Диаспора у покрытосеменных растений

Обновлено: 07.07.2024

В настоящее время покрытосеменные, или цветковые, растения преобладают среди растительности на Земле. Их насчитывается около 300 тыс. видов. Покрытосеменные — наиболее высокоорганизованные растения. Они представлены разными жизненными формами (деревьями, кустарниками, травами и др.) с разной продолжительностью жизни и заселяют большинство сухопутных мест обитания.

Покрытосеменные, или цветковые, растения — это группа, находящаяся в статусе отдела по современной классификации.

От всех других растений покрытосеменные отличаются наличием у них:

более совершенным строение проводящей системы.

Кроме этих основных, есть и другие отличительные признаки.

У покрытосеменных растений образуются семена, в отличие от мхов и папоротников, у которых образуются споры. Однако семена образуются не только у покрытосеменных, но также у голосеменных растений. Главное отличие между ними заключается в отсутствии у голосеменных завязи, защищающей семязачатки, и плода, служащего органом распространения семян.

Приобретение в процессе эволюции цветка и плода позволило покрытосеменным (цветковым) освоить новые способы опыления генеративных органов и новые способы распространения семян. Опыление у них стало осуществляться не только с помощью воды (как у мхов и папоротников) и ветра (как у голосеменных). Преимущественно покрытосеменные приспособились к опылению разнообразными насекомыми. Для этого у них эволюционно развились яркие, пахнущие, вырабатывающие нектар хорошо заметные цветки и соцветия. Наличие плода, в свою очередь, позволило цветковым растениям, распространять свои семена не только с помощью ветра, а также с помощью животных и птиц, саморазбрасыванием и другими способами.

Семена покрытосеменных содержат большое количество запасных питательных веществ. Они содержатся либо в частях зародыша (обычно в семядолях), куда они перетекают в процессе созревания из эндосперма, либо остаются в эндосперме. Эндосперм — это особая ткань цветковых растений, которая представляет собой результат двойного оплодотворения. После опыления один спермий оплодотворяет яйцеклетку (образуется зигота), а второй так называемую центральную клетку семязачатка. В результате центральная клетка становится триплоидной (3n, содержит тройной набор хромосом). Ее деление формирует эндосперм, в которой притекает запас питательных веществ для зародыша растения, развивающегося из зиготы.

Эти и другие особенности в совокупности дали возможность покрытосеменным заселить новые места обитания, лучше приспособиться к ним. Цветковые оказались более прогрессивной группой растений, чем папоротники и голосеменные.

Диаспо́ра (греч. διασπορά — рассеяние, разбрасывание) — в ботанике: часть растения различной морфологической природы (спора, семя, плод, клубень и т. п.), естественно отделяющаяся от материнского организма и служащая для размножения и расселения.

Различают вегетативные диаспоры (клубень, луковица, выводковая почка) и генеративные (споры, семена, плоды, соплодия).

Связанные понятия

Выводковая почка — у цветковых растений и папоротников — специализированные почки, которые опадают с взрослого растения и дают начало новым растениям.

Филлокладии (от греч. φύλλων — лист и κλάδος — ветвь, побег) — видоизменённые побеги растений, у которых стебли приобретают листовидную форму и выполняют функцию фотосинтеза, а листья редуцированы и представлены чешуйками, расположенными по краям или на поверхности филлокладия. В пазухах этих чешуевидных листьев развиваются соцветия или одиночные цветки. Одни морфологи растений относят к филлокладиям только плоские листоподобные побеги, быстро заканчивающие свой рост, а долго растущие называются.

Ветроопыление, или анемофилия (от греческого ανεμος — ветер, φιλια — любовь, дружба) — перенос пыльцы с одного растения на другое с помощью ветра, вид перекрёстного опыления.

Махровость цветка — особенность строения цветков, связанная с увеличением числа лепестков (истинная махровость) или с изменением формы и размеров венчика цветов, собранных в соцветие (ложная махровость).

Диаспороло́гия, или карпоэколо́гия, — раздел ботаники, изучающий закономерности распространения диаспо́р.

Эмерге́нцы (нем. emergenz — появление, от лат. emergо — появляюсь, выхожу) — особые выросты на поверхности эпидермиса растений, в формировании которых, кроме кожицы, принимают участие и лежащие под ней клетки.

За́росток (также проталлий) — половое поколение (гаметофит), чередующееся с бесполым (спорофитом) в жизненном цикле папоротников, хвощей, плаунов.

Мочковатая корневая система — корневая система, представленная в основном придаточными корнями, у которой не выделяется главный корень.

Яру́тка полева́я (лат. Thláspi arvénse) — однолетнее травянистое растение, вид рода Ярутка (Thlaspi) семейства Капустные (Brassicaceae).

Крыжовниковые (лат. Grossulariaceae) — семейство двудольных цветковых растений порядка Камнеломкоцветные. Большинство современных публикаций рассматривает семейство как монотипное, включающее единственный род Смородина (Ribes), содержащий около 190 видов.

Барбари́совые (лат. Berberidáceae) — семейство двудольных цветковых растений, входящее в порядок Лютикоцветные, состоящее из 19 родов и 755 видов.

Ты́квина (лат. pepo, peponium) — плод растений, характерный для представителей семейства Тыквенные (в том числе для тыквы, арбуза, дыни).

Ворся́нковые (лат. Dipsacoideae) — подсемейство двудольных растений, входящее в семейство Жимолостные (Caprifoliaceae).

Недотро́га (лат. Impátiens) — род цветковых растений семейства Бальзаминовые (Balsaminaceae). Род включает около 500 видов, широко распространённых в Северном полушарии и тропиках.

Схизока́рпий, или схизокарп (лат. schizocarpium), также дробная коробочка — тип сухого плода, представляющий собой модифицированную коробочку. При созревании распадается на отдельные замкнутые односемянные или многосемянные гнёзда — мерикарпии — или на односемянные половинки гнёзд — карцерулы.

Глоксиния (лат. Gloxinia) — род растений семейства Геснериевые (Gesneriaceae). Назван в честь немецкого или эльзасского ботаника и врача Беньямина Петера Глоксина (1765—1794).

Ветроопыляемые цветки — существуют энтомофильные растения (опыляемые насекомыми) и анемофильные растения (опыляемые с помощью ветра).

Клопо́вник му́сорный, также воню́чник, ве́ничник (лат. Lepídium ruderále) — как правило, однолетнее травянистое растение, вид рода Клоповник (Lepidium) семейства Крестоцветные (Cruciferae).

Зародышевый мешок (англ. female gametophyte, embryo sac) — женский гаметофит, половое поколение покрытосеменных растений.

Земляни́ка восто́чная (лат. Fragária orientális) — вид растений рода Земляника семейства Розовые (Rosaceae).

Льви́ный зев, Антирри́нум (лат. Antirrhínum) — один из самых известных родов многолетних травянистых растений из семейства Подорожниковые (ранее помещался в семейства Норичниковые и Верониковые). Род антирриум охватывает около 50 многолетних видов, среди которых есть вьющиеся виды, распространенные в тёплых районах Земли.

Очере́тник (лат. Rhynchóspora) — род многолетних травянистых растений семейства Осоковые (Cyperaceae).

Эхме́я (лат. Aechmea) — род многолетних травянистых растений семейства Бромелиевые (Bromeliaceae), распространённых в Центральной Америке и Южной Америке.

Виногра́довник, или Ампело́псис (лат. Ampelópsis), — род цветковых растений семейства Виноградовые (Vitaceae).

Свинча́тка, или Плюмба́го (лат. Plumbágo) — небольшой род цветковых растений в составе семейства Свинчатковые (Plumbaginaceae). Представители рода в диком виде произрастают преимущественно в тропиках.

Щаве́ль шпина́тный (лат. Rúmex patiéntia) — многолетнее травянистое растение; типовой вид рода Щавель семейства Гречишные (Polygonaceae).

Серде́чник, или Зубя́нка (лат. Cardámine) — род травянистых растений семейства Капустные (Brassicaceae).

Ятры́шник мелкото́чечный (лат. Órchis punctulata) — многолетнее травянистое растение рода Ятрышник (Orchis) семейства Орхидные (Orchidaceae).

Ежеголо́вник зла́ковый, или Ежеголовник Фри́за (лат. Spargánium graminéum) — многолетнее водное и болотное травянистое растение, вид рода Ежеголовник.

Перло́вник (лат. Mélica) — род длиннокорневищных трав семейства Злаки. Представители рода встречаются в регионах с умеренным климатом почти по всей планете.

Подосте́мовые (лат. Podostemaceae) — семейство двудольных водных растений, широко распространённых прежде всего в тропических областях. Согласно Системе классификации APG III (2009) семейство входит в состав порядка Мальпигиецветные.

Стерку́лиевые (лат. Sterculioideae) — подсемейство двудольных, преимущественно тропических растений, входит в семейство Мальвовые. Ранее рассматривалось как самостоятельное семейство Sterculiaceae Vent.

Цено́бий (лат. coenobium, от др.-греч. κοινό-βιος — совместная жизнь, общежитие), в ботанике — простой синкарпный дробный плод, схизокарпий, характерный для растений семейств Бурачниковые (Boraginaceae) и Яснотковые (Lamiaceae). Ценобий является верхним плодом (то есть образующимся из верхней завязи).

Гадю́чий лук, или Мыши́ный гиаци́нт, или Муска́ри (лат. Muscári) — род луковичных растений семейства Спаржевые (Asparagaceae), ранее мог включаться в семейство Гиацинтовые (Hyacinthaceae) либо Лилейные (Liliaceae).

Петро́в крест, или чешу́йник, или потаённица, или царь-трава́ (лат. Lathraéa) — род растений семейства Заразиховые (ранее включался в Норичниковые).

Очи́ток е́дкий (лат. Sédum ácre) — многолетнее травянистое суккулентное растение , вид рода Очиток (Sedum) семейства Толстянковые (Crassulaceae), типовой вид этого рода.

Пеллиония (лат. Pellionia) — род цветковых растений семейства Крапивные (Urticaceae). Род включает в себя более 20 видов вечнозелёных многолетних травянистых растений и полукустарников, широко распространенных в тропических и субтропических областях Юго-Восточной Азии.

Созрева́ние — естественный процесс преобразования анатомических структур и физиологических процессов организма по мере его развития. В обыденной жизни под созреванием чаще всего понимают созревание плодов.

А́истник, или Гра́бельник (лат. Eródium) — род невысоких травянистых растений, изредка полукустарников, из семейства Гераниевые (Geraniaceae).

Осо́т шерохова́тый, или шерша́вый (лат. Sónchus ásper) — обычно однолетнее травянистое растение, вид рода Осот семейства Сложноцветные (Compositae).

Амара́нт запроки́нутый, или Щири́ца запрокинутая, Подсвекольник (лат. Amaránthus retrofléxus) — однолетнее травянистое растение, вид рода Щирица (Amaranthus) семейства Амарантовые.

Смолёвка бесстебельная (лат. Silene acaulis) — многолетнее травянистое растение, вид рода Смолёвка (Silene) семейства Гвоздичные (Caryophyllaceae).

Белокопы́тник гибри́дный (лат. Petasítes hýbridus) — многолетнее травянистое растение, наиболее известный вид из рода Белокопытник.

Коноплёвые (лат. Cannabaceae) — семейство двудольных растений порядка Розоцветные. Ранее семейство включали в порядок Крапивноцветные (Urticales).

Ске́рда (лат. Crépis) — род, как правило, однолетних растений семейства Астровые (Asteraceae), встречающихся вокруг жилья у дорог, на опушках негустых лесов, на залежных землях и пустошах.

Олег Алексеевич Коровкин

Анатомия и морфология высших растений. Словарь терминов

Морфология и анатомия растений – науки, изучающие соответственно внешнее и внутреннее строение тела растений. Их важнейшими задачами являются описание и наименование органов и тканей растительного организма, ведь без достаточного понятийного аппарата невозможно развитие ни самих этих наук, ни других разделов ботаники. Морфология и анатомия растений играют важную роль в изучении процессов формообразования как в индивидуальном, так и в историческом развитии растений, устанавливая закономерности морфогенеза их органов и гистогенеза тканей. Велико значение этих наук в исследованиях влияния факторов внешней среды на развитие растительного организма.

В процессе развития морфология растений разделилась на ряд специализированных направлений, которые к настоящему времени превратились в отдельные науки или дисциплины. Основным разделом морфологии является органография, занимающаяся описанием и сравнением внешнего строения органов растений. Органографию и другие разделы морфологии, изучающие внешнее строение растений в целом и их органов в частности, можно отнести к макроскопической морфологии, или макроморфологии.

Анатомия растений исследует внутреннее строение органов растений, в том числе на тканевом и клеточном уровнях; в настоящее время ее, как правило, рассматривают в качестве составной части морфологии. Вместе с разделами морфологии, изучающими растение с помощью оптической микроскопии (цитологией – учением о растительной клетке; гистологией – наукой о тканях; эмбриологией, устанавливающей закономерности образования, строения и развития зародыша), анатомию относят к микроскопической морфологии, или микроморфологии.

Морфология растений продолжает успешно развиваться и в наши дни. Во второй половине XX в. особенно больших успехов достигла биоморфология, или экологическая морфология, изучающая процессы индивидуального развития растений и закономерности формирования их органов в зависимости от факторов внешней среды. Важным направлением ботанической науки является изучение процесса морфогенеза у растений разных жизненных форм.

Глубокие знания о внешнем и внутреннем строении растений, закономерностях развития их побеговой и корневой систем, метаморфозах вегетативных органов, особенностях формирования генеративных органов – цветков, плодов и семян, их изменениях под влиянием условий внешней среды – непременное условие высокоэффективной работы ученого-ботаника.

Не менее важно знание правильных названий органов и тканей растений, позволяющее грамотно и к месту применять их при написании научных и учебных работ. Свободное владение морфологической терминологией помогает в работе с научной литературой, с определителями растений. Особенно актуально это теперь, когда благодаря бурному развитию морфология растений обогатилась большим количеством новых понятий и терминов – новых по сути или заменивших существовавшие ранее. При этом следует признать, что между ботаниками-морфологами на сегодняшний день имеют место некоторые расхождения в толковании ряда терминов и понятий.

Данное издание представляет собой словарь основных терминов и понятий, применяемых в настоящее время в анатомии, органографии и экологической морфологии высших растений. Оно предназначено для широкого круга читателей: ботаников, физиологов, специалистов сельского хозяйства, лесоводов, преподавателей биологических факультетов университетов и сельскохозяйственных вузов, студентов и аспирантов этих учебных заведений, учителей, редакторов научных и научно-популярных изданий. Потребность в таком справочном пособии возникла давно, так как последнее издание подобного рода вышло в свет более 20 лет назад.

Статьи в словаре расположены в алфавитном порядке. При наличии синонимов за основной термин предлагается принять наиболее часто употребляемый. Синонимы основного термина (выделен прописными полужирными буквами) приводятся рядом с ним (набраны прописными светлыми буквами), например:

АПОКАРПИЙ, СБОРНЫЙ ПЛОД, СЛОЖНЫЙ ПЛОД.

Устоявшиеся терминологические словосочетания указаны в алфавитном порядке без изменения естественного порядка слов, например:

ВТОРИЧНАЯ КСИЛЕМА

ЦЕНОКАРПНЫЙ ГИНЕЦЕЙ.

Толкование слов, выделенных в словарной статье иной гарнитурой, читатель найдет в соответствующем месте словаря по алфавиту.

В приложении приведен перечень основных обозначений, используемых в современной ботанике, показаны примеры составления формулы цветка. Здесь же даны греческие и латинские части сложных слов, применяемые для количественных характеристик, а также этимология основных терминов, используемых в морфологии и анатомии растений.

АБАКСИАЛЬНАЯ СТОРОНА ЛИСТА, СПИННАЯ СТОРОНА ЛИСТА, ДОРЗАЛЬНАЯ СТОРОНА ЛИСТА – нижняя сторона листа.

АБОРТИРОВАНИЕ – полное утрачивание растениями какого-либо органа.

АБСОЛЮТНЫЙ ВОЗРАСТ – см. возраст.

АБСОРБИРУЮЩИЕ ВОЛОСКИ – волоски, образованные эпидермой и абсорбирующие атмосферную влагу; одноклеточные или многоклеточные, состоящие из живых или мертвых клеток. Обычно образуются у растений, произрастающих в солнечных засушливых местах.

АБСЦИЗОВАЯ КИСЛОТА – фитогормон, подавляет рост вегетативных органов, индуцирует переход растений в состояние покоя, ускоряет опадение листьев, задерживает прорастание семян.

АВТОГАМИЯ – см. самоопыление.

АВТОМЕХАНОХОРИЯ – см. механохория.

АВТОТРОФНОСТЬ – способность организмов создавать органические вещества из углекислого газа и воды; у растений – в процессе фотосинтеза.

АВТОХОРИЯ – распространение семян без участия каких-либо посредников.

АГГЕДУЛА – простой синкарпный нижний ореховидный плод у представителей сем. Валериановые (Valerianaceae), формирующийся из трех плодолистиков. В зрелом плоде семя образуется лишь в одном гнезде, два других гнезда представляют собой пустые разросшиеся, разные по размерам воздухоносные полости.

АГЕСТОХОРИЯ – распространение диаспор растений транспортом.

АГРАНУЛЯРНЫЙ ЭНДОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛЮ(У)М – часть эндоплазматического ретикулюма, представленная длинными канальцами с гладкой поверхностью, не покрытой рибосомами. Принимает участие в синтезе жиров, углеводов, стероидных гормонов, в накоплении и выведении ядовитых веществ.

АГРЕГАТНОЕ СОЦВЕТИЕ – сложное соцветие, в котором простые соцветия одного типа в совокупности образуют соцветие иного типа, напр. корзинки, собранные в щитковидную метелку, у тысячелистника (Achillea).

АГРЕГАТНЫЙ ЛУЧ – древесинный луч, представленный системой сближенных гомоцеллюлярных лучей, разделяемых изогнутым древесинным волокном или тяжевой паренхимой, напр. у дуба (Quercus), граба (Carpinus).

АДАКСИАЛЬНАЯ СТОРОНА ЛИСТА, БРЮШНАЯ СТОРОНА ЛИСТА, ВЕНТРАЛЬНАЯ СТОРОНА ЛИСТА – верхняя сторона листа.

АДВЕНТИВНАЯ ЭМБРИОНИЯ – форма апомиксиса, при которой происходит развитие одного или нескольких зародышей из клеток нуцеллуса или интегумента. Может носить закономерный (у цитрусовых) или случайный характер.

АДВЕНТИВНЫЕ КОРНИ – см. придаточные корни.

АДВЕНТИВНЫЕ ПОБЕГИ – см. придаточные побеги.

АДВЕНТИВНЫЕ ПОЧКИ – см. придаточные почки.

АЗИМИНА – апокарпный шаровидный плод, состоящий из нескольких костянок. Характерен для представителей сем. Анноновые (Annjnaceae), напр. для анноны (Аппопа).

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) - важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли - в морях и океанах.

Цветок - генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище - завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества - эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод - генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Ксилема - проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых :)

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

Эндосперм семени

Эндосперм (от греч. endon - внутри + греч. sperma - семя) - запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у - березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

Жизненный цикл

Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) - мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит - зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) - запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник - образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

Значение покрытосеменных

Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте - почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.

Органом полового размножения покрытосеменных растений является цветок. Цветок — видоизмененный, укороченный, неразветвленный побег, предназначенный для образования спор и гамет и полового процесса, завершающегося образованием семян и плода.

Строение цветка

У цветка различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. У некоторых цветков отдельные части могут отсутствовать.

Цветки большинства видов растений имеют и тычинки, и пестики. Такие цветки называют обоеполыми (вишня, горох). Цветки, которые имеют только пестики, называют пестичными (женскими). Цветки, которые имеют только тычинки, называют тычиночными (мужскими). В зависимости от распределения однополых цветков на растениях различают: однодомные растения — растения, у которых на одних и тех же экземплярах располагаются и женские, и мужские цветки (огурец, кукуруза, дуб); двудомные растения — растения, у которых на одних экземплярах располагаются женские, а на других — мужские цветки (крапива двудомная, конопля, облепиха); многодомные растения — растения, у которых на одних и тех же экземплярах встречаются как обоеполые, так и однополые цветки в различных количественных соотношениях (гречиха, некоторые виды ясеня, клена).

Цветоножка — междоузлие под цветком. Цветки, лишенные цветоножки, называются сидячими (цветки в соцветии корзинка у подсолнечника, астры, одуванчика).

Цветоложе — укороченная стеблевая часть цветка. На ней располагаются все остальные части цветка.

Околоцветник — стерильная часть цветка, его покров. Околоцветник может быть простым (не дифференцированным на чашечку и венчик, образованным совокупностью однородных листочков, имеющих одинаковые размеры и окраску) и двойным (дифференцированным на чашечку и венчик, отличающиеся друг от друга размерами и окраской. Простой околоцветник может быть венчиковидным (образованным ярко окрашенными листочками) или чашечковидным (образованным зелеными листочками). Цветки, лишенные околоцветника (ива, тополь), называются голыми.

Чашечка — наружная часть двойного околоцветника, представляет собой совокупность чашелистиков — видоизмененных прицветных листьев. Обычно чашелистики имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Они сходны с обычными листьями, но устроены проще.

Различают: раздельнолистную чашечку — чашечку, образованную свободными (несросшимися) чашелистиками (капуста, лютик); сростнолистную чашечку — чашечку, образованную частично или полностью сросшимися чашелистиками (картофель, табак, горох).

Венчик — внутренняя, обычно окрашенная часть двойного околоцветника. Представляет собой совокупность лепестков, часто имеющих яркую окраску. Количество лепестков венчика может быть различным. Лепестки могут быть более или менее одинаковыми (лютик,яблоня) либо отличаться размерами и формой (фиалка, горох). В результате венчик может быть правильным, неправильным или асимметричным. Венчик, как и чашечка, может быть раздельнолепестным и сростнолепестным. Раздельнолепестной венчик состоит из свободных, несросшихся лепестков. Сростнолепестной венчик состоит из сросшихся в той или иной степени лепестков. Главная функция венчика — привлечение опылителей.

Андроцей

Андроцей — совокупность тычинок одного цветка. Количество тычинок в цветке — от одной (орхидные) до нескольких сотен (некоторые кактусы). У большинства растений тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить — нижняя, как правило, суженная стерильная часть тычинки. Нижний конец тычиночной нити отходит от цветоложа, а верхний конец несет пыльник. Обычно тычиночные нити тонкие, длинные, округлые в сечении. Пыльник — верхняя расширенная фертильная часть тычинки. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных связником. Каждая половинка имеет два пыльцевых гнезда (микроспорангия), в которых происходит образование микроспор, а впоследствии пылинок. Связник является продолжением тычиночной нити, через него в пыльник поступают питательные вещества.

Микроспорогенез

Микроспорогенез — процесс образования микроспор в микроспорангиях (гнездах пыльника). Микроспоры формируются из материнских клеток — микроспороцитов, имеющих диплоидный набор хромосом. В результате мейоза каждая материнская клетка образует четыре гаплоидных микроспоры. Микроспоры быстро обособляются друг от друга.

Микрогаметогенез

Микрогаметогенез — процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждое пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.

Гинецей

Гинецей — совокупность пестиков одного цветка. Обычно в пестике выделяют три части: завязь, столбик и рыльце.

Завязь — замкнутая, нижняя, полая часть пестика, несущая и защищающая семязачатки. Завязь бывает: верхняя, нижняя, полунижняя. В завязи может располагаться от одного (пшеница, вишня) до нескольких тысяч (мак) семязачатков. Стенки завязи выполняют функцию защиты семязачатков от неблагоприятных факторов среды (высыхание, колебание температур, поедание насекомыми и т.д.). Внутри завязи (в семязачатках) происходит мегаспорогенез и мегагаметогенез, они принимают участие в образовании околоплодника.

Столбик — средняя более или менее удлиненная стерильная часть пестика, отходящая обычно от верхушки завязи, соединяет завязь и рыльце.

Рыльце — верхняя расширенная часть пестика, предназначено для восприятия пыльцы. Рыльце может быть разнообразной формы (двухлопастное, звездчатое, перистое и т.д.) и размера в зависимости от особенностей опыления. При отсутствии столбика рыльце называют сидячим.

Семязачаток состоит из нуцеллуса (ядра) — центральной части, являющейся мегаспорангием, двух покровов — интегументов, которые при смыкании образуют узкий канал — микропиле, или пыльцевход, через который пыльцевая трубка проникает к зародышевому мешку. С помощью семяножки семязачаток прикрепляется к плаценте. Место прикрепления семязачатка к семяножке называют рубчиком. Противоположную микропиле часть семязачатка, где сливаются нуцеллус и интегументы, называют халазой.

В семязачатке происходят мегаспорогенез, мегагаметогенез и процесс оплодотворения. После оплодотворения (реже без него) из семязачатка формируется семя.

Мегаспорогенез

Процесс формирования мегаспор называется мегаспорогенезом. Он происходит в нуцеллусе семязачатка. После заложения семязачатка и формирования нуцеллуса в области микропиле начинает разрастаться одна археспориальная (спорогенная) клетка — мегаспороцит, или материнская клетка мегаспор.

Материнская клетка мегаспор имеет диплоидный набор хромосом. У большинства покрытосеменных из нее путем мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Из них лишь одна (обычно нижняя, обращенная к халазе, реже верхняя, обращенная к микропиле) дает начало женскому гаметофиту — зародышевому мешку. Остальные мегаспоры отмирают.

Мегагаметогенез

Процесс формирования женских половых клеток происходит в зародышевом мешке. Формирование женского гаметофита начинается с разрастания мегаспоры, которая далее три раза делится митозом. В результате этого образуются восемь клеток, которые располагаются следующим образом: три — на одном полюсе зародышевого мешка (микропилярном), три — на другом (хадазальном), две — в центре. Две оставшиеся сливаются в центре клетки, образуя диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных на микропилярном полюсе, отличается большими размерами и является яйцеклеткой. Две рядом расположенные клетки являются вспомогательными и называются синергидами. Группа из трех клеток, находящихся на противоположном, халазальном полюсе, называется антиподом. Таким образом, сформированный женский гаметофит включает шесть гаплоидных клеток (яйцеклетка, две клетки-синергиды, три клетки-антипода) и одну диплоидную клетку.

Оплодотворение. Образование семян и плодов

Купить проверочные работы
и тесты по биологии

Процессу оплодотворения предшествует опыление — перенос пыльцы от пыльцевых мешков тычинок к рыльцам пестиков. Попав на рыльце пестика, под воздействием веществ, выделяемых пестиком, пыльца начинает прорастать: образуется пыльцевая трубка, внедряющаяся в ткань рыльца. Кончик пыльцевой трубки выделяет вещества, размягчающие ткань рыльца и столбика. В процессе формирования пыльцевой трубки принимает участие сифоногенная клетка. По мере роста пыльцевой трубки в нее переходит спермагенная клетка, которая делится митозом с образованием двух спермиев (у некоторых растений спермагенная клетка дает начало двум спермиям еще до прорастания пыльцы). Пыльцевая трубка продвигается по столбику пестика и врастает в зародышевый мешок, как правило, через микропиле. После проникновения в зародышевый мешок кончик пыльцевой трубки разрывается, и спермии попадают внутрь. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, образуя триплоидную клетку, из которой далее формируется эндосперм (питательная ткань) семени, обеспечивающий питание зародыша. Синергиды и антиподы дегенерируют. Вышеописанный процесс получил название двойного оплодотворения. Двойное оплодотворение у цветковых растений было открыто в 1898 году русским ботаником С.Г. Навашиным.

После двойного оплодотворения из яйцеклетки формируется зародыш семени, из центрального ядра зародышевого мешка — эндосперм, из интегументов — семенная кожура, из всего семязачатка — семя, а из стенок завязи — околоплодник. В целом из завязи пестика формируется плод с семенами.

Читайте также: