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20.2: Desenvolvimento e Estrutura Reprodutiva - Biologia

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Habilidades para desenvolver

  • Descreva as duas fases do ciclo de vida de uma planta
  • Compare e contraste gametófitos masculinos e femininos e explique como eles se formam nas angiospermas
  • Descreva as estruturas reprodutivas de uma planta
  • Descreva os componentes de uma flor completa
  • Descreva o desenvolvimento de microsporângio e megasporângio em gimnospermas

A reprodução sexual ocorre com pequenas variações em diferentes grupos de plantas. O gametófito haplóide produz os gametas masculino e feminino por mitose em estruturas multicelulares distintas. A fusão dos gametas masculinos e femininos forma o zigoto diplóide, que se desenvolve no esporófito. Após atingir a maturidade, o esporófito diploide produz esporos por meiose, que por sua vez se dividem por mitose para produzir o gametófito haplóide. O novo gametófito produz gametas e o ciclo continua. Esta é a alternância de gerações e é típica da reprodução das plantas (Figura ( PageIndex {1} )).

O ciclo de vida das plantas superiores é dominado pelo estágio de esporófito, com o gametófito carregado no esporófito. Em samambaias, o gametófito tem vida livre e estrutura muito distinta do esporófito diplóide. Em briófitas, como musgos, o gametófito haplóide é mais desenvolvido que o esporófito.

Durante a fase vegetativa de crescimento, as plantas aumentam de tamanho e produzem um sistema de rebentos e um sistema de raízes. À medida que entram na fase reprodutiva, alguns dos ramos começam a dar flores. Muitas flores nascem sozinhas, enquanto algumas nascem em cachos. A flor é carregada em um talo conhecido como receptáculo. A forma, a cor e o tamanho das flores são únicos para cada espécie e costumam ser usados ​​pelos taxonomistas para classificar as plantas.

Reprodução Sexual em Angiospermas

O ciclo de vida das angiospermas segue a alternância de gerações explicada anteriormente. O gametófito haplóide se alterna com o esporófito diploide durante o processo de reprodução sexual das angiospermas. As flores contêm as estruturas reprodutivas da planta.

Estrutura da Flor

Uma flor típica tem quatro partes principais - ou espirais - conhecidas como cálice, corola, androceu e gineceu (Figura ( PageIndex {2} )). O verticilo externo da flor tem estruturas verdes e folhosas conhecidas como sépalas. As sépalas, chamadas coletivamente de cálice, ajudam a proteger o botão fechado. O segundo verticilo é composto de pétalas - geralmente de cores vivas - chamadas coletivamente de corola. O número de sépalas e pétalas varia dependendo se a planta é monocotiledônea ou dicotiledônea. Em monocotiledôneas, as pétalas geralmente são três ou múltiplos de três; nas dicotiledôneas, o número de pétalas é quatro ou cinco, ou múltiplos de quatro e cinco. Juntos, o cálice e a corola são conhecidos como perianto. O terceiro verticilo contém as estruturas reprodutivas masculinas e é conhecido como androceu. O androceu possui estames com anteras que contêm os microsporângios. O grupo mais interno de estruturas na flor é o gineceu, ou componente (s) reprodutivo (s) feminino (s). O carpelo é a unidade individual do gineceu e possui estigma, estilete e ovário. Uma flor pode ter um ou vários carpelos.

Art Connection

Se a antera estiver faltando, que tipo de estrutura reprodutiva a flor será incapaz de produzir? Que termo é usado para descrever uma flor incompleta sem androceu? Que termo descreve uma flor incompleta sem gineceu?

Se todos os quatro verticilos (cálice, corola, androceu e gineceu) estão presentes, a flor é descrita como completa. Se alguma das quatro partes estiver faltando, a flor é considerada incompleta. As flores que contêm um androceu e um gineceu são chamadas de perfeitas, andróginas ou hermafroditas. Existem dois tipos de flores incompletas: as flores estaminadas contêm apenas um androceu e as flores carpeladas têm apenas um gineceu (Figura ( PageIndex {3} )).

Se as flores masculinas e femininas nascem na mesma planta, a espécie é chamada monóica (que significa “uma casa”): exemplos são o milho e a ervilha. Espécies com flores masculinas e femininas nascidas em plantas separadas são denominadas dióicas, ou "duas casas", exemplos das quais são C. papaya e Cannabis. O ovário, que pode conter um ou vários óvulos, pode ser colocado acima de outras partes da flor, que são referidas como superiores; ou, pode ser colocado abaixo das outras partes da flor, referidas como inferiores (Figura ( PageIndex {4} )).

Gametófito masculino (o grão de pólen)

O gametófito masculino se desenvolve e atinge a maturidade em uma antera imatura. Nos órgãos reprodutivos masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como microsporângio (Figura ( PageIndex {5} )). Os microsporângios, que geralmente são bilobados, são sacos polínicos nos quais os micrósporos se desenvolvem em grãos de pólen. Eles são encontrados na antera, que está no final do estame - o filamento longo que sustenta a antera.

Dentro do microsporângio, a célula-mãe do micrósporo se divide por meiose para dar origem a quatro micrósporos, cada um dos quais formará um grão de pólen (Figura ( PageIndex {6} )). Uma camada interna de células, conhecida como tapete, fornece nutrição para os micrósporos em desenvolvimento e contribui com componentes essenciais para a parede do pólen. Os grãos de pólen maduros contêm duas células: uma célula geradora e uma célula do tubo polínico. A célula geradora está contida na célula maior do tubo polínico. Após a germinação, a célula tubular forma o tubo polínico através do qual a célula geradora migra para entrar no ovário. Durante seu trânsito dentro do tubo polínico, a célula geradora se divide para formar dois gametas masculinos (células espermáticas). Na maturidade, o microsporangia estourou, liberando os grãos de pólen da antera.

Cada grão de pólen tem duas coberturas: a exina (camada mais espessa, externa) e a intina (Figura ( PageIndex {6} )). A exina contém esporopolenina, uma substância impermeabilizante complexa fornecida pelas células do tapete. A esporopolenina permite que o pólen sobreviva em condições desfavoráveis ​​e seja transportado pelo vento, pela água ou por agentes biológicos sem sofrer danos.

Gametófito feminino (o saco do embrião)

Embora os detalhes possam variar entre as espécies, o desenvolvimento geral do gametófito feminino tem duas fases distintas. Primeiro, no processo de megasporogênese, uma única célula no megasporângio diplóide - uma área de tecido nos óvulos - sofre meiose para produzir quatro megásporos, dos quais apenas um sobrevive. Durante a segunda fase, megagametogênese, o megagametófito sobrevivente sofre mitose para produzir um gametófito feminino de sete células com oito nucleados, também conhecido como megagametófito ou saco embrionário. Dois dos núcleos - os núcleos polares - movem-se para o equador e se fundem, formando uma única célula central diplóide. Esta célula central posteriormente se funde com um espermatozóide para formar o endosperma triploide. Três núcleos se posicionam na extremidade do saco embrionário oposto à micrópila e se desenvolvem em células antípodas, que posteriormente degeneram. O núcleo mais próximo da micrópila torna-se o gameta feminino, ou óvulo, e os dois núcleos adjacentes se desenvolvem em células sinérgicas (Figura ( PageIndex {7} )). As sinérgidas ajudam a guiar o tubo polínico para uma fertilização bem-sucedida, após a qual eles se desintegram. Quando a fertilização é concluída, o zigoto diplóide resultante se desenvolve no embrião, e o óvulo fertilizado forma os outros tecidos da semente.

Um tegumento de dupla camada protege o megasporângio e, posteriormente, o saco embrionário. O tegumento se desenvolverá no tegumento após a fertilização e protegerá toda a semente. A parede do óvulo se tornará parte da fruta. Os tegumentos, ao mesmo tempo que protegem o megasporângio, não o envolvem completamente, mas deixam uma abertura chamada micrópila. A micrópila permite que o tubo polínico entre no gametófito feminino para fertilização.

Art Connection

Um saco embrionário está sem as sinérgias. Que impacto específico você espera que isso tenha na fertilização?

  1. O tubo polínico não será capaz de se formar.
  2. O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.
  3. A fecundação não ocorrerá porque a sinérgica é o ovo.
  4. A fecundação ocorrerá, mas o embrião não será capaz de crescer.

Reprodução Sexual em Gimnospermas

Tal como acontece com as angiospermas, o ciclo de vida de uma gimnosperma também é caracterizado pela alternância de gerações. Em coníferas como os pinheiros, a parte folhosa verde da planta é o esporófito e os cones contêm os gametófitos masculinos e femininos (Figura ( PageIndex {8} )). Os cones femininos são maiores que os cones masculinos e estão posicionados em direção ao topo da árvore; os pequenos cones machos estão localizados na região inferior da árvore. Como o pólen é derramado e soprado pelo vento, esse arranjo torna difícil para uma gimnosperma se autopolinizar.

Gametófito Masculino

Um cone macho tem um eixo central no qual as brácteas, um tipo de folha modificada, são fixadas. As brácteas são conhecidas como microsporófilos (Figura ( PageIndex {9} )) e são os locais onde os micrósporos se desenvolverão. Os micrósporos se desenvolvem dentro do microsporângio. Dentro do microsporângio, as células conhecidas como microsporócitos se dividem por meiose para produzir quatro micrósporos haplóides. A mitose posterior do micrósporo produz dois núcleos: o núcleo gerador e o núcleo tubular. Após a maturidade, o gametófito masculino (pólen) é liberado dos cones masculinos e é levado pelo vento para pousar no cone feminino.

Link para aprendizagem

Assista a este vídeo para ver um cedro liberando seu pólen ao vento.

Gametófito Feminino

O cone feminino também tem um eixo central no qual brácteas conhecidas como megasporófilas (Figura ( PageIndex {9} )) estão presentes. No cone feminino, as células-mãe do megásporo estão presentes no megásporângio. A célula-mãe do megásporo se divide por meiose para produzir quatro megásporos haplóides. Um dos megásporos se divide para formar o gametófito feminino multicelular, enquanto os outros se dividem para formar o resto da estrutura. O gametófito feminino está contido em uma estrutura chamada arquegônio.

Processo Reprodutivo

Ao pousar no cone feminino, a célula tubular do pólen forma o tubo polínico, através do qual a célula geradora migra em direção ao gametófito feminino através da micrópila. Leva aproximadamente um ano para o tubo polínico crescer e migrar em direção ao gametófito feminino. O gametófito masculino contendo a célula geradora se divide em dois núcleos de espermatozoides, um dos quais se funde com o óvulo, enquanto o outro degenera. Após a fertilização do ovo, o zigoto diploide é formado, que se divide por mitose para formar o embrião. As escamas dos cones são fechadas durante o desenvolvimento da semente. A semente é coberta por um tegumento, que é derivado do esporófito feminino. O desenvolvimento da semente leva mais um a dois anos. Uma vez que a semente está pronta para ser dispersa, as brácteas dos cones femininos se abrem para permitir a dispersão da semente; nenhuma formação de fruto ocorre porque as sementes de gimnosperma não têm cobertura.

Angiospermas versus Gimnospermas

A reprodução das gimnospermas difere das angiospermas de várias maneiras (Figura ( PageIndex {10} )). Nas angiospermas, o gametófito feminino existe em uma estrutura fechada - o óvulo - que fica dentro do ovário; nas gimnospermas, o gametófito feminino está presente nas brácteas expostas do cone feminino. A fertilização dupla é um evento chave no ciclo de vida das angiospermas, mas está completamente ausente nas gimnospermas. As estruturas gametófitas masculinas e femininas estão presentes em cones masculinos e femininos separados nas gimnospermas, enquanto nas angiospermas, elas são uma parte da flor. Por último, o vento desempenha um papel importante na polinização nas gimnospermas porque o pólen é soprado pelo vento para pousar nos cones femininos. Embora muitas angiospermas também sejam polinizadas pelo vento, a polinização animal é mais comum.

Link para aprendizagem

Visite este site para ver uma animação do processo de dupla fertilização das angiospermas.

Resumo

A flor contém as estruturas reprodutivas de uma planta. Todas as flores completas contêm quatro verticilos: o cálice, a corola, o androceu e o gineceu. Os estames são constituídos por anteras, nas quais os grãos de pólen são produzidos, e um cordão de suporte denominado filamento. O pólen contém duas células - uma célula geradora e uma célula tubular - e é coberto por duas camadas chamadas intina e exina. Os carpelos, que são as estruturas reprodutivas femininas, consistem no estigma, estilete e ovário. O gametófito feminino é formado por divisões mitóticas do megásporo, formando um saco óvulo de oito núcleos. Ele é coberto por uma camada conhecida como tegumento. O tegumento contém uma abertura chamada micrópila, através da qual o tubo polínico entra no saco embrionário.

O esporófito diplóide de angiospermas e gimnospermas é o estágio conspícuo e de longa duração do ciclo de vida. Os esporófitos diferenciam estruturas reprodutivas especializadas chamadas esporângios, que se dedicam à produção de esporos. O microsporângio contém células-mãe de micrósporos, que se dividem por meiose para produzir micrósporos haplóides. Os micrósporos se desenvolvem em gametófitos masculinos que são liberados como pólen. O megasporângio contém células-mãe de megásporos, que se dividem por meiose para produzir megásporos haplóides. Um megásporo se desenvolve em um gametófito feminino contendo um ovo haplóide. Um novo esporófito diplóide é formado quando um gameta masculino de um grão de pólen entra no saco do óvulo e fertiliza esse ovo.

Art Connections

[link] Se a antera estiver faltando, que tipo de estrutura reprodutiva a flor será incapaz de produzir? Que termo é usado para descrever uma flor que normalmente não tem androceu? Que termo descreve uma flor sem gineceu?

[link] Pólen (ou esperma); carpellate; staminate.

[link] Um saco embrionário está perdendo as sinérgias. Que impacto específico você espera que isso tenha na fertilização?

  1. O tubo polínico não será capaz de se formar.
  2. O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.
  3. A fecundação não ocorrerá porque a sinérgica é o ovo.
  4. A fecundação ocorrerá, mas o embrião não será capaz de crescer.

[link] B: O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.

Glossário

androceu
soma de todos os estames em uma flor
antipodais
as três células longe da micrópila
Exine
cobertura externa de pólen
gametófito
estágio multicelular da planta que dá origem a gametas ou esporos haplóides
gineceu
a soma de todos os carpelos em uma flor
intine
revestimento interno do pólen
megagametogênese
segunda fase do desenvolvimento do gametófito feminino, durante a qual o megagametófito sobrevivente sofre mitose para produzir um gametófito feminino de sete células com oito nucleados, também conhecido como megagametófito ou saco embrionário.
megásporângio
tecido encontrado no ovário que dá origem ao óvulo ou gameta feminino
megasporogênese
primeira fase do desenvolvimento do gametófito feminino, durante a qual uma única célula do megásporângio diploide sofre meiose para produzir quatro megásporos, dos quais apenas um sobrevive
megasporofila
bráctea (um tipo de folha modificada) no eixo central de um gametófito feminino
micrópila
abertura no saco do óvulo através da qual o tubo polínico pode entrar
microsporângio
tecido que dá origem aos micrósporos ou grão de pólen
microsporofila
eixo central de um cone macho no qual brácteas (um tipo de folha modificada) são fixadas
perianto
(também, pétala ou sépala) parte da flor que consiste no cálice e / ou corola; forma o envelope externo da flor
núcleos polares
encontrado no saco do óvulo; fusão com uma célula de esperma forma o endosperma
esporófito
estágio diplóide multicelular em plantas que é formado após a fusão de gametas masculinos e femininos
sinérgico
tipo de célula encontrada no saco do óvulo que secreta produtos químicos para guiar o tubo polínico em direção ao ovo

Desenvolvimento e estrutura reprodutiva

A reprodução sexual ocorre com pequenas variações em diferentes grupos de plantas. As plantas têm dois estágios distintos em seu ciclo de vida: o estágio gametófito e o estágio esporófito. O haplóide gametófito produz os gametas masculino e feminino por mitose em estruturas multicelulares distintas. A fusão dos gametas masculinos e femininos forma o zigoto diplóide, que se desenvolve no esporófito. Após atingir a maturidade, o esporófito diploide produz esporos por meiose, que por sua vez se dividem por mitose para produzir o gametófito haplóide. O novo gametófito produz gametas e o ciclo continua. Esta é a alternância de gerações e é típica da reprodução das plantas ([link]).

O ciclo de vida das plantas superiores é dominado pelo estágio de esporófito, com o gametófito carregado no esporófito. Nas samambaias, o gametófito tem vida livre e estrutura muito distinta do esporófito diplóide. Em briófitas, como musgos, o gametófito haplóide é mais desenvolvido do que o esporófito.

Durante a fase vegetativa de crescimento, as plantas aumentam de tamanho e produzem um sistema de rebentos e um sistema de raízes. À medida que entram na fase reprodutiva, alguns dos ramos começam a dar flores. Muitas flores nascem sozinhas, enquanto algumas nascem em cachos. A flor é carregada em um talo conhecido como receptáculo. A forma, a cor e o tamanho das flores são únicos para cada espécie e costumam ser usados ​​pelos taxonomistas para classificar as plantas.

Reprodução Sexual em Angiospermas

O ciclo de vida das angiospermas segue a alternância de gerações explicada anteriormente. O gametófito haplóide se alterna com o esporófito diploide durante o processo de reprodução sexual das angiospermas. As flores contêm as estruturas reprodutivas da planta.

Estrutura da Flor

Uma flor típica tem quatro partes principais - ou espirais - conhecidas como cálice, corola, androceu e gineceu ([link]). O verticilo externo da flor tem estruturas verdes e folhosas conhecidas como sépalas. As sépalas, chamadas coletivamente de cálice, ajudam a proteger o botão fechado. O segundo verticilo é composto de pétalas - geralmente de cores vivas - chamadas coletivamente de corola. O número de sépalas e pétalas varia dependendo se a planta é monocotiledônea ou dicotiledônea. Nas monocotiledôneas, as pétalas geralmente são três ou múltiplos de três nas dicotiledôneas, o número de pétalas é quatro ou cinco, ou múltiplos de quatro e cinco. Juntos, o cálice e a corola são conhecidos como o perianto. O terceiro verticilo contém as estruturas reprodutivas masculinas e é conhecido como androceu. o androceu possui estames com anteras que contêm os microsporângios. O grupo mais interno de estruturas na flor é o gineceu, ou o (s) componente (s) reprodutivo (s) feminino (s). O carpelo é a unidade individual do gineceu e possui estigma, estilete e ovário. Uma flor pode ter um ou vários carpelos.

Se a antera estiver faltando, que tipo de estrutura reprodutiva a flor será incapaz de produzir? Que termo é usado para descrever uma flor incompleta sem androceu? Que termo descreve uma flor incompleta sem gineceu?

Se todos os quatro verticilos (cálice, corola, androceu e gineceu) estão presentes, a flor é descrita como completa. Se alguma das quatro partes estiver faltando, a flor é considerada incompleta. As flores que contêm um androceu e um gineceu são chamadas de perfeitas, andróginas ou hermafroditas. Existem dois tipos de flores incompletas: as flores estaminadas contêm apenas um androceu e as flores carpeladas têm apenas um gineceu ([link]).

Se as flores masculinas e femininas nascem na mesma planta, a espécie é chamada monóica (que significa “uma casa”): exemplos são o milho e a ervilha. Espécies com flores masculinas e femininas nascidas em plantas separadas são denominadas dióicas, ou "duas casas", exemplos das quais são C. papaya e Cannabis. O ovário, que pode conter um ou vários óvulos, pode ser colocado acima de outras partes da flor, que é referido como superior ou, pode ser colocado abaixo das outras partes da flor, referido como inferior ([link]).

Gametófito masculino (o grão de pólen)

O gametófito masculino se desenvolve e atinge a maturidade em uma antera imatura. Nos órgãos reprodutores masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como microsporângio ([ligação]). Os microsporângios, que geralmente são bilobados, são sacos polínicos nos quais os micrósporos se desenvolvem em grãos de pólen. Eles são encontrados na antera, que está no final do estame - o filamento longo que sustenta a antera.

Dentro do microsporângio, a célula-mãe do micrósporo se divide por meiose para dar origem a quatro micrósporos, cada um dos quais formará um grão de pólen ([link]). Uma camada interna de células, conhecida como tapete, fornece nutrição para os micrósporos em desenvolvimento e contribui com componentes essenciais para a parede do pólen. Os grãos de pólen maduros contêm duas células: uma célula geradora e uma célula do tubo polínico. A célula geradora está contida na célula maior do tubo polínico. Após a germinação, a célula tubular forma o tubo polínico através do qual a célula geradora migra para entrar no ovário. Durante seu trânsito dentro do tubo polínico, a célula geradora se divide para formar dois gametas masculinos (células espermáticas). Na maturidade, o microsporangia estourou, liberando os grãos de pólen da antera.

Cada grão de pólen tem duas coberturas: o Exine (camada externa mais espessa) e a intine ([ligação]). A exina contém esporopolenina, uma substância impermeabilizante complexa fornecida pelas células do tapete. A esporopolenina permite que o pólen sobreviva em condições desfavoráveis ​​e seja transportado pelo vento, pela água ou por agentes biológicos sem sofrer danos.

Gametófito feminino (o saco do embrião)

Embora os detalhes possam variar entre as espécies, o desenvolvimento geral do gametófito feminino tem duas fases distintas. Primeiro, no processo de megasporogênese, uma única célula no diplóide megásporângio- uma área de tecido nos óvulos - sofre meiose para produzir quatro megásporos, dos quais apenas um sobrevive. Durante a segunda fase, megagametogênese, o megásporo haplóide sobrevivente sofre mitose para produzir um gametófito feminino de sete células com oito nucleados, também conhecido como megagametófito ou saco embrionário. Dois dos núcleos - o núcleos polares—Voltar para o equador e fundir-se, formando uma única célula central diplóide. Esta célula central posteriormente se funde com um espermatozóide para formar o endosperma triploide. Três núcleos se posicionam na extremidade do saco embrionário oposto à micrópila e se desenvolvem no antipodal células, que mais tarde degeneram. O núcleo mais próximo da micrópila torna-se o gameta feminino, ou óvulo, e os dois núcleos adjacentes se desenvolvem em sinérgico células ([link]). As sinérgidas ajudam a guiar o tubo polínico para uma fertilização bem-sucedida, após a qual eles se desintegram. Quando a fertilização é concluída, o zigoto diplóide resultante se desenvolve no embrião, e o óvulo fertilizado forma os outros tecidos da semente.

Um tegumento de dupla camada protege o megasporângio e, posteriormente, o saco embrionário. O tegumento se desenvolverá no tegumento após a fertilização e protegerá toda a semente. A parede do óvulo se tornará parte da fruta. Os tegumentos, ao mesmo tempo que protegem o megasporângio, não o envolvem completamente, mas deixam uma abertura chamada de micrópila. A micrópila permite que o tubo polínico entre no gametófito feminino para fertilização.

Um saco embrionário está sem as sinérgias. Que impacto específico você espera que isso tenha na fertilização?

  1. O tubo polínico não será capaz de se formar.
  2. O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.
  3. A fecundação não ocorrerá porque a sinérgica é o ovo.
  4. A fecundação ocorrerá, mas o embrião não será capaz de crescer.

Reprodução Sexual em Gimnospermas

Tal como acontece com as angiospermas, o ciclo de vida de uma gimnosperma também é caracterizado pela alternância de gerações. Em coníferas como os pinheiros, a parte com folhas verdes da planta é o esporófito e os cones contêm os gametófitos masculinos e femininos ([link]). Os cones femininos são maiores do que os cones masculinos e estão posicionados no topo da árvore; os cones masculinos pequenos estão localizados na região inferior da árvore. Como o pólen é derramado e soprado pelo vento, esse arranjo torna difícil para uma gimnosperma se autopolinizar.

Gametófito Masculino

Um cone macho tem um eixo central no qual as brácteas, um tipo de folha modificada, são fixadas. As brácteas são conhecidas como microsporofilas ([link]) e são os locais onde os micrósporos se desenvolverão. Os micrósporos se desenvolvem dentro do microsporângio. Dentro do microsporângio, as células conhecidas como microsporócitos se dividem por meiose para produzir quatro micrósporos haplóides. A mitose posterior do micrósporo produz dois núcleos: o núcleo gerador e o núcleo tubular. Após a maturidade, o gametófito masculino (pólen) é liberado dos cones masculinos e é levado pelo vento para pousar no cone feminino.

Assista a este vídeo para ver um cedro liberando seu pólen ao vento.

Gametófito Feminino

O cone feminino também tem um eixo central no qual brácteas conhecidas como megásporófilos ([link]) estão presentes. No cone feminino, as células-mãe do megásporo estão presentes no megásporângio. A célula-mãe do megásporo se divide por meiose para produzir quatro megásporos haplóides. Um dos megásporos se divide para formar o gametófito feminino multicelular, enquanto os outros se dividem para formar o resto da estrutura. O gametófito feminino está contido em uma estrutura chamada arquegônio.

Processo Reprodutivo

Ao pousar no cone feminino, a célula tubular do pólen forma o tubo polínico, através do qual a célula geradora migra em direção ao gametófito feminino através da micrópila. Leva aproximadamente um ano para o tubo polínico crescer e migrar em direção ao gametófito feminino. O gametófito masculino contendo a célula geradora se divide em dois núcleos de espermatozoides, um dos quais se funde com o óvulo, enquanto o outro degenera. Após a fertilização do ovo, o zigoto diploide é formado, que se divide por mitose para formar o embrião. As escamas dos cones são fechadas durante o desenvolvimento da semente. A semente é coberta por um tegumento, que é derivado do esporófito feminino. O desenvolvimento da semente leva mais um a dois anos. Uma vez que a semente está pronta para ser dispersa, as brácteas dos cones femininos se abrem para permitir a dispersão da semente, não havendo formação de frutos porque as sementes de gimnosperma não têm cobertura.

Angiospermas versus Gimnospermas

A reprodução das gimnospermas difere das angiospermas de várias maneiras ([link]). Nas angiospermas, o gametófito feminino existe em uma estrutura fechada - o óvulo - que está dentro do ovário nas gimnospermas; o gametófito feminino está presente nas brácteas expostas do cone feminino. A fertilização dupla é um evento chave no ciclo de vida das angiospermas, mas está completamente ausente nas gimnospermas. As estruturas gametófitas masculinas e femininas estão presentes em cones masculinos e femininos separados nas gimnospermas, enquanto nas angiospermas, elas são uma parte da flor. Por último, o vento desempenha um papel importante na polinização nas gimnospermas porque o pólen é soprado pelo vento para pousar nos cones femininos. Embora muitas angiospermas também sejam polinizadas pelo vento, a polinização animal é mais comum.

Veja uma animação do processo de dupla fertilização das angiospermas.

Resumo da Seção

A flor contém as estruturas reprodutivas de uma planta. Todas as flores completas contêm quatro verticilos: o cálice, a corola, o androceu e o gineceu. Os estames são constituídos por anteras, nas quais os grãos de pólen são produzidos, e um cordão de suporte denominado filamento. O pólen contém duas células - uma célula geradora e uma célula tubular - e é coberto por duas camadas chamadas intina e exina. Os carpelos, que são as estruturas reprodutivas femininas, consistem no estigma, estilete e ovário. O gametófito feminino é formado por divisões mitóticas do megásporo, formando um saco óvulo de oito núcleos. Ele é coberto por uma camada conhecida como tegumento. O tegumento contém uma abertura chamada micrópila, através da qual o tubo polínico entra no saco embrionário.

O esporófito diplóide de angiospermas e gimnospermas é o estágio conspícuo e de longa duração do ciclo de vida. Os esporófitos diferenciam estruturas reprodutivas especializadas chamadas esporângios, que se dedicam à produção de esporos. O microsporângio contém células-mãe de micrósporos, que se dividem por meiose para produzir micrósporos haplóides. Os micrósporos se desenvolvem em gametófitos masculinos que são liberados como pólen. O megasporângio contém células-mãe de megásporos, que se dividem por meiose para produzir megásporos haplóides. Um megásporo se desenvolve em um gametófito feminino contendo um ovo haplóide. Um novo esporófito diplóide é formado quando um gameta masculino de um grão de pólen entra no saco do óvulo e fertiliza esse ovo.

Art Connections

[link] Se a antera estiver faltando, que tipo de estrutura reprodutiva a flor será incapaz de produzir? Que termo é usado para descrever uma flor que normalmente não tem androceu? Que termo descreve uma flor sem gineceu?

[link] Estaminado de carpelado de pólen (ou esperma).

[link] Um saco embrionário está perdendo as sinérgias. Que impacto específico você espera que isso tenha na fertilização?

  1. O tubo polínico não será capaz de se formar.
  2. O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.
  3. A fecundação não ocorrerá porque a sinérgica é o ovo.
  4. A fecundação ocorrerá, mas o embrião não será capaz de crescer.

[link] B: O tubo polínico se formará, mas não será conduzido em direção ao ovo.

Perguntas de revisão

Nos órgãos reprodutores masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como ________.

O estame consiste em uma haste longa chamada de filamento que suporta o ________.

Os ________ são chamados coletivamente de cálice.

O pólen pousa em qual parte da flor?

Resposta livre

Descreva os órgãos reprodutivos dentro de uma flor.

Dentro da flor estão os órgãos reprodutivos da planta. O estame é o órgão reprodutor masculino. O pólen é produzido no estame. O carpelo é o órgão reprodutor feminino. O ovário é a base inchada do carpelo onde os óvulos são encontrados. Nem todas as flores têm cada uma das quatro partes.

Descreva o ciclo de vida de duas fases das plantas: a fase gametófita e a fase esporófita.

As plantas têm duas fases distintas em seu ciclo de vida: o estágio gametófito e o estágio esporófito. No estágio gametófito, quando as células reprodutivas passam por meiose e produzem células haplóides chamadas esporos, o estágio gametófito começa. Os esporos se dividem por divisão celular para formar estruturas vegetais de uma planta inteiramente nova. As células nessas estruturas ou plantas são haplóides. Algumas dessas células sofrem divisão celular e formam células sexuais. A fecundação, a união de células sexuais haplóides, dá início ao estágio esporófito. As células formadas neste estágio possuem o número diplóide de cromossomos. A meiose em algumas dessas células forma esporos e o ciclo recomeça: um processo conhecido como alternância de gerações.

Descreva as quatro partes principais, ou espirais, de uma flor.

Uma flor típica tem quatro partes principais, ou espirais: o cálice, a corola, o androceu e o gineceu. O verticilo externo da flor tem estruturas de folhas verdes conhecidas como sépalas, que são chamadas coletivamente de cálice. Ajuda a proteger o botão fechado. O segundo verticilo é composto de pétalas de cores vivas que são conhecidas coletivamente como corola. O terceiro verticilo é a estrutura reprodutiva masculina conhecida como androceu. O androceu possui estames, que possuem anteras em um talo ou filamento. Os grãos de pólen nascem nas anteras. O gineceu é a estrutura reprodutiva feminina. O carpelo é a estrutura individual do gineceu e possui um estigma, o pedúnculo ou estilete e o ovário.

Discuta as diferenças entre uma flor completa e uma flor incompleta.

Se todas as quatro espirais de uma flor estiverem presentes, é uma flor completa. Se alguma das quatro partes estiver faltando, é conhecido como incompleto. As flores que contêm um androceu e um gineceu são chamadas de andróginas ou hermafroditas. Aquelas que contêm apenas um androceu são conhecidas como flores estaminadas e aquelas que possuem apenas carpelos são conhecidas como carpeladas. Se as flores masculinas e femininas nascem na mesma planta, ela é chamada de monóica, enquanto as plantas com flores masculinas e femininas em plantas separadas são denominadas dióicas.

Glossário


Gametófito masculino (o grão de pólen)

O gametófito masculino se desenvolve e atinge a maturidade em uma antera imatura. Nos órgãos reprodutores masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como microsporângio (Figura). Os microsporangia, que geralmente são bilobados, são sacos polínicos nos quais os micrósporos se desenvolvem em grãos de pólen. Eles são encontrados na antera, que está no final do estame - o filamento longo que sustenta a antera.

É mostrado (a) uma seção transversal de uma antera em dois estágios de desenvolvimento. A antera imatura (topo) contém quatro microsporângios ou sacos polínicos. Cada microsporângio contém centenas de células-mãe de micrósporos, cada uma delas dando origem a quatro grãos de pólen. O tapetum apóia o desenvolvimento e a maturação dos grãos de pólen. Após a maturação do pólen (parte inferior), as paredes do saco polínico se abrem e os grãos de pólen (gametófitos masculinos) são liberados. (b) Nessas micrografias eletrônicas de varredura, os sacos polínicos estão prontos para explodir, liberando seus grãos. (crédito b: modificação do trabalho de Robert R. Wise dados da barra de escala de Matt Russell)

Dentro do microsporângio, a célula-mãe do micrósporo se divide por meiose para dar origem a quatro micrósporos, cada um dos quais formará um grão de pólen (Figura). Uma camada interna de células, conhecida como tapete, fornece nutrição para os micrósporos em desenvolvimento e contribui com componentes essenciais para a parede do pólen. Os grãos de pólen maduros contêm duas células: uma célula geradora e uma célula do tubo polínico. A célula geradora está contida na célula maior do tubo polínico. Após a germinação, a célula tubular forma o tubo polínico através do qual a célula geradora migra para entrar no ovário. Durante seu trânsito dentro do tubo polínico, a célula geradora se divide para formar dois gametas masculinos (células espermáticas). Na maturidade, o microsporangia estourou, liberando os grãos de pólen da antera.

O pólen se desenvolve a partir das células-mãe dos micrósporos. O grão de pólen maduro é composto de duas células: a célula do tubo polínico e a célula geradora, que está dentro da célula do tubo. O grão de pólen tem duas coberturas: uma camada interna (intina) e uma camada externa (exina). A micrografia eletrônica de varredura inserida mostra Arabidopsis lyrata grãos de pólen. (crédito "micrografia de pólen": modificação do trabalho por Robert R. Wise dados de barra de escala de Matt Russell)

Cada grão de pólen possui duas coberturas: a exina (camada mais espessa, externa) e a intina (Figura). A exina contém esporopolenina, uma substância impermeabilizante complexa fornecida pelas células do tapete. A esporopolenina permite que o pólen sobreviva em condições desfavoráveis ​​e seja transportado pelo vento, pela água ou por agentes biológicos sem sofrer danos.


169 Desenvolvimento e Estrutura Reprodutiva

Ao final desta seção, você será capaz de fazer o seguinte:

  • Descreva as duas fases do ciclo de vida de uma planta
  • Compare e contraste gametófitos masculinos e femininos e explique como eles se formam nas angiospermas
  • Descreva as estruturas reprodutivas de uma planta
  • Descreva os componentes de uma flor completa
  • Descreva o desenvolvimento de microsporângio e megasporângio em gimnospermas

A reprodução sexual ocorre com pequenas variações em diferentes grupos de plantas. As plantas têm dois estágios distintos em seu ciclo de vida: o estágio gametófito e o estágio esporófito. O gametófito haplóide produz os gametas masculino e feminino por mitose em estruturas multicelulares distintas. A fusão dos gametas masculinos e femininos forma o zigoto diplóide, que se desenvolve no esporófito. Após atingir a maturidade, o esporófito diploide produz esporos por meiose, que por sua vez se dividem por mitose para produzir o gametófito haplóide. O novo gametófito produz gametas e o ciclo continua. Esta é a alternância de gerações e é típica da reprodução das plantas ((Figura)).


O ciclo de vida das plantas superiores é dominado pelo estágio de esporófito, com o gametófito carregado no esporófito. Nas samambaias, o gametófito tem vida livre e estrutura muito distinta do esporófito diplóide. Em briófitas, como musgos, o gametófito haplóide é mais desenvolvido do que o esporófito.

Durante a fase vegetativa de crescimento, as plantas aumentam de tamanho e produzem um sistema de rebentos e um sistema de raízes. À medida que entram na fase reprodutiva, alguns dos ramos começam a dar flores. Muitas flores nascem sozinhas, enquanto algumas nascem em cachos. A flor é carregada em um talo conhecido como receptáculo. A forma, a cor e o tamanho das flores são únicos para cada espécie e costumam ser usados ​​pelos taxonomistas para classificar as plantas.

Reprodução Sexual em Angiospermas

O ciclo de vida das angiospermas segue a alternância de gerações explicada anteriormente. O gametófito haplóide se alterna com o esporófito diploide durante o processo de reprodução sexual das angiospermas. As flores contêm as estruturas reprodutivas da planta.

Estrutura da Flor

Uma flor típica tem quatro partes principais - ou espirais - conhecidas como cálice, corola, androceu e gineceu ((Figura)). O verticilo externo da flor tem estruturas verdes e folhosas conhecidas como sépalas. As sépalas, chamadas coletivamente de cálice, ajudam a proteger o botão fechado. O segundo verticilo é composto de pétalas - geralmente de cores vivas - chamadas coletivamente de corola. O número de sépalas e pétalas varia dependendo se a planta é monocotiledônea ou dicotiledônea. Nas monocotiledôneas, as pétalas geralmente são três ou múltiplos de três nas dicotiledôneas, o número de pétalas é quatro ou cinco, ou múltiplos de quatro e cinco. Juntos, o cálice e a corola são conhecidos como perianto. O terceiro verticilo contém as estruturas reprodutivas masculinas e é conhecido como androceu. O androceu possui estames com anteras que contêm os microsporângios. O grupo mais interno de estruturas na flor é o gineceu, ou componente (s) reprodutivo (s) feminino (s). O carpelo é a unidade individual do gineceu e possui estigma, estilete e ovário. Uma flor pode ter um ou vários carpelos.


Se a antera estiver faltando, que tipo de estrutura reprodutiva a flor será incapaz de produzir? Que termo é usado para descrever uma flor incompleta sem o androceu? Que termo descreve uma flor incompleta sem um gineceu?

Se todas as quatro espirais (o cálice, a corola, o androceu e o gineceu) estiverem presentes, a flor é descrita como completa. Se alguma das quatro partes estiver faltando, a flor é considerada incompleta. As flores que contêm um androceu e um gineceu são chamadas de perfeitas, andróginas ou hermafroditas. Existem dois tipos de flores incompletas: as flores estaminadas contêm apenas um androceu e as flores carpeladas têm apenas um gineceu ((Figura)).


Se as flores masculinas e femininas nascem da mesma planta, a espécie é chamada monóica (que significa “uma casa”): exemplos são o milho e a ervilha. Espécies com flores masculinas e femininas nascidas em plantas separadas são denominadas dióicas, ou "duas casas", exemplos das quais são C. papaya e Cannabis. O ovário, que pode conter um ou vários óvulos, pode ser colocado acima de outras partes da flor, que é referido como superior ou, pode ser colocado abaixo das outras partes da flor, referido como inferior ((Figura)).


Gametófito masculino (o grão de pólen)

O gametófito masculino se desenvolve e atinge a maturidade em uma antera imatura. Nos órgãos reprodutores masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como microsporângio ((Figura)). Os microsporângios, geralmente bilobados, são sacos polínicos nos quais os micrósporos se transformam em grãos de pólen. Eles são encontrados na antera, que está no final do estame - o filamento longo que sustenta a antera.


Dentro do microsporângio, a célula-mãe do micrósporo se divide por meiose para dar origem a quatro micrósporos, cada um dos quais formará um grão de pólen ((Figura)). An inner layer of cells, known as the tapetum, provides nutrition to the developing microspores and contributes key components to the pollen wall. Mature pollen grains contain two cells: a generative cell and a pollen tube cell. The generative cell is contained within the larger pollen tube cell. Upon germination, the tube cell forms the pollen tube through which the generative cell migrates to enter the ovary. During its transit inside the pollen tube, the generative cell divides to form two male gametes (sperm cells). Upon maturity, the microsporangia burst, releasing the pollen grains from the anther.


Each pollen grain has two coverings: the exine (thicker, outer layer) and the intine ((Figure)). The exine contains sporopollenin, a complex waterproofing substance supplied by the tapetal cells. Sporopollenin allows the pollen to survive under unfavorable conditions and to be carried by wind, water, or biological agents without undergoing damage.

Female Gametophyte (The Embryo Sac)

While the details may vary between species, the overall development of the female gametophyte has two distinct phases. First, in the process of megasporogenesis , a single cell in the diploid megasporangium —an area of tissue in the ovules—undergoes meiosis to produce four megaspores, only one of which survives. During the second phase, megagametogenesis , the surviving haploid megaspore undergoes mitosis to produce an eight-nucleate, seven-cell female gametophyte, also known as the megagametophyte or embryo sac. Two of the nuclei—the polar nuclei —move to the equator and fuse, forming a single, diploid central cell. This central cell later fuses with a sperm to form the triploid endosperm. Three nuclei position themselves on the end of the embryo sac opposite the micropyle and develop into the antipodal cells, which later degenerate. The nucleus closest to the micropyle becomes the female gamete, or egg cell, and the two adjacent nuclei develop into synergid cells ((Figure)). The synergids help guide the pollen tube for successful fertilization, after which they disintegrate. Once fertilization is complete, the resulting diploid zygote develops into the embryo, and the fertilized ovule forms the other tissues of the seed.

A double-layered integument protects the megasporangium and, later, the embryo sac. The integument will develop into the seed coat after fertilization and protect the entire seed. The ovule wall will become part of the fruit. The integuments, while protecting the megasporangium, do not enclose it completely, but leave an opening called the micropyle . The micropyle allows the pollen tube to enter the female gametophyte for fertilization.


An embryo sac is missing the synergids. What specific impact would you expect this to have on fertilization?

  1. The pollen tube will be unable to form.
  2. The pollen tube will form but will not be guided toward the egg.
  3. Fertilization will not occur because the synergid is the egg.
  4. Fertilization will occur but the embryo will not be able to grow.

Sexual Reproduction in Gymnosperms

Tal como acontece com as angiospermas, o ciclo de vida de uma gimnosperma também é caracterizado pela alternância de gerações. In conifers such as pines, the green leafy part of the plant is the sporophyte, and the cones contain the male and female gametophytes ((Figure)). Os cones femininos são maiores do que os cones masculinos e estão posicionados no topo da árvore; os cones masculinos pequenos estão localizados na região inferior da árvore. Como o pólen é derramado e soprado pelo vento, esse arranjo torna difícil para uma gimnosperma se autopolinizar.


Gametófito Masculino

Um cone macho tem um eixo central no qual as brácteas, um tipo de folha modificada, são fixadas. The bracts are known as microsporophylls ((Figure)) and are the sites where microspores will develop. Os micrósporos se desenvolvem dentro do microsporângio. Dentro do microsporângio, as células conhecidas como microsporócitos se dividem por meiose para produzir quatro micrósporos haplóides. A mitose posterior do micrósporo produz dois núcleos: o núcleo gerador e o núcleo tubular. Após a maturidade, o gametófito masculino (pólen) é liberado dos cones masculinos e é levado pelo vento para pousar no cone feminino.

Assista a este vídeo para ver um cedro liberando seu pólen ao vento.

Female Gametophyte

The female cone also has a central axis on which bracts known as megasporophylls ((Figure)) are present. In the female cone, megaspore mother cells are present in the megasporangium. The megaspore mother cell divides by meiosis to produce four haploid megaspores. One of the megaspores divides to form the multicellular female gametophyte, while the others divide to form the rest of the structure. The female gametophyte is contained within a structure called the archegonium.


Reproductive Process

Upon landing on the female cone, the tube cell of the pollen forms the pollen tube, through which the generative cell migrates towards the female gametophyte through the micropyle. It takes approximately one year for the pollen tube to grow and migrate towards the female gametophyte. The male gametophyte containing the generative cell splits into two sperm nuclei, one of which fuses with the egg, while the other degenerates. After fertilization of the egg, the diploid zygote is formed, which divides by mitosis to form the embryo. The scales of the cones are closed during development of the seed. The seed is covered by a seed coat, which is derived from the female sporophyte. Seed development takes another one to two years. Once the seed is ready to be dispersed, the bracts of the female cones open to allow the dispersal of seed no fruit formation takes place because gymnosperm seeds have no covering.

Angiosperms versus Gymnosperms

Gymnosperm reproduction differs from that of angiosperms in several ways ((Figure)). In angiosperms, the female gametophyte exists in an enclosed structure—the ovule—which is within the ovary in gymnosperms, the female gametophyte is present on exposed bracts of the female cone. Double fertilization is a key event in the lifecycle of angiosperms, but is completely absent in gymnosperms. The male and female gametophyte structures are present on separate male and female cones in gymnosperms, whereas in angiosperms, they are a part of the flower. Lastly, wind plays an important role in pollination in gymnosperms because pollen is blown by the wind to land on the female cones. Although many angiosperms are also wind-pollinated, animal pollination is more common.


View an animation of the double fertilization process of angiosperms.

Resumo da Seção

A flor contém as estruturas reprodutivas de uma planta. Todas as flores completas contêm quatro verticilos: o cálice, a corola, o androceu e o gineceu. Os estames são constituídos por anteras, nas quais os grãos de pólen são produzidos, e um cordão de suporte denominado filamento. O pólen contém duas células - uma célula geradora e uma célula tubular - e é coberto por duas camadas chamadas intina e exina. Os carpelos, que são as estruturas reprodutivas femininas, consistem no estigma, estilete e ovário. O gametófito feminino é formado por divisões mitóticas do megásporo, formando um saco óvulo de oito núcleos. Ele é coberto por uma camada conhecida como tegumento. O tegumento contém uma abertura chamada micrópila, através da qual o tubo polínico entra no saco embrionário.

O esporófito diplóide de angiospermas e gimnospermas é o estágio conspícuo e de longa duração do ciclo de vida. Os esporófitos diferenciam estruturas reprodutivas especializadas chamadas esporângios, que se dedicam à produção de esporos. O microsporângio contém células-mãe de micrósporos, que se dividem por meiose para produzir micrósporos haplóides. Os micrósporos se desenvolvem em gametófitos masculinos que são liberados como pólen. O megasporângio contém células-mãe de megásporos, que se dividem por meiose para produzir megásporos haplóides. Um megásporo se desenvolve em um gametófito feminino contendo um ovo haplóide. Um novo esporófito diplóide é formado quando um gameta masculino de um grão de pólen entra no saco do óvulo e fertiliza esse ovo.

Perguntas de conexão visual

(Figure) If the anther is missing, what type of reproductive structure will the flower be unable to produce? What term is used to describe a flower that is normally lacking the androecium? What term describes a flower lacking a gynoecium?

(Figure) Pollen (or sperm) carpellate staminate.

(Figure) An embryo sac is missing the synergids. What specific impact would you expect this to have on fertilization?

  1. The pollen tube will be unable to form.
  2. The pollen tube will form but will not be guided toward the egg.
  3. Fertilization will not occur because the synergid is the egg.
  4. Fertilization will occur but the embryo will not be able to grow.

(Figure) B: The pollen tube will form but will not be guided toward the egg.

Perguntas de revisão

Nos órgãos reprodutores masculinos de uma planta, o desenvolvimento do pólen ocorre em uma estrutura conhecida como ________.

O estame consiste em uma haste longa chamada de filamento que suporta o ________.

Os ________ são chamados coletivamente de cálice.

O pólen pousa em qual parte da flor?

Questões de pensamento crítico

Descreva os órgãos reprodutivos dentro de uma flor.

Dentro da flor estão os órgãos reprodutivos da planta. O estame é o órgão reprodutor masculino. O pólen é produzido no estame. O carpelo é o órgão reprodutor feminino. O ovário é a base inchada do carpelo onde os óvulos são encontrados. Nem todas as flores têm cada uma das quatro partes.

Descreva o ciclo de vida de duas fases das plantas: a fase gametófita e a fase esporófita.

As plantas têm duas fases distintas em seu ciclo de vida: o estágio gametófito e o estágio esporófito. No estágio gametófito, quando as células reprodutivas passam por meiose e produzem células haplóides chamadas esporos, o estágio gametófito começa. Os esporos se dividem por divisão celular para formar estruturas vegetais de uma planta inteiramente nova. As células nessas estruturas ou plantas são haplóides. Algumas dessas células sofrem divisão celular e formam células sexuais. A fecundação, a união de células sexuais haplóides, dá início ao estágio esporófito. As células formadas neste estágio possuem o número diplóide de cromossomos. A meiose em algumas dessas células forma esporos e o ciclo recomeça: um processo conhecido como alternância de gerações.

Descreva as quatro partes principais, ou espirais, de uma flor.

Uma flor típica tem quatro partes principais, ou espirais: o cálice, a corola, o androceu e o gineceu. O verticilo externo da flor tem estruturas de folhas verdes conhecidas como sépalas, que são chamadas coletivamente de cálice. Ajuda a proteger o botão fechado. O segundo verticilo é composto de pétalas de cores vivas que são conhecidas coletivamente como corola. O terceiro verticilo é a estrutura reprodutiva masculina conhecida como androceu. O androceu possui estames, que possuem anteras em um talo ou filamento. Os grãos de pólen nascem nas anteras. O gineceu é a estrutura reprodutiva feminina. O carpelo é a estrutura individual do gineceu e possui um estigma, o pedúnculo ou estilete e o ovário.

Discuta as diferenças entre uma flor completa e uma flor incompleta.

Se todas as quatro espirais de uma flor estiverem presentes, é uma flor completa. Se alguma das quatro partes estiver faltando, é conhecido como incompleto. As flores que contêm um androceu e um gineceu são chamadas de andróginas ou hermafroditas. Aquelas que contêm apenas um androceu são conhecidas como flores estaminadas e aquelas que possuem apenas carpelos são conhecidas como carpeladas. Se as flores masculinas e femininas nascem na mesma planta, ela é chamada de monóica, enquanto as plantas com flores masculinas e femininas em plantas separadas são denominadas dióicas.

Glossário


The human female reproductive system is a series of organs primarily located inside the body and around the pelvic region of a female that contribute towards the reproductive process. The human female reproductive system contains three main parts: the vulva, which leads to the vagina, the vaginal opening, to the uterus the uterus, which holds the developing fetus and the ovaries, which produce the female’s ova. The breasts are involved during the parenting stage of reproduction, but in most classifications they are not considered to be part of the female reproductive system.

The vagina meets the outside at the vulva, which also includes the labia, clitoris and urethra during intercourse this area is lubricated by mucus secreted by the Bartholin’s glands. The vagina is attached to the uterus through the cervix, while the uterus is attached to the ovaries via the Fallopian tubes. Each ovary contains hundreds of egg cells or ova (singular ovum).

Approximately every 28 days, the pituitary gland releases a hormone that stimulates some of the ova to develop and grow. One ovum is released and it passes through the Fallopian tube into the uterus. Hormones produced by the ovaries prepare the uterus to receive the ovum. The lining of the uterus, called the endometrium, and unfertilized ova are shed each cycle through the process of menstruation. If the ovum is fertilized by sperm, it attaches to the endometrium and the fetus develops.


Reproductive Development and Structure

The alternation of generations in angiosperms is depicted in this diagram. (credit: modification of work by Peter Coxhead)

The life cycle of higher plants is dominated by the sporophyte stage, with the gametophyte borne on the sporophyte. In ferns, the gametophyte is free-living and very distinct in structure from the diploid sporophyte. In bryophytes, such as mosses, the haploid gametophyte is more developed than the sporophyte.

During the vegetative phase of growth, plants increase in size and produce a shoot system and a root system. As they enter the reproductive phase, some of the branches start to bear flowers. Many flowers are borne singly, whereas some are borne in clusters. The flower is borne on a stalk known as a receptacle. Flower shape, color, and size are unique to each species, and are often used by taxonomists to classify plants.


TYPE 2: Pinus Occurrence , Structure & Reproduction

O gênero Pinus possui cerca de 90 espécies. Tem distribuição mundial. Eles estão presentes principalmente nas regiões temperadas. Four species of pinus are found in Pakistan: Pinus wallichiana Pinus halepensis Pinus roxburghil Pinus gerardiana

Estrutura geral

The plant body is sporophyte. It is an evergreen tall tree. Plant body is divided into root, stem and leaves Stem: The main trunk is unbranched. It has branches confined to the apical region. These branches form a characteristic canopy. It is covered with a scaly bark. Its branches are dimorphic.

(a)Branches of unlimited growth: The main branches have an unlimited growth. They bear only scale leaves.

(b)Branches of limited growth: Branches of limited growth or dwarf branches are produced in the axil of the scale leaves on the main branches. These are about I -2cm long. These are covered by one or two scale leaves. These branches also bear foliage leaves. A dwarf shoot with its foliage leaves is called spur.

Leaf: Pinus has two types of leaves: scale leaves and foliage leaves. (uma) Scale leaves: The scale leaves are small, membranous and brownish in colour. These are protective in function. They are present on the main and dwarf shoots.

(b)Foliage leaves: The foliage leaves are green and needle-like. They are found only on the dwarf shoots forming the spur.

Raízes: Pinus has a well developed tap root. It remains short and grows on hard ground or rocks. The lateral roots are well developed. These roots spread over a large area. Young roots are infested with a fungus to form mycorrhizae.

Internal Structure of the Stem

Stem is differentiated internally into epidermis, cortex, vascular tissue and central pith.

1 Fnidermis: The surface is covered by an epidermis. It consists of a single layer of cells. Outer walls of these cells are highly cutinized. Below the epidermis is a hypodermis which is formed of layers of lignified cells.

  1. Cortex: The cortex is formed of parenchymatous cells. Cortex has a large number of resin canals. Each resin canal is surrounded by a layer of resin secreting glandular epithelial cells.
  2. Vascular bundler The vascular bundles are conjoint, collateral and open. They form a ring around the pith. In each vascular bundle the xylem is towards the inner side and phloem towards the outer

lado. A narrow strip of câmbio is present between xylem and phloem. Pericycle is present outer to the ring of vascular bundles. A single layered thin walled endodermis is present outside the pericycle. Secondary growth takes place by the activity of cambium ring. There are distinct annual growth rings in the wood.

4. Bark: Phellogen originates in the deeper layers of the cortex. It is present in the form of strips. It produces characteristic scaly bark.

Internal Structure of Leaf

A transverse section shows following internal parts of the leaf:

  1. Epidermis: Leaf is covered by thick walled epidermis. Epidermis is covered by a thick layer of cuticle. Sunken stomata are present below the general surface. Two or three layered hypodermis is present underneath the epidermis. Hypodermis is composed of sclerenchymatous tissues. This hypodermis is the main strengthening tissue of the leaf.
  2. Mesophyll: The mesophyll of the leaf is parenchymatous. It is not differentiated into palisade and spongy parenchyma. Resin canals are present below the hypodermis. Each resin canal is lino by a layer of small epithelial cells. Each leaf is supplied by tw unbranched veins.

3. Endodermis and vascular tissues: Endodermis is present outside the pericycle. Pericycle surrounds the xylem. Pericycle is formed of parenchymatous cells. Its cells adjacent to the phloem are called aluminous cells. The cells adjacent to the xylem are called tracheidal cells. These specialized cells form the transfusion tissue. They help in the lateral flow of nutrients.

Internal Structure of Root

young root is di- to pentarch. Xylem bundles are Y-shaped. Seuwtil parenchymatous pith may be present or absent in the centre. The ring of vascular bundles is surrounded by two to three layered pericycles. Pericycle is surrounded by endodermis. The cortex consists of a few layers of thin walled parenchymatous cells. Root lairs may be present or absent. Roots may be covered by lycorrhizal fungus.

Reprodução

Pinus is me , oecious. Plant develops both male and female strobili on the same plant. The strobili are monosporous. There is no vegetative reproduction in Pinus.

The male cones are much smaller. They are produced in :lusters near the tip of the long shoots. The male cones are produced in the spring. Each male cone has a central axis. It bears a nua Der of spirally arranged microsporophylls or stamens. Each microsporophyll has sac like microsporangia (pollen sacs) on the ventral side. Each microsporangium produces a large number of microspores (pollen grains). The wall of each microspore (pollen grain) consists of an inner Milne and an outer exine. It has balloon like wings. The wings help in the dispersal of spores by wind.

Development of Microsporangium (Stamen)

  1. A number of hypodermal cells act sporangial initials. The sporangial initials divides to form outer wall initials and the inner a rchesporial
  2. The wall initials divide to form a many layered wall of the sporangium. The archesporial initials also increase in number by

the repeated divisions. The peripheral cells of the archesporium form the tapetum.

  1. Some of the archesporial cells are transformed into microspore mother cells. The remaining archesporial cells and the tapetal layer provide nourishment to the developing microspore mother cells.
  2. The microspore mother cell divides to form four microspores or pollen grains. The exine of spore forms wings. The pollen grain divides in to smaller and larger cells. The smaller cell again divides to form two small prothalial cells. The larger cell becomes antheridial cell. The sporangium splits and microspores are released from the microsporangia at this stage.

Female Cone

Female cones are produced in the axils of the scale leaves. The production of female cones is initiated in the winter. These become ready for pollination during the following spring. Each young female cone has a central axis. It bears spirally arranged scales. The scales are of two types. Some are thin membranous and are directly attached to the central axis. They are called bract scales. Woody ovuliferous scales are present on the ventral surface of each bract scale. The broader end of the ovuliferous scale has projection called the umbo. Each ovuliferous scale bears two ovules. They are situated side by side on upper side. Each ovule (megasporangium) has a mass of nucellar tissue. They are surrounded by a single integument. The micropylar end of the ovule is directed towards the central axis. A single megaspore mother cell is differentiated in the nuc,ellus near the micropylar end. This megaspore mother cell undergoes meiosis to form four megaspores. Only the lower most megaspore remains functional. The others disintegrate. Functional megaspore (embryo sac) increases in size. It occupies the major part of the nucellus. Pollination takes place at this stage.

Female Prothallus

The megaspore divides many times to form female prothallus. Megaspore wall encloses the female prothallus. Três archegonia are produced towards the micropylar end. Each archegonium develops from a single prothalial cell. Archegonia consist of a large venter e um short neck. The oosphere or egg is very large. It is bounded by the prothalial cells. There is a small ventral canal cell below the neck. The neck is without any neck canal cells. The prothalial tissue enlarges very much in size. It crushes all nueellar tissue except a small amount near the micropylar end.

Polinização

Each ovule secretes a mucilaginous drop at the micropylar end. A gap is produced between the ends of the ovuliferous scales. It forms a passage for the entry of pollen grains. Wind carried pollen grains. The mucilage drop entangles the pollen grain. Pollen grain is carried through the micropyle to the surface of the nucellus.

Male Prothallus

The pollen grain has two prothalial cells and an antheridial cell. These cells soon disintegrate. Further development of the pollen grain takes place at the surface of the nucellus. The antheridial cell cut off second prothalial cell. It also cut off generative cell adjacent to the prothalial cells. The remaining large cell is known as the tube cell. Its nucleus is called tube nucleus. Tube nuclers controls the growth of the pollen tube. Exine of the pollen grain ruptures. Intine grows out to form the pollen tube. It grows through the nucellus. But its activity stops till spring. Female cone enlarges very much in size after pollination. Outer ends of the ovuliferous scales increase very much. They meet each other to close the gaps in between them. The cone is covered with a lot of resinous secretions.

The pollen grain resumes its activity in the spring. Generative cell divides into two cells: stalk cell e a body cell over the stalk cell. Body cell divides into two unequal male cells or sperms. Male cells pass down to the tip of the pollen tube. The pollen tube grows through the nucellus. It passes through the neck of the archegonium and touches the oosphere. One male nucleus fuses with the oosphere to form oospore. The other degenerates. Fertilization is completed in the June of second year.

Formation of Embryo and Seed

Diploid nucleus divides thrice to form eight cells. The lower four cells becomes proembryonal cells. The upper four nuclei are separated by incomplete cell walls. Four proembryonal divides to produce three tiers of cells:

1. Embryonal cell: The cells of the lower tier become embryonal

células. The four embryonal cells separate from each other. Each develops into a separate embryo independently. Each embryonal cell forms secondary suspensor cells. The formation of more than one embryo from a single fertilized oosphere is called polyembryony. Only one embryo reaches maturity. The rest are aborted.

  1. Suspensor cells: The cells of the middle tier become suspensor cells. Suspensor cells elongate very much. It pushes the developing embryos into the prothalial tissue for nutrition.
  2. Rosette cells: The cells of the upper most tiers are called the rosette cells. These cells do not take part in the development of the embryo.

A fully developed embryo is in the form a short straight axis. Seu radícula is present towards the micropylar end. Plumule is present towards the inner side. Plumule is surrounded by ten cotyledons. The unutilized prothalial tissue forms the endosperma. The persistant nucellus tissues near the micropylar end form the perisperm. The integument becomes hard testa. Some part of the ovuliferous scale fuses with the developing seed. It makes a large wing for dispersal of seed. The axis of the female cone rapidly increases. It produces gaps in ovuliferous scales. The cone becomes woody for the dispersal of seeds.

Germination of Seed

The radicle grows out. It splits the testa at the micropylar end. This radicle grows down into the soil and forms the primary root. The hypocotyl elongates to form a loop. Then it becomes straight. It carries with it the plumule and the cotyledons. The testa is also carried up with the cotyledons. The plumule forms the first main


Reproductive Process

Upon landing on the female cone, the tube cell of the pollen forms the pollen tube, through which the generative cell migrates towards the female gametophyte through the micropyle. It takes approximately one year for the pollen tube to grow and migrate towards the female gametophyte. The male gametophyte containing the generative cell splits into two sperm nuclei, one of which fuses with the egg, while the other degenerates. After fertilization of the egg, the diploid zygote is formed, which divides by mitosis to form the embryo. The scales of the cones are closed during development of the seed. The seed is covered by a seed coat, which is derived from the female sporophyte. Seed development takes another one to two years. Once the seed is ready to be dispersed, the bracts of the female cones open to allow the dispersal of seed no fruit formation takes place because gymnosperm seeds have no covering.


Footnotes

Have you ever wondered why there are no moss trees? Aside from the fact that the gametophytes of mosses (and other plants) do not have the necessary structural support and transport systems to attain tree height, it would be very difficult for a sperm to swim up a tree!

Isto é possible to have tree ferns, for two reasons. First, the gametophyte develops on the ground, where water can facilitate fertilization. Secondly, unlike mosses, the fern sporophyte has vascular tissue, which provides the support and transport system necessary to achieve substantial height.

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