Цветковые растения как размножаются

Чем размножаются цветковые растения ?

Цветковые растения на сегодняшний день являются самыми разнообразными и распространенными из всех растений. И это, по большей части, происходит благодаря их органам размножения — семенам.

Размножение цветковых растений

Все цветковые растения способны воспроизводить семена. Эта группа растений, вместе с голосеменными, у которых не бывает цветков, формируют более крупную группу под названием семенные.

Семена сильно отличаются по своим размерам: самые маленькие имеют диаметр меньше одного миллиметра, как у некоторых орхидей, а крупнейшие достигают диаметра больше полуметра, как у сейшельских кокосов.

Другое название цветковых растений — покрытосеменные. Как можно судить из наименования, семена видов, принадлежащих к этой группе, имеют со всех сторон мягкое покрытие, которое защищает семя от физических повреждений, засыхания и т.д. У некоторых видов это защитное покрытие (такое как ягоды, плоды) стало играть и другую роль, приманивая своим ярким цветом и ароматом животных. Это делается для того, чтобы они поедали плод, а семена распространяли вместе с экскрементами.

Для сотен видов вегетативное размножение тоже является важным методом распространения. Так, например, дерево баньян может формировать огромные леса без применения семян, исключительно за счет воздушных корней, из которых вырастают новые деревья.

Использование человеком цветковых растений

Цветковые растения, их плоды, стебли и листья служат кормовой базой как для человека, так и для множества видов животных. За долгие тысячелетия человек одомашнил большое количество цветковых растений на всех обитаемых континентах. Так, одними из первых и самых главных видов растений, которые человек стал возделывать, были:

  • Пшеница.
  • Рис.
  • Ячмень.
  • Виноград.
  • Абрикос.
  • Манго.

Некоторые цветковые растения до шестнадцатого века возделывались только в рамках одного континента. Например, картофель, табак, кукуруза, каучуковое дерево и т.д., родиной которых является Южная Америка. Однако европейцы после колонизации этого континента сумели оценить их достоинства и распространили перечисленные виды по всему свету.

Лекция № 15. Половое размножение у покрытосеменных растений

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.

РАЗМНОЖЕНИЕ ЦВЕТКОВЫХ РАСТЕНИЙ

Цветковые растения размножаются вегетативным (беспо­лым) и половым (семенным) путем.

Вегетативное размножение — это размножение частями ве­гетативных органов растения.

побегами:

♦ отводки (пихта, виноград, смородина, орешник, слива) — низко расположенные ветви дерева или кустарника присоприкосновении с почвой или присыпанные землей способны в узлах формировать корневую систему и давать побеги;

♦усы (земляника, ежевика, лютик) — в узлах ползучих побегов развиваются вертикальные побеги и прида­точные корни;

♦ укоренение надземных побегов (тополь, ива);

♦поросль корневая и пневая (тополь, платан) — после вы­рубки деревьев или гибели их кроны из придаточных почек коры образуются побеги;

♦ корневище (ландыш, мята, пырей);

♦ луковица (тюльпан, нарцисс, чеснок, лук);

♦ клубень (картофель);

♦ стеблевые черенки (традесканция, бегония, роза).

корнями:

♦ корневые отпрыски (тополь, черемуха, осина) — развива­ются из придаточных почек на корнях вокруг пней спиленных деревьев;

♦ корневые черенки (одуванчик, малина, шиповник, неко­торые сорта яблонь) — из придаточных почек посаженного в почву отрезка корня развиваются надземные побеги, а от их основания отрастают придаточные корни.

листьями:

♦ листовые черенки (бегония, лимон, узамбарская фиалка) — на посаженных во влажный песок листьях развиваются при­даточные почки и придаточные корни.

Метод прививки заключается в том, что одно растение (в виде черенка или почки) сращивают с другим растением, сидящим корнями в почве. Цель прививки — использование для питания корневой системы растения, обладающего не­прихотливостью к почве, морозостойкостью, устойчивостью к болезням и вредителям и другими свойствами, желательны­ми для улучшения имеющегося сорта.

Значение вегетативного размножения. Вегетативное раз­множение способствует значительному увеличению числа особей и расселению их в природе, в практике селекционной работы и в сельском хозяйстве его используют для сохранения ценных сортов культурных растений и для быстрого повышения их уро­жайности.

Генеративное размножение

Цветки, плоды и семена являются генеративными органами растения.

Цветок -укороченный и видоиз­мененный побег, предназначенный для полового (семенного) размножения.

1— цветоножка; 2- цветоложе; 3- завязь; 4 — лепесток; 5 — столбик; 6 —рыльце пестика; 7- пыльник; 8— тычиночная нить; 9— чашелистик

Все части цветка, за исключением цветоножки и цветоло­жа, образованы видоизмененными листьями.

Чашелистики (образуют чашечку) окрашены в зеленый цвет и почти не отличаются от листьев.

Лепестки (образуют венчик) имеют форму листьев и хорошо заметные жилки.

Чашечка+венчик = околоцветник

Цветки называются обоеполыми, если они имеют и пестик, и тычинки (розоцветные). Однополые цветки содержат или только тычинки (тычиночные цветки), или только пестики (пестичные цветки). У однодомного растения (огурец, дуб, бе­реза, кукуруза) тычиночные и пестичные цветки образуются на одном растении, у двудомного (ива, тополь, конопля) — на разных.

Соцветия — это группа цветков, расположенных определенным образом на одном цветочном стебле, или цветоносе.

Биологическое значение соцветий заключается в том, что собранные в них мелкие цветки лучше заметны насекомым и удобны для опыления ветром, так как летящая пыльца встре­чает на своем пути сразу целую группу цветков. Различают простые и сложные соцветия. Сложные соцве­тия состоят из нескольких простых.

Простые соцветия:

♦ кисть (гиацинт, наперстянка, черемуха) — боковые цвет­ки имеют короткие цветоножки и сидят на удлиненной глав­ной оси;

♦ простой колос (подорожник) — на главной удлиненной оси располагаются сидячие цветки;

♦ початок (белокрыльник, аир) — похож на колос, но имеет мясистую утолщенную ось

♦ сережка (ива, грецкий орех) — отличается от колоса и кисти свисающей главной осью;

♦ зонтик (примула, вишня) — главная ось укороченная, боковые цветки как бы выходят из одной точки на ножках разной длины и располагаются куполообразно или в одной плоскости;

♦ головка (клевер) — цветки не имеют цветоножек и глав­ная ось сильно укорочена;

♦ корзинка (василек, подсолнечник, одуванчик) — много­численные мелкие сидячие цветки расположены на сильно утолщенном и расширенном конце укороченной оси, имею­щей вогнутую, плоскую или выпуклую форму; снаружи со­цветие защищено зелеными листьями — оберткой;

♦ щиток (груша) — отличается от кисти тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, в результате чего все они располагаются в одной плоскости (рис. 27).

Сложные соцветия:

♦ сложная кисть, или метелка (мятлик, сирень) — главная длинная ось представляет собой кисть, а боковые ее веточки -простые кисти;

♦ сложный колос (пшеница, рожь) — на главной ветвящей­ся оси располагаются оси простых колосков;

♦ сложный зонтик (морковь, укроп) — боковые оси соцве­тия заканчиваются простыми зонтиками (рис. 27);

♦ сложный щиток (рябина, калина) — главная ось пред­ставляет собой щиток, боковые — корзинки или тоже щитки.

Опыление — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Созревание пыльцы происходит в пыль­никах тычинок.

Два типа опыления — перекрестное и самоопы­ление.

Самоопыление происходит в обоеполых цветках, когда пыльца попадает на рыльце пестика своего же цветка (лен, яч­мень, томат, картофель). Чаще всего самоопыление происхо­дит до раскрытия цветка, в бутоне (горох, фасоль). Оно воз­можно также у некоторых однодомных растений.

Перекрестное опыление — это перенос пыльцы из пыльни­ка цветка одного растения на рыльце пестика цветка другого растения. Оно может происходить с помощью ветра, воды, насекомых или птиц.

Ветроопыляемые растения (береза, рожь, крапива, куку­руза) имеют мелкие невзрачные цветки, лишенные аромата, пыльники расположены у них на длинных свисающих тычи­ночных нитях, рыльца пестиков широкие и длинные для улавливания большого количества пыльцы. Масса сухой мел­кой пыльцы переносится ветром в виде облачка. У ряда расте­ний цветение наступает до распускания листьев, что облегчает опыление ветром.

Насекомоопыляемые растения – цветки устроены так, что привлекают опылителей. Цветки имеют большие размеры, яркую окраску, иногда собраны в соцветия, издают сильный аромат и выделяют сладкий сок — нектар. Насекомые в поис­ках пищи (пыльца и нектар) перелетают с цветка на цветок, осуществляя тем самым перекрестное опыление.

Искусственное опыление проводят при выведении новых сортов или с целью повышения урожайности культурных рас­тений (подсолнечник, кукуруза).

Плодыподразделяются на сочные (односемянные и многосемянные) и сухие (нераскрывающиеся односемянные и раскрыва­ющиеся многосемянные).

Классификация плодов

Тип плода
по около­плодник По числу семян Название плода Растение
Односе­мянный Семянка: семя не срастается с околоплодником Орех околоплодник жесткий, деревянистый Зерновка: срастается с семен­ной кожурой Подсолнечник, одуванчик, лещина, дуб, Гречиха, пшеница, рожь
Сухой Многосе-мянный Боб: имеет две створки, внут­ри которых находятся семена Стручок: имеет две створки, но семена располагаются на пленчатой перегородке плода Коробочка: семена созревают внутри и высыпаются через специальные отверстия Фасоль, горох, акация Капуста, репа, редис, редька Хлопчатник, лен, табак, тюльпан, мак
Сочный Односе­мянный Костянка: семя находится внут­ри деревянистого околоплод­ника- косточки, окруженной мякотью Вишня, абрикос, черемуха
Многосе-мянный Ягода: мелкие семена находят­ся внутри мякоти плода, по­крытого кожицей Смородина, виноград, томат

Семя содержит зародыш, дающий начало новому расте­нию, и питательные вещества, необходимые для его прораста­ния. Они могут находиться в эндосперме, который располага­ется рядом с зародышем. Семена многих растений не содер­жат эндосперма, и питательные вещества локализованы в се­мядолях. Питательные вещества семян представлены углево­дами, белками и жирами.

Растение относят к однодольным, если зародыш его семени имеет одну семядолю (пшеница, кукуруза), и к двудольным, если у него две семядоли (фасоль, горох, яблоня).

Зерно пшеницы (однодольное) представляет собой од­новременно и семя, и плод.

Распространение плодов и семян происходит в природе с помощью ветра и воды, животными, птицами и человеком. Некоторые растения сами разбрасывают семена. Напри­мер, плоды растения «бешеный огурец» вместе с липкой жидкостью «выстреливают» семена на значительное рас­стояние; зрелые стручки бобовых при подсыхании лопают­ся и также разбрасывают семена. Плоды и семена, которые разносятся ветром, имеют для этого специальные приспо­собления — крыловидные выросты (плоды клена и ясеня), пушистые волоски (семена тополя), парашютики (семена одуванчика). Вода распространяет плоды и семена водных и наземных растений, которые обитают на берегах водо­емов (ольха, осока, кувшинка). Семена и плоды некоторых растений (череда, лопух, омела, липкий шалфей) переносят животные на шерсти, а человек — на одежде. Птицы и жи­вотные часто питаются сочными плодами растений, семена которых не перевариваются в желудочно-кишечном тракте и могут быть выброшены с экскрементами на значительном удалении от материнского растения (рябина, бузина, чер­ника, ландыш).

Представителей растительного мира можно встретить повсюду. На морском дне обитают водоросли, на горных вершинах встречаются мхи. Разнообразные цветковые растения занимают обширные пространства на материках, наиболее важны для жизни и хозяйства населения.

Виды и сорта покрытосеменных растений

Флора Земли богата и разнообразна, насчитывает более 500 тысяч видов. Покрытосеменные — наиболее многочисленная и высокоразвитая группа растений. Состоит из классов двудольных и однодольных, подклассов порядков и семейств. Всего известно 418 семейств, около 199 000 видов двудольных; 125 семейств, около 60 000 видов однодольных растений.

Растения очень важны для жизни человека.

Виды — живые организмы с похожими характеристиками. Группы видов, которые отличаются от других, но сходны между собой, объединяются в роды.

Отличительные признаки однодольных: наличие в семенах одной семядоли, мочковатая корневая система, дуговое или параллельное жилкование листьев. Строение цветкового растения из класса двудольных отличает стержневая форма корня, перистое или пальчатое жилкование. Семена состоят из двух семядолей.

В соответствии с действующими правилами, каждый вид носит научное название, состоящее из двух частей: наименования рода и вида. Например, род Яблоня объединяет более 60 видов. Четыре вида — низкая, лесная, китайская, ягодная яблони — послужили материалом для выведения современных сортов.

Культивар или сорт объединяет культурные растения, которые отличаются от других по своим характерным признакам: форме, цвету, времени созревания урожая, устойчивости к низким температурам, болезням. При воспроизводстве типичные характеристики сохраняются.

Строение цветкового растения, описание

Неодинаковы по строению цветки разных растений.

Вегетативные органы цветкового растения — корень, стебель и листья — отличаются по размерам. Диаметр листочков ряски достигает 5–8 мм. Стебель гигантского эвкалипта растет на 100 м в высоту.

Вегетативные и генеративные органы

Волоски на поверхности корня поглощают воду и растворенные в ней соли, которые проникают по проводящим сосудам в надземную часть. Некоторые растения запасают в подземных органах питательные вещества.

Каждый орган в жизни растения выполняет определенную работу.

Стебель соединяет все части в единое целое. На самом кончике находится верхушечная почка. Выросшую за один вегетационный сезон часть стебля с листьями и почками называют побегом. Некоторые виды запасают питательные вещества в корневищах, луковицах и клубнях. Такие видоизмененные побеги имеют ландыш, лук, тюльпан, картофель.

Лист —вегетативный орган, выполняющий функции фотосинтеза, газообмена, испарения воды. Состоит из листовой пластинки и черешка, которым прикрепляется к стеблю. Колючки у кактусов, усики у гороха, сочные чешуи лука— видоизмененные листья.

Цветок является органом семенного размножения. Расширенная часть или цветоложе служит местом прикрепления чашелистиков и лепестков, тычинок и пестиков. Зеленые чашелистики образуют чашечку, окрашенные лепестки — венчик. Тычинки с пыльниками, пестики с завязями и семяпочками являются главными частями цветка.

В пыльцевых зернах формируются мужские половые клетки (спермии), необходимые для оплодотворения женских половых клеток в завязях. Семена — созревшие семяпочки, заключенные в плод. Эти органы содержат белок, сахар, крахмал, жиры, воду и минеральные вещества.

Как происходит опыление

Опыление необходимо для оплодотворения и образования семян.

Суть этого процесса заключается в переносе пыльцы из пыльников на рыльце пестика. Различают самоопыление и перекрестное опыление ветром, насекомыми, птицами или другими животными. Можно перенести пыльцу с тычинок на пестики с помощью кисточки, щеточки. Искусственное опыление проводится человеком для выведения новых сортов и повышения урожайности.

Почему у цветковых растений оплодотворение называют двойным

Сначала пыльцевое зерно прорастает, образуется трубка, направленная в сторону завязи. По этому каналу два спермия проникают в семенной зачаток, где после попадания пыльцы на рыльце пестика должно произойти оплодотворение. Одна мужская половая клетка сливается с яйцеклеткой, образуя зародыш нового растения. Другой спермий сливается с вторичным ядром. Образуется эндосперм — питательная ткань семени.

У цветковых растений при оплодотворении одновременно происходит два слияния, отсюда и такое название — двойное оплодотворение.

Оплодотворяется не только яйцеклетка, но и вторичное ядро. Это двойное оплодотворение у цветковых растений. Впоследствии из семенного зачатка развивается семя, в котором есть зародыш и питательная ткань. Из других частей цветка образуется плод.

Образование молодого растения может происходить из клеток листьев, стебля, корня, побега и его видоизменений. Ландыш и пырей размножаются корневищами; лилии, тюльпаны и нарциссы — луковицами; земляника и камнеломка — усами. Частями корня размножаются осот, одуванчик. Ветки ивы, тополя укореняются, попав во влажную почву. Корни отрастают от листочков узамбарской фиалки, бегонии.

Каждый вид растения размножается своим способом.

Семенное или половое размножение цветковых растений — формирование нового организма из половых клеток цветка. В комнатном цветоводстве, сельском хозяйстве используют семена и все способы вегетативного размножения, в том числе деление куста, корневищ, клубней.

Укореняют часть побега, не отделяя от материнского растения. Так размножают отводками. Черенки нарезают с побегов, стеблей, корней материнского растения, сажают в сырой песок и накрывают прозрачным пластиковым стаканом или полиэтиленовым пакетом. Через некоторое время отделенные участки укореняются.

Жизнедеятельность покрытосеменных растений

Живые клетки в составе органов питаются, дышат, размножаются. Растут корневая система и надземная часть, происходят качественные изменения. Весь организм увеличивается в размерах, развивается.

Автотрофные растения в процессе жизнедеятельности сами создают питательные вещества благодаря фотосинтезу.

Многолетние травы, кустарники и деревья способны к неоднократному размножению. Надземная часть отмирает в конце вегетационного периода или после созревания семян у травянистых однолетников, двулетников и многолетников. Последние сохраняют почки возобновления на корневищах, клубнях, в луковицах.

Однолетники за один сезон вегетации успевают начать и завершить формирование всех органов из одного семени. За несколько месяцев они полностью проходят жизненный цикл. Двулетники на первом году формируют розетку листьев. На следующий год отрастают стебли, распускаются цветы, созревают семена, после этого растение отмирает.

Особенности выращивания

Разные виды приспосабливаются к определенным параметрам окружающей среды. По отношению к свету различают тенелюбивые, теневыносливые и светолюбивые растения. Есть виды засухоустойчивые и влаголюбивые (по отношению к воде). Теплолюбивые растения предпочитают температуры выше 18°С. Холодостойкие и морозоустойчивые виды способны переносить снижение температуры воздуха, почвы.

Для разных видов растений необходима своя окружающая среда.

В сельском хозяйстве и декоративном цветоводстве преобладают сорта и гибриды, которые отличаются крупными плодами с хорошими вкусовыми качествами. Такие растения нуждаются в создании оптимальных условий: поступлении всех элементов питания, достаточном количестве влаги, борьбе с вредителями и болезнями.

Также необходимо учитывать, что озимые прорастают из семян осенью, зимуют в виде розетки листьев. Весной побег трогается в рост, цветение и плодоношение начинается раньше, чем у яровых однолетников.

Значение растений в экосистеме

Покрытосеменные встречаются практически во всех природных зонах: от холодной тундры на севере до тропических пустынь и джунглей вблизи экватора. Они доминируют на суше среди других отделов растительного мира, составляют основу большинства экологических систем.

Покрытосеменные растения встречаются практически во всех природных зонах.

Покрытосеменные растения являются важным компонентом биосферы, они необходимы для жизнедеятельности наземных животных и человека.

Влияние на окружающую среду:

  • обогащение атмосферы кислородом;
  • поглощение углекислого газа;
  • повышение влажности воздуха;
  • улучшение структуры почвы;
  • закрепление грунта;
  • смягчение климата.

Покрытосеменные растения обладают удивительной экологической пластичностью, могут приспосабливаться к различным местообитаниям. Однако изменения природной среды отрицательно сказываются на жизнедеятельности организмов. Необходимо беречь цветковые растения — «зеленые легкие», основу природных зон, украшение любого уголка Земли.

Покрытосеменные

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.

В настоящее время цветковые господствуют на Земле. Такое доминирующее положение им позволили занять прогрессивные особенности:

  • Возникновение цветка
  • 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.

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

  • Двойное оплодотворение
  • 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.

  • Возникновение плода
  • У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

  • Хорошо развита проводящая ткань
  • 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.

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

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

  • Многоярусные сообщества
  • 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.

  • Двудольные — семейства: крестоцветные, сложноцветные, бобовые, розоцветные, пасленовые
    • В составе зародыша обычно имеется две семядоли
    • В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

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

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

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

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

  • Однодольные — семейства: лилейные, злаки
    • Зародыш содержит только одну семядолю
    • Листья только простые, жилкование параллельное и дуговое
    • Камбий отсутствует — из-за этого нет вторичного роста
    • Корневая система мочковатая, главный корень и боковые рано отмирают, развиваются придаточные корни
    • Цветок
    • 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 бобовых, тыквенных, сложноцветных (гороха, подсолнечника, фасоли, тыквы). У части двудольных эндосперм отсутствует (крестоцветных, сложноцветных, бобовых, 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.

© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *