หน่วย 1 การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต

1หน่วยการเรียนรู้ การสืบพันธุ์ของพืชดอกและการเจริญเติบโต ผลการเรยี นรู้ • อธบิ ายวัฏจักรชีวิตแบบสลับของพชื ดอก • อธบิ าย และเปรยี บเทยี บกระบวนการสร้างเซลลส์ ืบพันธเ์ุ พศผแู้ ละเพศเมยี ของพืชดอก และอธิบายการปฏิสนธขิ องพชื ดอก • อธบิ ายการเกดิ เมล็ดและการเกดิ ผลของพชื ดอก โครงสร้างของเมลด็ และผล และยกตวั อยา่ ง การใช้ประโยชนจ์ ากโครงสร้างตา่ ง ๆ ของเมล็ดและผล • ทดลอง และอธบิ ายเกี่ยวกบั ปัจจัยตา่ ง ๆ ท่ีมีผลต่อการงอกของเมลด็ สภาพพกั ตัวของเมล็ด และบอกแนวทางในการแก้สภาพพักตวั ของเมล็ด

วฏั จักรและโครงสรา้ งของพชื ดอก วฏั จักรชวี ติ ของพชื ดอก เป็นวัฏจักรชวี ติ แบบสลบั (alternation of generation) โดยพชื จะมีช่วงระยะสปอโรไฟต์ (sporophyte) สลบั กับระยะแกมีโทไฟต์ (gametophyte) ดงั ภาพ สปอโรไฟต์ ระยะสปอโรไฟต์ (sporophyte) เมล็ด อบั เรณู ระยะแกมโี ทไฟต์ (gametophyte) เป็นระยะที่เกิดขึ้นหลังจากการปฏิสนธิ (เซลลก์ าเนดิ ไมโครสปอร์) เป็นระยะท่ีเซลล์กาเนิดสปอร์หรือสปอร์ หรือ สปอร์มาเทอร์เซลล์ แบ่งเซลล์แบบไมโอซิส สร้าง ระหว่างเซลล์ไข่กับสเปิร์มแล้วเจริญเติบโต เอนโดสเปริ ์ม รงั ไข่ ไซโกต ออวุล สปอรท์ ี่มจี านวนโครโมโซม 1 ชดุ (n) เป็นต้นสปอโรไฟต์เพ่ือสร้างสปอร์ โดย (เซลลก์ าเนิดเมกะสปอร์) สปอร์ของพืชมี 2 ชนิด คือ ไมโครสปอร์ การปฏสิ นธิ ไมโอซสิ • ไมโครสปอร์ หรอื เรณู จะแบ่งเซลล์แบบไมโทซิส และเมกะสปอร์ ต้นสปอโรไฟต์บางชนิด ระยะสปอโรไฟต์ เจริญเป็นแกมีโทไฟต์เพศผู้ เพ่ือสร้างเซลล์ สามารถสร้างสปอร์ได้ท้ัง 2 ชนิดภายในต้น ไมโครสปอร์ สบื พนั ธเุ์ พศผู้ คอื สเปิร์ม (sperm) เดียว หรือบางชนิดอาจสร้างสปอร์ได้เพียง ระยะแกมีโทไฟต์ เมกะสปอร์ • เมกะสปอร์ หรือ ถุงเอ็มบริโอ จะแบ่งเซลล์แบบ ชนิดเดียว โดยเซลล์ในระยะน้ีจะอยู่ใน เรณู ไมโทซิสเจริญเป็นแกมีโทไฟต์เพศเมีย เพื่อสร้าง สภาพท่ีมีจานวนโครโมโซม 2 ชุด (2n) (แกมโี ทไฟตเ์ พศผู้) เซลล์สบื พนั ธเ์ุ พศเมีย คือ เซลล์ไข่ (egg) เรียกว่า ดิพลอยด์ ไข่ (n) ถงุ เอ็มบริโอ (แกมีโทไฟตเ์ พศเมีย) สเปริ ม์ (n)

วัฏจกั รและโครงสร้างของพืชดอก กลีบดอก เกสรเพศผู้ โครงสร้างของพชื ดอก อับเรณู (anther) ภายในมีเซลล์กาเนิดไมโครสปอรม์ าเทอรเ์ ซลล์ เป็นส่วนทอ่ี ย่ถู ดั จากกลีบเล้ียง มสี สี นั สวยงาม (microspore mother cell) ทาหน้าที่สร้างไมโครสปอร์ หรอื เรณู (pollen) เกสรเพศเมีย ก้านชูอับเรณู (filament) ยอดเกสรเพศเมีย (stigma) เป็นกา้ นหรือทอ่ ทาหน้าที่ชอู บั เรณู มสี ารเหนยี ว หรือขนช่วยดักจับเรณู กลบี เลี้ยง กา้ นชเู กสรเพศเมยี (style) เป็นกา้ นทอ่ ยาวเชอ่ื มตอ่ จากยอดไปยงั รังไข่ เจริญเปลีย่ นแปลงมาจากใบ มีสีเขยี ว ทาหนา้ ทหี่ ่อห้มุ และเปน็ ทางผา่ นของสเปิร์มเขา้ ไปผสมกับ และปอ้ งกันอันตรายแกด่ อกทีอ่ ยภู่ ายใน เซลล์ไข่ รังไข่ (ovary) เป็นกระเปาะอยูต่ ดิ กับฐานดอก ภายในอาจมีออวุล เพยี ง 1 พู หรอื มากกวา่ 1 พู

การสบื พนั ธแ์ุ บบอาศยั เพศของพืชดอก การสร้างเซลล์สบื พนั ธ์ุเพศผู้ 1ภายในอบั เรณู มกี ลมุ่ เซลล์ เรยี กว่า ไมโครสปอรม์ าเทอรเ์ ซลล์ 1 อับเรณู (microspore mother cell) (2n) 2 ไมโครสปอรม์ าเทอรเ์ ซลล์ 2ไมโครสปอร์มาเทอรเ์ ซลลแ์ ต่ละเซลล์จะแบง่ เซลล์แบบไมโอซสิ ไมโอซสิ (2n) 3ไดเ้ ซลลใ์ หม่เรยี กวา่ ไมโครสปอร์ (microspore) (n) 3 ไมโครสปอร์ (n) การสร้างเซลล์สบื พันธ์เุ พศผู้ จานวน 4 เซลล์ ไมโทซิส (microgametogenesis) 4แต่ละไมโครสปอร์จะแบ่งเซลล์แบบไมโทซสิ 1 ครั้ง ได้ 2 เซลล์ คือ เซลลเ์ จเนอเรทีฟ (generative cell) และเซลลท์ ิวบ์ (tube cell) 4 เซลลท์ วิ บ์ 5ไดเ้ รณู (pollen) หรอื แกมีโทไฟต์เพศผู้ (male gametophyte) เซลลเ์ จเนอเรทีฟ เม่ือเรณแู กเ่ ต็มท่ี อับเรณูจะแตกออกทาให้เรณูกระจายออกไป 5 เรณู

การสบื พันธุ์แบบอาศัยเพศของพืชดอก การสร้างเซลล์สบื พนั ธ์ุเพศเมีย รงั ไข่ 1 1 ภายในรังไข่มอี อวุล และภายในออวลุ มีเซลล์ทเี่ รยี กวา่ เมกะสปอร์มาเทอร์เซลล์ เมกะสปอร์มาเทอรเ์ ซลล์ (2n) (megaspore mother cell) (2n) ไมโอซิส เมกะสปอร์ (2n) 2 เมกะสปอร์มาเทอร์เซลลแ์ บ่งเซลล์แบบไมโอซิสไดเ้ มกะสปอร์ 2 (megaspore) (n) จานวน 4 เซลล์ การสรา้ งเซลล์สบื พนั ธุ์เพศเมีย 3 3 เมกะสปอรจ์ ะสลายไป 3 เซลล์ เหลือเพยี ง 1 เซลล์ (megagametogenesis) ไมโทซิส 4 เมกะสปอรท์ ี่เหลอื 1 เซลล์ จะขยายขนาดแล้วแบง่ เซลลแ์ บบไมโทซสิ 3 ครัง้ ได้จานวน 7 เซลล์ 8 นวิ เคลยี ส แอนติโพแดล 5 ทง้ั 8 นวิ เคลียส อย่ใู นตาแหน่งตา่ ง ๆ ดังน้ี 4 • 3 เซลล์ แต่ละเซลลม์ ี 1 นิวเคลียสอยตู่ รงข้ามกบั ไมโครไพล์ เรียกวา่ แอนติโพแดล (antipodal) ซินเนอรจ์ ิด โพลารน์ วิ คลีไอ • 3 เซลล์ แตล่ ะเซลล์มี 1 นิวเคลยี สอยดู่ ้านเดยี วกับไมโครไพล์โดย 1 เซลล์ ทาหน้าทีเ่ ปน็ เซลลไ์ ข่ (egg) สว่ นอีก 2 เซลลจ์ ะอยดู่ า้ นขา้ งของ 5 เซลลไ์ ข่ เรยี กว่า ซินเนอรจ์ ดิ (synergid) • 1 เซลล์ที่เหลืออยู่ตรงกลาง เกดิ สภาพนวิ เคลียสคู่หรอื มี 2 นิวเคลียส เซลลไ์ ข่ เรียกว่า โพลาร์นิวคลีไอ (polar nuclei) โครงสรา้ งท้งั หมดนี้ เรยี กวา่ ถงุ เอ็มบริโอ (embryo sac) หรือแกมโี ทไฟต์ เพศเมีย (female gametophyte)

การสืบพันธแ์ุ บบอาศยั เพศของพชื ดอก 23 กระบวนการปฏสิ นธิของพชื สเปริ ม์ ผสมโพลารน์ ิวคลไี อ (3n) 1เรณู สเปริ ์ม 2 เซลล์ สเปริ ม์ ผสมเซลล์ไข่ (2n) แอนตโิ พแดล เซลลท์ ิวบ์ ทวิ บน์ ิวเคลยี ส โพลาร์นวิ คลไี อ เซลล์เจเนอเรทฟี เซลลไ์ ข่ ซินเนอรจ์ ิด เมอ่ื เรณูไปตกลงบนยอดเกสรเพศเมยี เรณูจะแบง่ เซลล์ เซลลเ์ จเนอเรทีฟจะเคลอื่ นทไี่ ปตามหลอดเรณูและแบง่ สเปริ ์มตวั หน่ึงจะไปผสมกบั เซลลไ์ ข่แลว้ เจริญเปน็ ไซโกต และ ออกเป็น 2 เซลล์ คอื เซลล์ทิวบ์ (tube cell) ทาหนา้ ท่ี เซลลแ์ บบไมโทซสิ ไดส้ เปิรม์ จานวน 2 เซลล์ เขา้ สรู่ งั ไข่ สเปริ ์มอกี ตวั หนง่ึ จะไปผสมกับโพลาร์นิวคลไี อแล้วเจรญิ เปน็ งอกหลอดเรณไู ปตามก้านเกสรเพศเมีย โดยแทงเข้าไป เอนโดสเปิร์ม เรยี กการปฏสิ นธิแบบน้วี า่ การปฏสิ นธซิ อ้ น (double fertilization) ในรงั ไขท่ างรูไมโครไพล์เพื่อเขา้ สู่ออวุล

การสืบพนั ธุ์แบบอาศยั เพศของพชื ดอก โครงสรา้ งของผล ผนังผล (pericarp) เปน็ ส่วนทเ่ี ปลย่ี นแปลงมาจากผนังรังไข่ มีลักษณะต่าง ๆ ประกอบด้วยเนอื้ เย่ือ 3 ชน้ั ผนงั ช้นั ใน (endocarp) ผนังชัน้ นอก (exocarp) ประกอบด้วยเนอ้ื เยือ่ ชั้นเดียว หรอื หลายชน้ั เรียกวา่ เปลือก มีลกั ษณะต่างกนั มลี ักษณะหนามาก เชน่ ผิวเรียบ ผิวมัน ผวิ ขรขุ ระ หรอื อาจมหี นาม มีขน และบางชนิดเปน็ เน้ือนุ่มซ่งึ รับประทานได้ เช่น มะพร้าว ผนงั ชน้ั กลาง (mesocarp) ผลไม้ท่ัวไปมผี นังผลชนั้ กลางหนา มเี นอื้ ออ่ นนุ่ม รับประทานได้ ยกเวน้ มะพรา้ ว มลี กั ษณะแขง็ เหมอื นเนอื้ ไม้ เรยี กวา่ กะลา

การสืบพันธ์ุแบบอาศยั เพศของพชื ดอก ชนดิ ของผล พชื ดอกแตล่ ะชนิดมีจานวนรงั ไขท่ ่ีแตกต่างกนั ทาให้สามารถแบ่งลกั ษณะการเกิดผลออกเป็น 3 ประเภท ผลเดยี่ ว ดอกของถวั่ ลันเตา เมล็ด • เมอื่ เกสรเพศเมียของแต่ละดอกยอ่ ย (แต่ละดอกย่อยจะมเี พียง 1 รังไข่) รังไข่ ผล หรอื 1 ดอก 1 รังไข่ ได้รบั การผสมจะเจริญเป็นผลเดี่ยวอสิ ระ เชน่ ถว่ั ลันเตา ถวั่ ลนั เตา มะม่วง ตะขบ ส้ม ลาไย ผลกลุ่ม ดอกราสเบอร์รี่ • เมื่อดอก 1 ดอกทมี่ ีเกสรเพศเมยี มากกว่า 1 อัน ได้รบั การผสมจะ เจรญิ เป็นผลกลมุ่ ติดอยบู่ นฐานรองดอกเดียวกัน ซงึ่ แตล่ ะผลอาจ เกสรเพศเมีย ผล เบียดชิดแน่นกนั อยบู่ นฐานดอกเดียวกนั ทาใหด้ คู ลา้ ยเป็น 1 ผล เช่น นอ้ ยหน่า สตรอวเ์ บอร์รี ราสเบอรร์ ี ราสเบอร์รี ผลรวม ดอกสับปะรด (ดอกช่อ) รงั ไขข่ องดอกยอ่ ย • เม่อื ดอกยอ่ ยแต่ละดอกไดร้ บั การผสมจะเจริญเป็นผล ขณะท่ีเจรญิ เปน็ ผล รังไข่ของดอกยอ่ ยอาจเชื่อมเปน็ เนือ้ เดยี วกนั ทาใหม้ องดู ดอกย่อย คล้ายเปน็ 1 ผล เช่น สับปะรด ยอ ขนนุ หม่อน สาเก สับปะรด

การสืบพันธ์ุแบบอาศัยเพศของพืชดอก เปรียบเทียบโครงสรา้ งเมลด็ พชื ใบเลี้ยงเดี่ยวและเมลด็ พชื ใบเล้ยี งคู่ โครงสรา้ งเมล็ดพชื ใบเลีย้ งคู่ โครงสร้างเมล็ดพืชใบเลี้ยงเดย่ี ว เปลือกเมล็ด ผนังผลและเปลือกเมลด็ แรดเิ คิล เอพิคอทลิ ใบเล้ยี ง เอนโดสเปิรม์ ไฮโพคอทลิ โคลีออพไทล์ เอพิคอทลิ ใบเลีย้ ง (ปลายห้มุ ยอดแรกเกดิ ) ไฮโพคอทลิ โคลีโอไรซา แรดิเคิล ส่วนประกอบของเมลด็ ถ่วั ส่วนประกอบของเมล็ดขา้ วโพด

การสืบพันธุ์แบบอาศยั เพศของพชื ดอก การงอกของเมลด็ พืชใบเลย้ี งคู่ การงอกท่ีใบเล้ียงอยู่เหนอื ดนิ เปน็ การงอกทีต่ ้นอ่อนใต้ใบเล้ยี ง (ไฮโพคอทิล) มกี ารยืดตวั เร็วมากดงึ เอาใบเลยี้ ง และส่วนลาต้นเหนือใบเลีย้ ง (เอพคิ อทลิ ) ออกจากเปลอื กโผล่พน้ เหนือดนิ เมือ่ อาหารในใบเลีย้ งถกู ใชไ้ ปหมด ใบเล้ยี งจะหลุดรว่ งไปและมีใบแทท้ าหน้าทส่ี งั เคราะหด์ ว้ ยแสงสรา้ งอาหารแทน พืชท่ีมี การงอกแบบนี้ เชน่ ละห่งุ มะขาม ทานตะวัน ถว่ั เขยี ว ถวั่ ดา พริก ใบแท้ ใบแท้ ใบเลยี้ ง เอพิคอทลิ ไฮโพคอทิล ใบเล้ยี ง ใบเล้ียง ไฮโพคอทลิ ไฮโพคอทลิ แรดเิ คิล เปลอื กเมล็ด การงอกของเมล็ดถั่วโดยชใู บเล้ียงคขู่ น้ึ เหนือดนิ

การสบื พนั ธุ์แบบอาศยั เพศของพชื ดอก การงอกของเมล็ดพชื ใบเลย้ี งเด่ยี ว การงอกท่ใี บเล้ียงอยใู่ ต้ดิน เปน็ การงอกท่ีตน้ อ่อนใต้ใบเลี้ยง (ไฮโพคอทิล) เจริญเตบิ โตและมกี ารยืดตัวชา้ ทาให้ยอดแรกเกิดงอกข้นึ เหนอื ดิน แต่ต้นออ่ นใตใ้ บเล้ียง และใบเล้ียงยังคงอยู่ใตด้ ิน พืชที่งอกแบบนี้มกั เปน็ พชื ใบเลย้ี งเดีย่ ว เช่น ขา้ ว ขา้ วโพด มะพร้าว หญา้ และพืชใบเลี้ยงคู่บางชนิด เชน่ ถว่ั ลนั เตา โคลีออพไทล์ ใบแท้ แรดิเคลิ การงอกของเมลด็ ข้าวโพดที่มลี กั ษณะการงอกทม่ี ใี บเล้ยี งอยู่ใต้ดนิ