У цветковых растений семена созревают внутри плода

Обновлено: 04.10.2024

В состав плода входят семена и околоплодник. У цветковых растений семена образуются после двойного оплодотворения из семязачатков. Семена находятся внутри плода и защищены околоплодником, поэтому цветковые растения называют также покрытосеменными.

Околоплодник (наружная часть плода) формируется из стенок завязи пестика. В некоторых случаях в его формировании принимают участие также и другие части цветка — цветоложе, чашелистики, лепестки. Например, у яблока можно найти остатки чашелистиков.

В стенках околоплодника накапливаются питательных вещества: углеводы, белки, жиры. В них содержатся также витамины и вещества, обладающие приятным запахом. Поэтому животные охотно поедают плоды, способствуя распространению семян.

У большинства растений в цветке есть только один пестик. Плод, образовавшийся из такого цветка, называют простым : фасоль, рожь, слива — (A).

Если в цветке несколько пестиков, то из него образуется сборный плод: малина, морошка, ежевика — (В).

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.

Плод — это генеративный орган покрытосеменных растений, который служит для формирования, защиты и распространения заключённых в нём семян. Плод является конечным этапом развития цветка, видоизменённого в процессе двойного оплодотворения.

Плод образуется из завязи пестика, при этом в формировании плода могут принимать участие и другие части цветка (например, цветочная трубка, разросшееся цветоложе).

У травянистых растений (особенно у однолетних) практически все синтезируемые органические вещества используются развивающимися семенами и плодами, что ведет к истощению других тканей растений.

Созревание плода начинается с прекращения его роста, разложения хлорофилла и дубильных веществ, накопления в вакуолях пигментов, определяющих характерную для данного вида окраску плодов, разрушение пектинов, содержавшихся в оболочках клеток, что приводит к смягчению стенок плода. В сочных плодах уменьшается содержание кислот и увеличивается содержание сахаров. Поэтому спелые съедобные плоды имеют более приятный вкус, чем незрелые.

Созревший плод начинает отмирать: в плод обычно не поступают новые вещества, не делятся и не растут его клетки, постепенно ткани плода разрушаются и сгнивают. У большинства цветковых растений созревший плод опадает, он отмирает уже на грунте.

В образовании плода принимают участие различные части цветка, но прежде всего завязь. Семена же формируются из семяпочек.

Стенка плода всегда состоит из трех слоёв, эти три слоя могут быть хорошо различимы: к примеру, в плоде персика тонкий кожистый наружный слой — экзокарпий, съедобная сочная мякоть плода — мезокарпий, твёрдая косточка из каменистой ткани, окружающая единственное семя — эндокарпий. Их совокупность называется перикарпием (околоплодником).

У разных растений строение стенок плода имеет свои отличительные особенности.

Производительность семян и плодов разных цветковых неодинакова. Относительное соотношение массы и количества семян к массе родительского растения больше у травянистых растений.

Масса семян и плодов широко варьирует у разных растений. Например, зерновка пшеницы весит меньше одного грамма, а масса одного плода тыквы может достигать сотен килограммов.

Плоды очень разнообразны. Если плод развился из цветка, у которого был один пестик, то он будет считаться простым. Например, простые плоды у пшеницы, гороха и вишни.

При развитии плода из цветка с несколькими пестиками он будет называться сложным или сборным. Как у малины, ежевики и земляники.

Если у растений цветки собраны в соцветия, то у них могут формироваться соплодия. Это происходит из-за срастания нескольких плодов и превращения их в единое целое.

Простые плоды могут быть сухими и сочными, вскрывающимися и невскрывающимися.

К сухим вскрывающимся относятся листовка, боб, стручок, стручочек и коробочка.

Листовка вскрывается и становится похожей на лист, отсюда и название. Если плод включает в себя не одну, а несколько листовок, он называется многолистовкой. Листовка может быть не только сухой, но и сочной.

Боб — сухой одно- или многосеменной плод, одновременно вскрывается по брюшной и спинной сторонам, благодаря чему его створки, раскрываясь, закручиваются, разбрасывая при этом семена в разные стороны, тем самым способствуя их расселению. Такими плодами обладают представители семейства бобовых.

Стручок — сухой, многосеменной плод, его семена расположены двумя рядами по обе стороны от тонкой ложной перегородки.

Коробочка — сухой плод, образованный в результате полного сращения нескольких плодиков.

К сухим невскрывающимся односеменным плодам относят ореховидные плоды: орех, орешек, желудь, семянку, крылатку и зерновку.

Орех — это плод с жестким деревянистым околоплодником. Такие плоды имеет, например, лещина.

Мелкие орехи называют орешками, они формируются, например, у гречихи.

Плод, состоящий из многих орешков, называется многоорешком или сборным орешком (например, у липы), такие плоды относят к сборным плодам.

Желудь отличается от ореха менее жестким околоплодником, который у своего основания окружен чашевидной плюской, образовавшейся из защитного покрова цветка.

Семянка имеет кожистый околоплодник, более мягкий, чем у ореха или желудя. Такие плоды характерны для представителей семейства сложноцветных (например, подсолнечника).

Крылатка представляет собой своеобразный тип плода, околоплодник которого по степени жесткости соответствует семянке, но, в отличие от нее, у крылатки по краям околоплодника имеется тонкий крыловидный кожистый или перепончатый вырост.

Зерновка имеет околоплодник, настолько тесно прилегающий к семенной кожуре, что срастается с ней. Злаковые (пшеница, рожь, ячмень и др.) имеют зерновку.

Сочные плоды — это костянка, ягода, тыквина, яблоко, земляничина.

Костянка и костянковидные плоды имеют околоплодник, дифференцированный на тонкий экзокарпий, толстый мясистый и сочный мезокарпий и многослойный деревянистый эндокарпий, образующий косточку.

Наиболее распространены однокосточковые костянки (персик, слива, вишня и др.), но существуют и многокосточковые костянки, которые называют сборными костянками (например, ежевика, малина и др.), их относят к сборным плодам.

Встречаются костянки не только сочные, но и сухие (например, плоды миндаля, грецкого ореха и кокосовой пальмы являются сухими костянками).

Ягода и ягодообразные плоды, в отличие от костянки, не имеют косточки. Индивидуальные особенности строения ягод различных растений (виноград, смородина, крыжовник и др.) весьма разнообразны.

Плод тыквина — одна из разновидностей ягоды, она характерна для тыквенных (огурец, дыня, арбуз и др.).

Яблоко — разновидность плода, в образовании которого, кроме завязи, участвуют другие части цветка: разросшееся цветоложе, основания чашелистиков, лепестков, нижние части тычинок.

Земляничина — разросшееся сочное цветоложе, на котором располагаются простые плодики — орешки.

К сборным плодам, как мы уже говорили, относится сборная костянка ежевики и малины, многоорешек или сборный орешек липы, плод лотоса, который представляет собой мясистое цветоложе, в которое погружены орешки; земляничина с многочисленными орешками.

В отличие от плодов, соплодия образуются из соцветий (ананас, инжир и др.), нередко соплодие включает в себя и ось соцветия.

Созрев, семена должны попасть в благоприятные условия и прорасти.

Для растения важно, чтобы созревшие семена оказались на большем или меньшем расстоянии от родительского растения и там проросли. Это важно по многим причинам. В первую очередь, этот фактор ограничивает или исключает внутривидовую конкуренцию, которая обычно более жесткая, чем межвидовая, поскольку особи одного вида нуждаются в одинаковых условиях произрастания, на ограниченной территории они мешают друг другу. Кроме того, это облегчает перекрестное опыление. Наконец, именно перенос семян обеспечивает расселение растения, что приводит к освоению ими новых территорий, а также обогащает видовое разнообразие растительных сообществ.

Относительно немногие растения распространяют свои семена самостоятельно. У большинства это осуществляют животные, человек или физические факторы (ветер или вода). Из-за специализированного приспособления к конкретному типу переноса и возникло такое разнообразие различных плодов.

Лишь у относительно небольшого числа покрытосеменных семена прорастают сразу после завершения созревания. Большая часть таких растений произрастает в условиях постоянно тёплого климата без резких температурных скачков.

Однако у подавляющего большинства цветковых растений перед прорастанием следует период покоя. Если условия неблагоприятны для прорастания, семена находятся в состоянии вынужденного покоя, который сопровождается максимальным замедлением физиологических процессов в структурах семени. Вынужденный покой позволяет семени дождаться сочетания благоприятных условий внешней среды и прорасти.

Для того чтобы вывести семена из состояния физиологического покоя, необходимо воздействие низких температур, что происходит при наступлении холодов. Если ранее низкая температура повышается, семена перестают готовиться к прорастанию и впадают в состояние вторичного покоя. Это предотвращает нежелательное преждевременное прорастание семян при кратковременном повышении температуры во время зимней оттепели.

Прорастание семян возможно только при благоприятном сочетании температуры, влажности и аэрации.

Для семян разных растений интенсивность этих факторов может быть различной, и она зависит от условий произрастания растений данного вида.

Период прорастания состоит из последовательных этапов — фаз прорастания. Всего можно выделить пять фаз: 1) фаза водопоглощения; 2) фаза набухания; 3) фаза роста первичных корешков; 4) фаза развития ростка; 5) фаза становления проростка.

Вначале из семени всегда появляется корешок. Вслед за корнем начинает развиваться побег, причем оба эти органа обладают противоположной реакцией на силу тяжести: у корня — положительный геотропизм, у побега — отрицательный. Это обеспечивает правильную ориентацию вегетативных органов в пространстве.

Все время, начиная с проклевывания семени и до формирования фотосинтезирующих вегетативных органов, развивающееся растение питается гетеротрофно за счет питательных веществ, запасенных в семени (гетеротрофный этап). Когда побег достигает поверхности почвы, под действием света в его тканях образуются хлоропласты, в результате чего молодой побег зеленеет и постепенно переходит к автотрофному (фототрофному) питанию.

Многообразие цветковых растений удивительно велико. Чтобы разобраться в этом многообразии, ботаники объединяют все виды растений в группы, которые в свою очередь объединяют в более крупные группы. Для установления таких групп растений используют признаки их сходства и различия, по которым можно судить о степени родства растений между собой.

Цветковые растения имеют строение более совершенное, чем строение других групп. Только у покрытосеменных образуются цветки, а в цветках - пестики. В завязях пестиков расположены семязачатки. Цветковые разных покрытосеменных различаются величиной, формой, окраской, строением; цветки одних покрытосеменных приспособлены к опылению ветром, других - к опылению насекомыми. Но при любом способе опыления пыльцевые зерна попадают на рыльца пестиков, где образуются пыльцевые трубки.

Пыльцевые трубки со спермиями дорастают до семязачатков и врастают в них, где и происходит оплодотворение, характерное только для цветковых растений. При этом из зиготы, возникающей при слиянии гамет, формируется зародыш. Самая крупная клетка после слияния со вторым спермием разрастается, делится, и образуется эндосперм, запасающий питательные вещества для зародыша. Из семязачатков развиваются семена, а из стенки завязи - околоплодник.

Итак, семена у цветковых растений развиваются внутри плода. Поэтому цветковые растения называют покрытосеменными. В настоящее время покрытосеменные господствуют среди растений, населяющих сушу Земли.

Рассмотрим растения, цветущие осенью, например, анютины глазки, или фиалку трехцветную. Это растение, как и большинство других, имеют органы:

корни и побеги. Побегом называют стебель с расположенными на нем листьями и почками . Видоизмененные подземные побеги - это корневища, клубни и луковицы.На побегах могут развиваться цветки. На их месте созревают плоды с семенами. Растения, цветущие хотя бы раз в жизни, называют цветковыми.

Одни и те же органы цветковых растений могут быть внешне очень разнообразны.

Цветок - это видоизмененный побег, на месте которого созревает плод с семенами или с одним семенем.

Строение цветка

Рассмотрим строение цветка. Цветок развивается на цветоножке, расширяющейся в цветоложе; на нем формируются все остальные части цветка.

Ярко окрашенный венчик состоит из лепестков. Ниже венчика находится чашечка из зеленых листочков - чашелистиков. Венчик и чашечка - это околоцветник, который защищает внутренние части цветка от повреждений и может привлекать насекомых - опылителей.

Главные части цветка - пестик и тычинки. Тычинка состоит из тонкой тычиночной нити и пыльника, в котором образуется пыльца. В пестике различают широкую нижнюю часть - завязь, узкий столбик и рыльце. Из завязи развивается плод. У некоторых растений в образовании плода принимают участие также другие части цветка, например цветоложе. Только у немногих растений цветки располагаются поодиночке. У большинства же цветки собраны в соцветия.

Летом и осенью на растениях созревают разные по форме и окраске плоды. Плоды образуются из завязей. Разросшиеся и видоизменившиеся стенки завязи, ставшей плодом, носят название околоплодника. Внутри плода находятся семена. По количеству семян плоды разделяют на односемянные и многосемянные.

Различают сочные и сухие плоды. Созревшие сочные плоды имеют в составе околоплодника сочную мякоть. Созревшие сухие плоды мякоти не имеют.

Семена растений различают по форме и размерам. Семя состоит из кожуры (оболочки), зародыша и содержит запас питательных веществ. В зародыше различают зародышевые корешок, стебелек, почечку с листочками.

Растения, имеющие в зародыше семени одну семядолю, называют однодольными. У двудольных растений, это видно из названия, семя имеет две семядоли. Запас питательных веществ может находится в семядолях или в особой запасающей ткани - эндосперме. Из зародыша семени развивается новое растение. Семя - это зачаток будущего растения.

Растения отличаются друг от друга окраской и формой стеблей, листьев, цветков и плодов, продолжительностью жизни и другими особенностями. Но как бы ни различались цветковые растения, каждое из них можно отнести к одной из трех групп: деревьям, кустарникам и травам.

Деревья - это обычно крупные растения с многолетними деревенистыми стеблями. Каждое дерево имеет ствол, ветви, ветви деревьев образуют их кроны. Всем знакомы береза, осина, липа, клен, ясень. Среди деревьев есть настоящие великаны, например эвкалипты, достигающие в высоту более 100 метров.

Кустарники отличаются от деревьев тем, что ствол у них начинается почти у самой поверхности почвы и его трудно распознать среди ветвей. Поэтому кустарники имеют не один ствол, как у деревьев, а несколько стволиков, отходящих от общего основания. Широко распространены кустарники: орешник-лещина, сирень, жимолость, бузина.

Травы, или травянистые растения, имеют, как правило, зеленые сочные стебли; они почти всегда ниже деревьев и кустарников. Но банан, например, достигает в высоту 7 метров, и некоторые борщевики бывают выше роста человека. Существуют крошечные травянистые растения. На поверхности водоемов живет ряска; размер каждого растения - несколько миллиметров.

Деревья и кустарники - многолетние растения. Например, некоторые дубы живут больше тысячи лет. Среди трав встречаются как многолетние, так и однолетние и двулетние.

Из многолетних трав хорошо известны ландыш, одуванчик, мать-и-мачеха, крапива. Надземные части большинства таких травянистых растений отмирают осенью. Весной они развиваются заново, так как в почве под снегом у этих растений сохраняются корни и другие подземные органы с почками.

Однолетние растения, такие, как фиалки, лебеда, левкой, редис, гречиха, овес, пшеница, весной развиваются из семян, зацветают, образуют плоды с семенами и после этого отмирают.

Двухлетние растения живут почти два года. У свеклы, редьки, капусты в первый год развиваются обычно только корни, стебли и листья. На второй год эти растения развивают новые побеги, цветут и дают плоды с семенами, а к осени отмирают.

Читайте также: