• เกสรเพศผู้ >> ไมโครสปอร์ • เกสรเพศเมีย >> เมกะสปอร์ • สปอร์ >> เจริญและพัฒนา • แกมีโทไฟต์(ในดอก) • บน (ต้น) สปอโรไฟต์ • ไมโครสปอร์+ เมกะสปอร์ ดอกเดียวกัน • ไมโครสปอร์/ เมกะสปอร์ ต่างดอกต้นเดียว • ไมโครสปอร์/ เมกะสปอร์ ต่างต้นกัน การสร้างไมโครสปอร์และเมกะสปอร์
• การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้ของพืชดอกจะเกิดขึ้นภายในอับเรณู (Anther) • ซึ่งประกอบด้วยอับละอองเรณู (Pollen Sac) อยู่ 4 อัน • ภายในอับละอองเรณูจะมีเซลล์อยู่เป็นกลุ่ม ๆ แต่ละเซลล์เรียกว่า ไมโครสปอร์มาเทอร์ เซลล์ microsporemother cell (2n) การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือละอองเรณู (Pollen grain)
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือละอองเรณู (Pollen grain)
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือละอองเรณู (Pollen grain)
• micro sporemother cell (2n) แบ่งเซลล์แบบ meiosis 1 ครั้งได้เซลล์ใหม่ 4 เซลล์แต่ละเซลล์ เรียกว่า microspore (n) • Microspore แต่ละเซลล์แบ่งเซลล์แบบ mitosis 1 ครั้งได้ 2 นิวเคลียส คือ Generative nucleus และ tube nucleus เซลล์ในระยะนี้เรียกว่า ละอองเรณู (Pollengrain) หรือ แกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) • หลังจากตกที่ยอดเกสรเพศเมีย : เจเนอเรทีฟนิวเคลียส (generative nucleus) แบ่งเซลล์แบบ mitosis 1 ครั้งได้ 2 เสปิร์มนิวคลีไอ การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศผู้หรือละอองเรณู (Pollen grain)
แสดงการสร้างละอองเรณู ก. เกสรตัวผู้ แสดงก้านชูเกสรตัวผู้ (Filament) อับเรณู (Anther) ภายใน มีถุง ละอองเรณู (Pollen sac) ข. ผ่าอับละอองเรณูตามขวางจะเห็นถุง ละอองเรณูชัดเจน ค. เริ่มจาก 1 ไมโครสปอร์มาเทอร์เซลล์ มี โครโมโซม 2n แบ่งเซลล์แบบไมโอซิสได้เป็น 2 เซลล์ (dyad)และ 4 เซลล์ (Tetrad) ง. 4 เซลล์แยกออกจากกันกลายเป็นไมโครส ปอร์ จ. ละอองรูณูมีนิวเคลียส 2 ชนิด คือ เจน เนอเรทีฟนิวเคลียส ซึ่งจะแบ่งตัวแบบไมโท ซิสให้ 2 เสปิร์มนิวคลีไอ ส่วนทิวป์นิวเคลียส จะท าหน้าที่สลายผนังรังไข่ของเกสรตัวเมีย ฉ. แสดงส่วนต่าง ๆ ของละอองเรณูขณะ งอกเข้าไปสู่รังไข่
ละอองเรณูของพืชแต่ละชนิดจะมีขนาดรูปร่างแตกต่างกัน ดอกระงับพิษ ดอกแมแมะ ดอกขันทองพยาบาท ดอกมะเยาะเหลี่ยม ดอกมะฝ่อ ดอกคันแหลน ดอกสมอทะเล ภาพแสดงลักษณะของละอองเรณูชนิดต่าง ๆ
• เกิดขึ้นภายในรังไข่ (Ovary) • ในออวุลมีเซลล์ขนาดใหญ่ = Megaspore mother cell (2n) • เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ (2n) แบ่งแบบ meiosis ได้ 4 เซลล์แต่ละเซลล์เรียกว่า เมกะสปอร์มา (n) การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย หรือ การสร้างไข่ (MEGASPOROGENESIS)
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย หรือ การสร้างไข่ (MEGASPOROGENESIS)
2. กลุ่มที่อยู่ด้านไมโครไพล์ มี 3 เซลล์ 3 นิวเคลียส นิวเคลียสอันกลางมีขนาดใหญ่ เรียกว่า เซลล์ไข่ (egg cell) อีก 2 อัน ข้างๆ เรียกว่า ซินเนอน์จิดส์(synergids) 1. กลุ่มที่อยู่ตรงข้ามกับไมโครไพล์ มี 3 เซลล์ 3 นิวเคลียส มีเยื่อหุ้มเป็น 3 เซลล์เรียกว่า แอนติโพแดล (antipodels cell)
3. กลุ่มที่อยู่กลางเซลล์ มี 2 นิวเคลียส แต่มีเยื่อหุ้มรวมกันกลายเป็น 1 เซลล์ เรียกว่า โพลาร์นิวคลีไอ (polar nuclei cell) ดังนั้น ภายในออวุลจึงประกอบด้วย 7 เซลล์ ที่มี 8 นิวเคลียส เมกะสปอร์ในระยะ นี้เรียกชื่อใหม่ว่า ถุงเอ็มบริโอ (embryo sac) หรือ แกมีโทไฟต์เพศเมีย (female gametophyte)
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย หรือ การสร้างไข่ (MEGASPOROGENESIS)
การสร้างเซลล์สืบพันธุ์เพศเมีย หรือ การสร้างไข่ (MEGASPOROGENESIS) เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ (2n) 4 เมกะสปอร์ (n) 3 เมกะสปอร์สลายตัว 1 เมกะสปอร์ เมกะสปอร์มี 8 นิวเคลียส ถุงเอมบริโอหรือแกมีโทไฟต์เพศเมีย ที่มี 7 เซลล์ 8 นิวเคลียส แอนติโปตัล 3 เซลล์ 3 นิวเคลียส (n, n, n) โพลาร์เซลล์ 1 เซลล์ 2 นิวเคลียส (n, n) ไข่ 1 เซลล์ 1 นิวเคลียส (n) ซินเนอร์จิด 2 เซลล์ 2 นิวเคลียส (n, n)
การถ่ายละอองเรณู การงอกหลอดเรณู และการปฏิสนธิ
• การน าละอองเรณูที่แก่เต็มที่มาตกลงบนยอดเกสรตัวเมีย • ปัจจัยทีท าให้เกิดการถ่ายละอองเรณู (ผสมพันธุ์): -เกสรตัวผู้พร้อมส าหรับการผสมพันธุ์ = ละอองเรณูแก่ (แตกออกจากอับเรณู) -ยอดเกสรตัวเมียพร้อมส าหรับการผสมพันธุ์ = มีขนหรือน ้าหวาน ออกมาที่ยอด/ต่อน ้าหวาน • วิธีการ : -เกิดขึ้นโดยมนุษย์ ผสมเพื่อให้เกิดการติดผล ผสมเพื่อปรับปรุงพันธุ์ การถ่ายละอองเรณู (POLLINATIN) -เกิดขึ้นโดยธรรมชาติ แมลง/นกมาดูดน ้าหวาน ซึ่งพาเกสรติดมาด้วย ลมพัดละอองเกสรจะต้นหนึ่งสู่อีกต้นหนึ่ง แรงดูดของละอองเรณูเมื่ออับเรณูแตก
• ถ่ายละอองเรณูภายในดอกเดียวกัน/ข้ามดอกในต้นเดียวกัน (Self pollination): ส่งผลให้ลักษณะทางพันธุกรรมของพืชรุ่นลูกเหมือนต้นเดิม ในธรรมชาติมีวิธีป้องกันการ ผสมกันเองโดยท าให้ละอองเรณูและเซลล์ไข่เจริญไม่พร้อมกัน • ถ่ายละอองเรณูข้ามต้นในพืชชนิดเดียวกัน (Cross pollination): ส่งผลให้ลักษณะทางพันธุกรรมของพืชรุ่นลูกแตกต่างไปจากพืชต้นเดิม ท าให้พืชมีลักษณะ ต่างๆหลากหลายและอาจได้พืชพันธุ์ใหม่เกิดขึ้น การถ่ายละอองเรณู (POLLINATIN)
หลังการถ่ายเรณู เรณูจะงอกหลอดเรณูผ่านยอดเกสรเพศเมียแล้วผ่านก้าน เกสรเพศเมียลงไปจนถึงรังไข่ สเปิร์มเซลล์ทั้ง 2 เซลล์จะเคลื่อนตามทิวบ์นิวเคลียสเข้า ไปในหลอดเรณูซึ่งจะผ่านเข้าไปในออวุลทางไมโครไพล์แล้วปล่อยสเปิร์มเข้าไปภายใน ถุงเอ็มบริโอเพื่อเกิดการปฏิสนธิต่อไป การถ่ายละอองเรณู (POLLINATIN)
การปฏิสนธิซ้อน(double fertilization) ด้วยเหตุที่มี 2 สเปิร์มนิวเคลียสผสมพร้อม ๆ กัน คือ 1 สเปิร์มนิวเคลียส ผสมกับไข่ และอีก 1 สเปิร์มนิวเคลียสผสมกับโพลาร์นิวคลีไอ จึงเรียกว่า การปฏิสนธิซ้อน (Double fertilization) เมื่อมีการปฏิสนธิแล้วออวูล กลายเป็นเมล็ด รังไข่เจริญไปเป็นผล สเปิร์ม (n) + ไข่ ( n ) ไซโกต ( 2n ) เอ็มบริโอ สเปิร์ม (n) + โพลาร์นิวคลีไอ ( 2n ) เอนโดสเปิร์ม ( 3n )
การปฏิสนธิซ้อน(double fertilization) สเปิร์ม (n) + ไข่ ( n ) ไซโกต ( 2n ) เอ็มบริโอ สเปิร์ม (n) + โพลาร์นิวคลีไอ ( 2n ) เอนโดสเปิร์ม ( 3n )
1. หลอดละอองเรณูงอกไปตามก้านเกสรตัวเมีย ภายในบรรจุ generative nucleus (n) และ tube nucleus (n) 2. generative nucleus (n) แบ่งแบบ mitosis 1 ครั้ง ได้ sperm nucleus 2 ตัว 3. tube nucleus สลายตัว และ sperm nucleus ผ่านรู micropyle ของออวุล เข้าไป 4. sperm nucleus ตัวที่ 1 รวมกับเซลล์ไข่ได้เป็น ไซโกต 5. sperm nucleus ตัวที่ 2 รวมกับโพลาร์นิวคลีไอ ได้เป็นเอนโดสเปิร์ม การปฏิสนธิของพืชดอก (FERTILIZATION)
ส่วนประกอบ การเปลี่ยนแปลงหลังการปฏิสนธิ กลีบเลี้ยง เหี่ยวแห้งหลุดไป แต่ในพืชบางชนิดยังคงอยู่ เช่นมังคุด กลีบดอก/ยอดเกสรตัวเมีย/ ก้านเกสรตัวเมีย เหี่ยวแห้งและร่วงหลุดไป Ovule เมล็ด Ovary ผล (บางชนิดเช่น แอปเปิล ชมพู่ ผลเกิดจาก ฐานรอง ดอก) ผนังหุ้มรังไข่ เปลือกและเนื้อของผล Sperm + egg Zygote เอ็มบริโอหรือต้นอ่อน Sperm + polar nuclei endosperm อาหารเลี้ยงเอ็มบริโอหรือต้นอ่อน การเปลี่ยนแปลงหลังการปฏิสนธิ
การเปลี่ยนแปลงหลังการปฏิสนธิ
• การเจริญของ zygote ไปเป็น embryo เกิดจากแบ่งเซลล์แบบ mitosis ได้ 2 เซลล์ • เซลล์ด้านล่างติดกับรู micropyle เรียกว่า เซลล์ฐาน (basal cell) แบ่งเซลล์เพิ่ม จ านวน เรียกว่า เซลล์สนับสนุน (suspensor) ท าหน้าที่ยึด embryo • เซลล์ด้านบนเรียกว่า แอพิคัลเซลล์ (apical cell) แบ่งเซลล์รวดเร็วและอยู่ด้านบนของ เซลล์สนับสนุน • แอพิคัลเซลล์ จะมีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นเนื้อเยื่อและส่วนต่างๆ ของ embryo การเปลี่ยนแปลงหลังการปฏิสนธิ
การเกิดผลและเมล็ด
ผลพัฒนามาจากรังไข่ ผนังรังไข่จะเปลี่ยนแปลงไปเป็นผนังผล และเมล็ด พัฒนามาจากออวุล การเกิดผลและเมล็ด
• ผนังผล (pericarp) เจริญมาจากผนังรัง ไข่แบ่งเป็น 3 ชั้น • ผนังผลชั้นนอก(Exocarp) ผนังผลชั้นกลาง(Mesocarp) ผนังผลชั้นใน(Endocarp) • ผลบางชนิดสามารถแยกผนังผลออกเป็น 3 ชั้นได้ชัดเจน เช่น มะม่วงและมะพร้าว • ผลบางชนิดไม่สามารถแยกผนังผลเป็น 3 ชั้นออกจากกันได้อย่างชัดเจน เช่น เมลอน มะเขือเทศ ฟักทอง และแตงโม ส่วนที่เป็นเนื้อผลคือ ผนังผลชั้นกลางและผนังผลชั้นใน ผล (FRUIT)
พิจารณาจากลักษณะผนังของงผลแบ่งได้ 2 กลุ่มคือ 1. ผนังผลอาจอ่อนนุ่มมีลักษณะอวบน ้า เรียกว่า ผลมีเนื้อ 2. ผนังผลที่แห้งแข็ง เรียกว่า ผลแห้ง ซึ่งผลแห้งนั้นมี 2 แบบ คือ ผลแห้งแบบแตก และผลแห้งแบบไม่แตก ผล (FRUIT)
เมล็ดและเอ็มบริโอ
เมล็ดและเอ็มบริโอ
• ส่วนที่เปลี่ยนแปลงมาจากรังไข่หลังจากเกิดการ ปฏิสนธิแล้ว • เป็นที่อยู่ของเอ็มบริโอ (embryo) ซึ่งจะเจริญเป็น พืชต้นใหม่ • เมล็ดเป็นส่วนส าคัญต่อการด ารงพันธุ์ของพืชดอก • โครงสร้างของเมล็ดประกอบด้วย -เปลือกเมล็ด (Seed coat) -เอ็มบริโอ (embryo) -เอนโดสเปิร์ม (endosperm) เมล็ด (SEED)
ส่วนประกอบของเมล็ด
เปลือกเมล็ด (SEED COAT) • เปลี่ยนแปลงมาจากผนังออวุล (integument) • หน้าที่ป้องกันอันตรายให้เอ็มบริโอที่อยู่ภายใน และในพืชบางชนิดยังช่วยป้องกันเมล็ดไม่ให้งอกก่อน จนถึงสภาพแวดล้อมที่เหมาะสม • ที่ผิวเปลือกเมล็ดมีรอยแผล ไฮลัม (Hilum) – ไฮลัม >> รอยแผลที่กิดจากก้านออวุลที่หลุดออก มีไมโครโพล์ใกล้ๆ เป็นช่องเปิดให้น ้าเข้า – ไมโครไพล์เป็นช่องที่รากแรกเกิดงอกผ่าน ไมโครไพล์
• เอ็มบริโอ เจริญมาจากไซโกต ประกอบด้วย • รากแรกเกิด (radicle) ส่วยปลายสุดของแกนเอ็มบริโอที่ อยู่ทางด้านไปโครไพล์>> รากปฐมภูมิของพืช • ล าต้นแรกเกิด (cauiicle) ส่วนแกนของเอ็มบริโอที่อยู่ ถัดจากรากแรกเกิดขึ้นไป จะพบลักษณะเป็นล าต้นสั้นๆ อยู่ใต้ใบเลี้ยง เรียก ไฮโพคอทิล (hypocotyl) • ใบเลี้ยง (cotyledon) ติดอยู ่บนส่วน แกนหลักของ เอ็มบริโอใบเลี้ยงของพืชบางชนิดท าหน้าที่สังเคราะห์ด้วย แสงเพื่อสร้างอาหารหรือสะสมอาหาร ก่อนที่ใบแท้จะ พัฒนาขึ้นมาได้เต็มที่ • ยอดแรกเกิด (plumule) เป็นส่วนยอดของเอ็มบริโอที่อยู่ เหนือใบเลี้ยง เอ็มบริโอ (EMBRYO)
• เอนโดสเปิร์ม เป็นเนื้อเยื่อที่ท าหน้าที่เก็บสะสมอาหารส าหรับการเจริญเติบโต ของเอ็มบริโอ • เมล็ดพืชบางชนิดไม่พบเอนโดสเปิร์มเมื่อเมล็ดเจริญเต็มที่ เชื่อ ถั่วชนิดต่างๆ • ในเมล็ดกล้วยไม้ บางชนิดเอนโดสเปิร์มไม่พัฒนา บางชนิดมีเอนโดสเปิร์ม เกิดขึ้นเพียงเล็กน้อย เอนโดสเปิร์ม (endosperm) เมล็ดข้าว ข้าวโพด = สะสมคาร์โบไฮเดรต เมล็ดละหุ่ง มะพร้าว = สะสมไขมัน เมล็ดถั่วเหลือง = สะสมโปรตีน เอนโดสเปิร์มที่เป็นน ้า+เนื้อ = มะพร้าว ตาล หมาก
• ไฮโพคอทิล มีลักษณะเป็นล าต้นสั้นๆ ใต้ใบเลี้ยง • เมล็ดที่เริ่มงอกจะเก็นล าต้นที่อยู่เหนือใบเลี้ยง เรียกว่า เอพิคอทิล • ที่ส่วนปลายเอพิคอทิลอาจมีใบแท้เกิดขึ้นแล้ว รูปแบบของเมล็ด
• โคนเมล็ดมีเนื้อเยื่อคล้ายฟองน ้า ซึ่งเกิดจากก้านออวุล ต าแหน่งที่ติดกับรังไข่ เรียกว่า คารังเคิล • ท าหน้าที่ ดูดน ้าหรือให้น ้า ผ่านเข้าไปสู่เอ็มบริโอขณะที่เมล็ดงอก รูปแบบของเมล็ด
• มีเนื้อเยื่อหุ้มยอกแรกเกิด เรียกว่า โคลีออพไทด์เจริญคลุมปลายยอดของ เอ็มบริโอ • มีเนื้อเยื่อหุ้มรากแรกเกิด เรียกว่า โคลีไรซา รูปแบบของเมล็ด
บทที่ 8 การสืบพันธุ์ของพืชดอก 8.4 การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด นางสาวพิมนภา เวฬุวนารักษ์ นักศึกษาฝึกสอน คบ.ชีววิทยา
การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด มนุษย์ใช้ประโยชน์จากผลและเมล็ดในด้านใดบ้าง ?
การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด อาหาร เนื้อผลไม้ที่น ามารับประทานนั้นเป็นส่วนของผนังผล ซึ่งชั้นของผนังผลที่ รับประทานได้นั้นขึ้นกับชนิดของพืช เช่น - มะละกอ กีวี และมะม่วง รับประทานเฉพาะผนังผลชั้นกลาง ไม่รับประทานผนังผล ชั้นนอกซึ่งเป็นเปลือก - มะเฟืองและมะเขือเทศ รับประทานผนังผลทั้ง 3 ชั้น
เนื้อที่เป็นส่วนเยื่อหุ้มเมล็ดที่แยกออกจากเมล็ดได้ง่าย เช่น ในลิ้นจี่ และ ล าไย จะเป็นส่วนที่เจริญมาจากก้านเมล็ด แต่ผลบางชนิดส่วนเยื่อหุ้มเมล็ดแยกออก จากเมล็ดได้ยาก เช่น เงาะและกระท้อน จะเป็นส่วนที่เจริญมาจากเปลือกเมล็ด การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด อาหาร(ต่อ)
มนุษย์น าเมล็ดมาใช้เป็นอาหาร โดยเมล็ดพืชที่สะสมแป้งอาจจะน ามา รับประทานทั้งเมล็ด เช่น ข้าวเจ้าและข้าวเหนียว หรืออาจน าเมล็ดไปบดให้ละเอียด จนกลายเป็นแป้ง เช่น แป้งสาลีใช้ในการท าขนมปัง ส่วนเมล็ดพืชที่สะสมลิพิดไว้จะ น ามาสกัดเพื่อผลิตน ้ามัน เช่น น ้ามันถั่วเหลือง น ้ามันมะพร้าว อาหาร(ต่อ) การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด
พืชบางชนิดที่มีกลิ่นสามารถน ามาใช้เป็นเครื่องเทศได้ กลิ่นนั้นเกิดจาก น ้ามันหอมระเหยรวมทั้งสารอื่นๆ ที่พืชสร้างขึ้น ท าให้พืชแต่ละชนิดมีกลิ่นเฉพาะตัว นิยมท าให้แห้งเพื่อใช้ปรุงอาหาร เช่น ผลโป๊ยกั๊กใช้ท าพะโล้ เมล็ดพริกไทยใช้ปรุง อาหารต่าง ๆ อาหาร(ต่อ) การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด
เส้นใย เส้นใยฝ้ายมีสมบัติเหนียว เซลล์รูปร่างยาว สามารถน ามาปั่นเป็นด้ายเส้นยาวได้ดี ส่วนเส้นใยของนุ่นนั้น มีลักษณะสั้นเซลล์สั้น ไม่เหนียว ไม่สามารถน ามาปั่นเป็นเส้นยาวได้ ไม่สามารถน ามาใช้ท าสิ่งทอได้ จึงน าไปใช้ประโยชน์ด้านอื่น เช่น ใส่ในหมอนหรือที่นอน การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด
การใช้ประโยชน์จากโครงสร้างต่าง ๆ ของผลและเมล็ด - แยมผลไม้ เช่น ส้ม สตรอเบอรี หม่อน - ผ้าฝ้ายย้อมสีธรรมชาติ ผล