорогенез и микрогаметогенез можно изучать и на временных препаратах. Для этой цели используют либо живой материал, либо соцветия, зафиксированные по Карнуа и хранящиеся в 70%-ном спирте. Техника приготовления этих препаратов та же, что и при изу­чении мейоза.

Дата добавления: 2014-11-29