Цветок имеется у покрытосеменных

Обновлено: 08.07.2024

Царство — одна из высших ступеней биологической систематики. Растения, как таксон, этого высокого уровня объединяет 400 тыс. видов организмов — от микроскопических водорослей до гигантской секвойи, высота которой достигает 100 м. Общее свойство растений — фотоавтотрофный способ питания.

Царство растений

Растения — объект изучения науки ботаники. Основы одной из старейших отраслей научного знания заложил Теофраст — ученик древнегреческого ученого и философа Аристотеля. Современная ботаника представляет собой комплекс наук. Крупнейшие отрасли: морфология, физиология, систематика, происхождение растений. Отдельные крупные группы внутри биологического царства изучают частные ботанические науки. Например, предмет альгологии — водоросли.

Сходство строения клеток, механизмов обмена веществ и роста позволяют объединить растения с животными и грибами в группу эукариот.

Отличительные признаки растительного организма:

Автотрофное питание.
Пластиды в клетках;
Целлюлозная клеточная стенка.
Способность к постоянному росту.
Характер ответа на внешние изменения.
Относительная неподвижность.
Связь с субстратом.
Разветвленное тело.

Фотосинтез осуществляется в клетках, обладающих зелеными пластидами. Растения в экосистемах являются продуцентами, так как сами для себя создают органические вещества. Выделяемый при фотосинтезе кислород используют для аэробного дыхания другие живые организмы. Молекулы О₂ образуют защитный озоновый экран в атмосфере (Рис. 1).

Рис. 1. Фотосинтез

Царство растений (научное название Plantae) объединяет 12 отделов, из которых 4 — водоросли, 2 — мхи. В состав биологического царства также входят плауны, папоротники, хвойные и цветковые. Другие отделы представлены малым числом семейств, родов и видов.

Тело водорослей — талом (слоевище) — состоит из сходных по строению и функциям клеток. Вода обеспечивает водоросли (Algae) углекислым газом и кислородом, поддерживает тело, поэтому нет необходимости в механических тканях.

Высшие растения отличаются наличием тканей и органов. Сформированы многоклеточные органы полового и бесполого размножения. К высшим относятся споровые и семенные растения.

Как установили палеонтологи, низшие растения появились около 2 млрд. лет назад. Древние псилофиты вышли из воды на сушу. Это уже были высшие растения, лишенные корней, но имеющие сосуды — группы клеток для проведения воды к фотосинтезирующим клеткам. Сформировались защитные и механические ткани.

Выходу растений на сушу способствовали ароморфозы:

возникновение эукариотической клетки;
появление фотосинтеза;
многоклеточность, дифференциация клеток;
мейоз и оплодотворение;
обособление гаплоидного и диплоидного поколений, их чередование в цикле развития;
появление семени у древних папоротников;
формирование цветка.

Покрытосеменные, или цветковые, заняли господствующее положение в царстве растений после голосеменных. Многие виды и более крупные систематические группы низших растений исчезли полностью или угасают.

Строение (ткани, клетки, органы растительного организма)

Растительные клетки содержат ядро, являются эукариотическими (хотя бы на одном из этапов развития). Органоиды в цитоплазме сходны у растений и животных (Рис. 2).

Рис. 2. Строение растительной клетки

Черты отличия клеточного строения растений от животных:

есть пластиды, хлорофилл;
над плазматической мембраной сформирована целлюлозная клеточная стенка;
имеется крупная центральная вакуоль, наполненная клеточным соком;
крахмал содержится в цитоплазме в виде зерен.

Ткани — группы клеток, сходных по происхождению, строению и функциям (Табл. 1). Всего у растений насчитывается от 20 до 30 типов таких скоплений клеток.

Описание тканей цветковых растений

Название

Локализация

Функции

Верхушка побега, кончик корня, основания листьев, междоузлия.

Образование других типов тканей; верхушечный и другие типы роста; регенерация повреждений.

Кора, кожица листа, стебля, корневые волоски.

Защита; газообмен с внешней средой; испарение.

Листья, стебель, плоды.

Фотосинтез; газообмен с окружающей средой; запасание воды; накопление продуктов обмена веществ.

Лубяные и древесные волокна, каменистые клетки.

Образование наружного и внутреннего каркасов для опоры и защиты.

Сосуды древесины, ситовидные трубки.

Транспортировка воды и минеральных веществ к листьям; проведение органических веществ от листьев к другим органам.

Железистые клетки, волоски, нектарники, млечники.

Образование млечного сока, влаги, нектара; накопление продуктов обмена.

Через устьица происходит испарение воды, газообмен. Специальные образования состоят из щели и замыкающих клеток. Последние имеют относительно толстые внутренние стенки, способные изменять форму и открывать устьица.

Органы цветковых растений

Орган — часть тела живого организма, состоящая из одного типа тканей, выполняющая определенные функции. Органы растений образуют две группы — вегетативные и генеративные. Вегетативные — корень и побег, состоящий из стебля, листьев и почек. Вместе они обеспечивают обмен веществ и рост. Генеративные органы у цветковых — цветок, семя и плод — участвуют в половом размножении (Рис. 3).

Рис. 3. Органы растения

закрепление растения;
снабжение водой и минеральными веществами;
запасание питательных веществ;
вегетативное размножение.

Клетки и ткани корня образуют четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Последний защищает зону роста, облегчает движение между частицами почвы. Клетки корневых волосков в зоне всасывания поглощают воду с растворенными в ней минеральными веществами.

Зона проведения выполняет функцию транспортирования веществ из корня в стебель, листья. Также, в этой зоне у растений возможно закладывание почек, запасание питательных веществ.

Все корни растения образуют его корневую систему. Выделяют главный, боковые и придаточные корни. У двудольных растений стрежневая корневая система с хорошо развитым главным корнем. Однодольные растения имеют мочковатую корневую систему. Главный корень неотличим от придаточных.

Различия в функциях корней:

воздушные позволяют эпифитам поглощать воду из воздуха, как происходит у филлокактусов, орхидей;
дыхательные отрастают у видов, обитающих на мелководьях, на чрезмерно влажной почве;
ходульные помогают выживать растениями в приливной зоне, на зыбкой почве;
корнеплоды и корневые клубни запасают питательные вещества;
цепляющиеся помогают закреплению стебля на опоре;
опорные поддерживают развесистую крону.

Корни бобовых формируют симбиоз с азотфиксирующими бактериями. Деревья образуют симбиоз с грибами, что позволяет получать больше воды из почвы. Грибы взамен получают органические вещества, созданные растением.

Побег — стебель с листьями и почками. Они могут быть расположены поочередно, супротивно (напротив друг друга), мутовками (группами), спирально. В строении побегов различают места прикрепления листьев — узлы. Участок побега между соседними узлами — междоузлие. Побег выполняет разные функции: дыхания, фотосинтеза, транспорта веществ.

По продолжительности жизни и степени одревеснения выделяют следующие жизненные формы растений: деревья, кустарники, травы. Последние еще делят на одно-, дву- и многолетние. Первые завершают жизненный цикл в течение 1 года. Двулетние в первый год образуют только вегетативные органы, на второй — цветут и образуют семена. Многолетники живут и цветут в течение продолжительного периода времени.

Почка — зачаточный побег. Различают вегетативные и генеративные почки. Вторые обычно более крупные, округлой формы. Внутри находится зачаток цветка.

Стебель — вегетативный орган растения, выполняющий функции опоры, проведения и запасания веществ. Для стебля характерны рост и ветвление. Орган принимает участие в вегетативном размножении. По характеру роста различают прямостоячие, ползучие, лазающие, цепляющиеся и вьющиеся стебли. К видоизменениям органа относят корневища, луковицы и клубни.

Лист обеспечивает фотосинтез, транспирацию (испарение воды), газообмен с внешней средой. Фотосинтез происходит в паренхиме листа. В строении органа выделяют листовую пластинку и черешок. В зависимости от количества этих составных частей различают простые и сложные листья. Форма и расположение на стебле, характер жилкования — важные систематические признаки.

Видоизменения листьев — приспособление к среде обитания:

мясистые чешуи;
сухие чешуи;
колючки;
усики.

Листья отличаются по размеру. У ряски, вольфии бескорневой они крошечные, у тропических пальм достигают нескольких метров в длину.

Цветок — это видоизмененный генеративный побег, который развивается из генеративной почки (Рис. 4). Строение цветка — важнейший систематический признак.

Рис. 4. Части цветка: 1— цветоножка и цветоложе; 2 — чашечка; 3 — лепестки венчика; 4 — тычинки; 5 — пестик.

Тычинка состоит из пыльника с пыльцой и тычиночной нити. В строении пестика различают верхнюю часть — рыльце и столбик, нижнее образование — завязь. Внутри находится семяпочка, из которой после оплодотворения развивается семя. Стенки завязи разрастаются и образуют плод.

Если в цветке имеются пестики и тычинки, то он относится к обоеполым. Однополые содержат только тычинки или только пестики. На однодомном растении расположены и тычиночные, и пестичные цветки. На двудомных развиваются или тычиночные, или пестичные цветки.

Упорядоченное расположение частей цветка отражают в формуле — условной записи строения с помощью обозначений (условных знаков). Например:

⚥ — символ обоеполого,
♀ — пестичного,
♂ — тычиночного цветка.

Семя — генеративный орган, который служит для распространения семенных растений, содержит запас питательных веществ для зародыша. Последний имеет все вегетативные органы в зачаточном состоянии.

Плод развивается из завязи цветка, служит для защиты и распространения семени. В зависимости от консистенции околоплодника, возникающего из стенок завязи, различают сухие и сочные плоды. Они могут быть одно- или многосемянными.

Жизнедеятельность растительного организма

Растение — живой организм, для которого характерны особенности химического состава, обмен веществ и превращения энергии, раздражимость, развитие и воспроизведение. Основные метаболические процессы — фотосинтез, кислородное дыхание, корневое питание, водный обмен (Рис. 5).

Рис. 5. Жизнедеятельность растений

Фотосинтез происходит в зеленых клетках. Суть процесса — преобразование энергии света в энергию химических связей органических соединений. В превращениях веществ и усвоении энергии велика роль зеленого пигмента хлорофилла. Конечные продукты — сахар и крахмал.

Почвенное питание — процесс поглощения корнем воды с растворенными минеральными веществами. Неорганические соединения необходимы растениям для синтеза углеводов и белков, нуклеиновых кислот, АТФ. Недостаток питательных веществ приводит к минеральному голоданию растительного организма.

Клеточное дыхание у растений — процесс окисления органических соединений до углекислого газа и воды. Кислород поступает во все органы на свету и в темноте. Фотосинтез протекает только в зеленых клетках на свету. Дыхание, фотосинтез и водный обмен тесно связаны. Недостаток света, кислорода, воды отрицательно сказывается на жизнедеятельности растительного организма.

Размножение растений

Покрытосеменные размножаются вегетативным и половым способами. Первый тип воспроизведения себе подобных происходит за счет отделения и самостоятельного развития вегетативных органов либо их частей. Вегетативное размножение в природе осуществляется с помощью корневищ, клубней, луковиц, отпрысков, усов, выводковых почек и черенков. В практике растениеводства получили широкое распространение такие способы как черенкование, прививка, деление корневища, клональное размножение.

В половом размножении участвуют половые клетки. Они формируются в разных частях цветка — пыльцевом зерне и внутри семязачатков. Слияние гамет — оплодотворение — происходит после опыления. Так называют процесс переноса пыльцы на рыльце пестика.

У растений происходит двойное оплодотворение. Из вегетативной клетки пыльцы после опыления образуется трубка, растущая внутри пестика. Она достигает семязачатка. По пыльцевой трубке двигаются два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, другой — с центральной клеткой. Образуются зигота и триплоидная клетка, обеспечивающая зародыш запасом питательных веществ. Созревшие семена и плоды распространяются ветром, животными, водой, человеком.

Рис. 6. Развитие растения из семени

Процесс индивидуального развития, или онтогенез, делится у растений на эмбриональный, вегетативный, генеративный периоды и старение. Длительность каждого этапа онтогенеза зависит от видовой принадлежности растительного организма (Рис. 6).

Раздражимость — способность воспринимать и отвечать на воздействия окружающей среды. Растения реагируют на внешние изменения не так, как животные. Реакция сводится к перестройке метаболизма, ростовым движениям. При неблагоприятных воздействиях закрываются устьица, останавливаются рост и развитие.

Растительный организм — целостная система, в которой каждый орган выполняет определенные функции в тесной связи с остальными. Сложные процессы регулируются с помощью биоэлектрических импульсов, фитогормонов.

Покрытосеменные или цветковые растения представляют собой группу растений с высоким уровнем организации и выработанными в процессе эволюции приспособлениями к различным средам обитания.

Представители этой систематической группы занимают господствующее положение на планете. На данный момент насчитывают свыше 250 видов покрытосеменных растений. В биологии выделяют следующие признаки отдела:

В семенах растений накапливаются питательные вещества, которые имеют большое значение. Они развиваются в завязи пестика. Данный орган необходим для надежной защиты от негативных факторов внешней среды.

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Многообразие жизненных форм цветковых:

Отличительные признаки покрытосеменных растений:

цветок и плод сохраняют семязачаток;
опыление с помощью ветра, воды, насекомых;
наличие женского восьмиядерного зародыша и мужского зародыша в виде пыльцы (состоит из вегетативной и генеративной клеток);
способность к двойному оплодотворению.

Растения отдела Покрытосеменные происходят от голосеменных растений. Их предки дивергировали в триасе около 210 миллионов лет назад. Следы цветковых растений примитивного типа были обнаружены в отложениях времен юрского и раннемелового периодов (140 – 120 миллионов лет назад).

Органы покрытосеменных растений, схема

Орган растения – это его часть, занимающая определенное положение, имеющая характерное строение, определяемое выполняемыми функциями.

Органы покрытосеменных растений классифицируют, исходя из их расположения. Общая схема органов имеет следующий вид:

подземная часть в виде корня;
надземная часть представлена побегом;
побег в свою очередь состоит из стебля, листьев, почек и цветков.

Строение семени

Структуру растений из отдела Покрытосеменные рассматривают, начиная с плода. Плод включает семя и околоплодник. С помощью сочного или сухого околоплодника семя защищено от негативного влияния внешней среды. Семя состоит из трех частей:

семенная кожура, выполняющая функцию дополнительной защиты;
эндосперм с питательными веществами;
зародыш.

Зародыш состоит из следующих элементов:

семядоля;
почечка и стебелек;
корешок.

Строение корня

Развиваясь, растение в первую очередь отращивает корень. Данный вегетативный орган всасывает воду и удерживает побег в грунте. Так же к его функциям относят запас и синтез веществ, которые необходимы для питания растения. Строение корня:

Зона проведения является самой верхней частью, необходима для связи органов растений, которые расположены над почвой и в грунте, подъема вверх воды и минеральных солей, стабилизации положения растения за счет боковых корней.
Зона всасывания под зоной проведения служит механизмом поглощения водного минерального раствора из почвы, площадь всасывания увеличивается с помощью корневых волосков.
Зона роста характеризуется интенсивным увеличением размеров корня.
Зона деления клеток корневой системы.

Покрытосеменные растения характеризуются одинаковым строением корневых систем, которые могут иметь разные формы. Стержневой корень обладает центральным органом, от которого отрастают боковые элементы. В том случае, когда главный корень в системе выделить невозможно, ее называют мочковатой.

Запасающие, интенсивно накапливают вещества, что способствует их утолщению. Примерами являются корни свеклы и георгина.
Втягивающие, со способностью уменьшаться в длине. Примером является тюльпан.
Корни-прицепки фиксируют положение таких растений, как плющ, на разных опорах.
Воздушные корни необходимы некоторым растениям, включая орхидеи, для жизни на других растениях и фотосинтеза.
Дыхательные корни наблюдаются у обитателей болот (таких, как ива).
Ходульные органы выступают в роли дополнительно опоры. Примером являются тропические деревья.
Корни-присоски являются инструментом паразитических видов растений (включая омелу), которые прикрепляются к растению-хозяину.

Строение побега

Надземный орган растения представлен стеблем с листьями и почками в виде побега. Стебель представляет собой осевой орган, а листья являются боковыми органами. Строение побега:

узел, к которому прикреплены листья;
междоузлие находится между парой ближайших узлов;
пазуха листа является углом между междоузлием и листом.

Разновидности расположения листьев:

Очередное, листья расположены на стебле по спирали, как у березы.
Супротивное, одноименный узел содержит пару листьев, как у сирени.
Мутовчатое, одноименный узел включает более трех листьев, как у элодеи.

Первый побег берет начало из почечки зародыша. Остальные побеги формируются из зачаточных побегов. Почки бывают трех видов:

верхушечного;
пазушного;
придаточного.

Структура почки схожа со структурой, который обладает зрелый побег. С внешней стороны она защищена почечными чешуями. Под ними расположен зачаточный стебель, верхняя часть которого представляет собой конус нарастания. Зачаточный стебель испускает зачаточные листья. Их пазухи скрывают зачаточные почки.

Почки бывают вегетативного и генеративного типа. В первом случае в них расположены только зачаточные листья, а во втором – зачаточные бутоны.

корневища;
клубни;
луковицы;
надземные видоизменения стеблей в виде шипов и усиков.

Строение листа

Лист растения является фотосинтезирующим органом. Также с их помощью отводится лишняя влага. Листья состоят из листовой пластинки и черешка, с помощью которого пластинка фиксируется на стебле. У таких растений, как пшеница, отсутствует черешок. Подобные виды листьев называют сидячими. Лист состоит из жилок в виде линий на листовой пластинке. Листья отличают по способу жилкования:

сетчатое;
дуговое;
параллельное.

Строение листа можно рассмотреть с помощью микроскопа, в него входят следующие компоненты:

Эпидерма покрывает лист снаружи. Кожица с помощью устьиц предотвращает излишнее испарение жидкости.
Паренхима в виде мякоти представлена двумя структурами: верхней столбчатой и нижней губчатой. За счет губчатой паренхимы выполняется газообмен.
Проводящая ткань транспортирует вещества вдоль листа.

колючки, как у кактусов;
усики удерживают растения (такие, как горох), на опорах;
листья насекомоядных растений ловят и переваривают жертву (можно наблюдать у росянки);
водозапасающие листья для экономии влаги, как у алоэ.

Строение стебля

Стебель является частью побега. Его функции:

отвечает за транспортировку веществ к листьям и корням;
защищает от негативного влияния внешней среды;
запасает питательные вещества;
обеспечивает размножение вегетативным способом.

Стебель может быть травянистым и деревянистым. Твердость органа обеспечивает особое вещество — лигнин. Внутреннее строение стебля:

кора;
камбий;
древесина;
сердцевина.

Покрывная ткань выполняет защитную функцию, может быть представлена эпидермой, пробкой или коркой. Наличие эпидермы характерно для молодых растений. Пробка образована и мертвых клеток. Наиболее твердым слоем является корка, образованная из пробки и мертвых клеток.

Кора находится под внешним покровом и состоит из основной, механической и проводящей тканей. В качестве проводящих тканей выступают луб и древесина. Луб образуют ситовидные трубки, а древесину – сосуды. За счет камбия, который является промежуточным слоем между корой и древесиной, растения увеличиваются в ширину.

Центральная часть стебля – сердцевина, запасает питательные вещества. Лучи, отходящие от центра, состоят из паренхимы.

Строение цветка

За размножение растений отвечает специальный генеративный орган, называемый цветком. Строение цветка:

цветоножка;
цветоложе;
околоцветник;
пестик;
тычинки.

Цветоножка образована стеблем растения. Если покрытосеменные имеют цветки без ножки, то их соцветия называют сидячими. Расширяясь, цветоножка формирует цветоложе. Околоцветник состоит из венчика и чашечки. Околоцветник бывает разных видов:

Реализуют функции цветка его тычинки и пестики. Пестик занимает центральное положение в цветке и содержит яйцеклетку. В комплексе пестики называют гинецеем. Строение пестика:

Тычинки окружают пестик. В них образуется пыльца. Совокупность тычинок называют андроцеем. Тычинка включает тычиночную нить и пыльник с пыльцой.

В зависимости от наличия или отсутствия тычинок и пестиков выделяют следующие виды цветков:

обоеполые — с тычинками и пестиками;
раздельнополые — только с тычинками или пестиками;
двудомные — с цветками одного пола;
однодомные — с цветками разного пола.

Соцветия образуются из нескольких рядом расположенных цветков. Это позволяет растениям привлекать насекомых, являющихся опылителями. Различают простые соцветия (в виде кисти и простого колоса), а также сложные (в форме сложного колоса и сложного зонтика).

Завязь цветков образует плоды, с помощью которых происходит распространение семян растений. Плод состоит из семян и околоплодника. Плоды бывают разных видов:

простой, образованный цветком с одним пестиком;
сложный, из цветка с несколькими пестиками;
соплодие, сформированное из соцветия.

Классификация органов

Компоненты покрытосеменных растений классифицируют на несколько видов. Выделяют вегетативные и генеративные органы. С помощью схем или фотографий их невозможно различить, так как подобная классификация является функциональной.

С помощью вегетативных органов растения увеличиваются в размерах, то есть растут. Также данные элементы отвечают за минеральное питание и фотосинтез. Вегетативные органы представлены:

Перечисленные компоненты растительных организмов обеспечивают вегетативное размножение. Так происходит развитие нового организма на основе многоклеточной части материнского.

С помощью генеративных органов растения размножаются половым путем. К этой категории органов относят:

Семена могут отличаться по размерам, а также форме и цвету. К примеру, расхождения в характеристиках семян хорошо заметны при сравнении строения этих органов у яблони, фасоли, тыквы, огурца, гороха и хлопчатника.

Наиболее крупными размерами обладают семена сейшельской пальмы. Данное реликтовое растение можно встретить на холмах и долинах на территории двух древних гранитных островов, входящих в Сейшельский архипелаг. Длина семян составляет около 50 сантиметров, а масса может превышать 10 килограмм.

Механизмы реализации основных жизненных функций

Жизненный цикл растений характеризуется сменой поколений. Гаметы являются результатом митоза, а споры образованы в процессе мейоза. Они формируются в цветке, который является органом и бесполого, и полового размножения.

Пыльцевое зерно представлено спорой или микроспорой и не является мужской гаметой по причине развития в нем самом мужских гамет. В пыльцевых зернах мужские гаметы транспортируются на поверхность рыльца пестика с помощью ветра или насекомых, что исключает необходимость в наличии плавающих сперматозоидов.

Отдел Покрытосеменные включает большую часть современного видового разнообразия растений. Данные представители растительного мира могут быть древесными и травянистыми. В первом случае наблюдается наличие камбия. У травянистых растений камбий отсутствует, либо представлен зачаточной формой.

Благодаря цветку, покрытосеменные растения приспособились для опыления животными, что значительно увеличило эффективность этого процесса.

Мужские гаметофиты формируются в больших объемах. Ветер и насекомые с легкостью осуществляют их транспортировку. Благодаря ткани спорофита, спермии с яйцеклетками и зародыши защищены от негативных факторов внешней среды. Поэтому у растений выработалась высокая жизнеспособность.

Сосуды растений обеспечивают эффективное перемещение воды и минеральных веществ. Листья содержат разветвленную систему жилок, с помощью которых поставляются минералы и отводятся продукты фотосинтеза. Такая более совершенная проводящая сеть позволила растениям активно развиваться и усложнять строение листьев.

Представители отдела Покрытосеменных приспособлены к разным условиям жизни, что объясняет их большое биологическое разнообразие и господствующее положение в растительном мире.

Особенностью покрытосеменных растений является способность заселять почвы разного состава, включая кислые, соленые, плодородные, неплодородные, произрастать на каменистых породах, размещаться на стволах других растений, зданиях и сооружениях.

Цветковые растения распространены в разнообразных климатических зонах, включая жаркий тропический пояс и холодные тундры. Такие обстоятельства привели к формированию разных жизненных форм и экологических групп покрытосеменных растений.

К их числу относят многочисленные виды деревьев, кустарников, кустарничков, полукустарничков, лиан и трав. Среди цветочных растений можно встретить влаголюбивые и сухолюбивые, светолюбивые и тенелюбивые разновидности.

Покрытосеменные растения в большинстве своем относятся к категории автотрофов. Можно встретить виды, которые являются гетеротрофами (паразиты и хищники). Представители отдела Цветковые занимают разные территории на Земле, включая пустыни, болота, соленые морские побережья, высокогорные скалы.

Большое разнообразие цветковых (покрытосеменных) обусловлено их высокой приспособляемостью к разнообразным условиям среды. Для цветковых характерны следующие особенности: наличие таких органов, как пестик и плод; семена, заключенные внутри плодов (отсюда название отдела — Покрытосеменные); дальнейшая редукция мужского и женского гаметофитов; двойное оплодотворение; наличие в древесине настоящих сосудов разного типа, а также наличие цветков.

Большое разнообразие цветков покрытосеменных растений и их резкое отличие от соответствующих органов голосеменных затрудняют объяснение происхождения цветка. В связи с этим существует несколько гипотез.

Согласно наиболее распространенной и хорошо обоснованной стробилярной, или эвантовой, гипотезе, цветок — это видоизмененный укороченный спороносный побег, первоначально напоминавший шишку голосеменных. Мегаспорофиллы в процессе метаморфоза превратились в плодолистики, а микроспорофиллы — в тычинки, что многие исследователи связывают с приспособлением покрытосеменных к опылению насекомыми. По этой гипотезе, наиболее древние семейства — это Магнолиевые, Лютиковые и др.

Согласно другой гипотезе, названной псевдантовой, цветок — это видоизмененное соцветие, состоящее из мелких разнополых цветков, претерпевших редукцию, сближение и срастание. По этой гипотезе, наиболее древние семейства с раздельнополыми невзрачными цветками — это ивовые, казуариновые и др.

Этим гипотезам, исходящим из представлений об образовании цветков из листостебельных побегов, противопоставляются различные теломные гипотезы, согласно которым все части цветка могут быть выведены из теломов, т. е. цилиндрических побеговых структур, свойственных риниофитам.

В настоящее время почти все ботаники считают, что филогенетически цветок — это видоизмененный укороченный побег и нее части его, кроме цветоложа, имеют листовую природу.

Цветок — это укороченный видоизмененный спороносный побег, который специально предназначен для размножения (образование микро- и мегаспор, опыление, оплодотворение, образование семян и плодов). Как всякий побег, он развивается из почки.

Цветок состоит из нескольких частей. Цветоножка соединяет цветок со стеблем. Цветоложе — расширенная верхняя часть цветоножки, к которой прикрепляются все остальные части цветка. Чашелистики составляют наружную часть околоцветника — чашечку. Лепестки составляют внутреннюю часть околоцветника — венчик (иногда в цветках нет разделения околоцветника на чашечку и венчик, в этом случае околоцветник называется простым). Совокупность тычинок образует андроцей. Совокупность плодолистиков (мегаспорофиллов) образует гинецей, который расположен в центре цветка. Цветоножка и цветоложе являются видоизмененным стеблем побега, а чашелистики, лепестки, листочки простого околоцветника, тычинки и Срастающиеся в пестик плодолистики представляют собой видоизмененные листья побега. Цветоножка у цветков некоторых видов растений отсутствует, цветок сидит непосредственно на стебле и называется сидячим. Цветоложе бывает разное по форме — плоское, выпуклое, сильно вытянутое, вогнутое.

Части цветка (элементы околоцветника, тычинки, пестики) могут располагаться на цветоложе по спирали (спиральное расположение) или по кругу (круговое, или циклическое, расположение). Иногда может быть смешанное (гемициклическое) расположение, когда части околоцветника расположены по кругу, а тычинки и пестики — по спирали.

Цветок развивается из почки, находящейся в пазухе листа. Такой лист называется кроющим. Листья (обычно видоизмененные), расположенные на цветоножке, под цветком, называются прицветниками.

Чашечка состоит из свободных или сросшихся чашелистиков и соответственно называется раздельнолистной или спайнолистной. Чашечка обычно зеленого цвета, но может быть и другой окраски. Чашелистики бывают различной формы (ланцетовидная, шиловидная, треугольная и т. п.). Если чашелистики цветка имеют разную форму, то чашечка называется неправильной, если одинаковую — правильной.

Венчик состоит из свободных или сросшихся лепестков и соответственно называется раздельнолепестным или спайнолепестным. Венчик обычно ярко окрашен. Лепестки могут быть различной формы.

Околоцветник, состоящий из различающихся по внешнему виду чашечки и венчика, называется двойным (или сложным). Околоцветник, состоящий из одинаковых листочков, называется простым. Ярко окрашенный простой околоцветник называется венчиковидным, а зеленый — чашечковидным. У некоторых видов растений нет околоцветника и цветки называются голыми.

Если через ось цветка, проходящую через пестик, цветоложе и цветоножку, провести плоскость, то она рассечет цветок на две симметричные части. Такую воображаемую плоскость называют плоскостью симметрии. Все разнообразие цветков в отношении их симметрии можно свести к следующим трем типам: 1) правильный, или актиноморфный, цветок, через который можно провести несколько плоскостей симметрии; 2) неправильный, или зигоморфный, цветок, через который можно провести только одну плоскость симметрии; 3) асимметричный цветок, через который нельзя провести ни одной плоскости симметрии.

Андроцей состоит из тычинок, являющихся микроспорофиллами. Тычинка имеет тычиночную нить и пыльник, прикрепляющийся к нити посредством связника. В каждом пыльнике имеются четыре пыльцевых гнезда, в которых развивается пыльца (микроспоры или пыльцевые зерна).

Зрелые пыльцевые зерна у разных видов имеют различную форму: шаровидную, эллиптическую и т. п. Они покрыты двумя оболочками. Наружная толстая называется экзиной, внутренняя мягкая — интиной. На экзине у разных видов образуются разнообразные выступы, шипики, бугорки. В каждой микроспоре, находящейся внутри пыльника, ядро делится, образуя два ядра: вегетативное и генеративное. С этого начинается развитие мужского гаметофита и микроспоры превращаются в пыльцу. Впоследствии из генеративной клетки образуются два спермия, являющиеся мужскими гаметами.

Гинецей состоит из одного или нескольких пестиков. Каждый пестик образован одним или несколькими сросшимися плодолистиками (мегаспорофиллами). Сформированный пестик обычно состоит из нижней расширенной части — завязи, средней цилиндрической части — столбика, верхней расширенной части — рыльца. Когда столбик отсутствует и рыльце находится непосредственно на завязи, оно называется сидячим. Рыльце может быть разной формы: головчатым, двухлопастным, звездчатым, перисто лопастным и т. д. В завязи образуется одна или много полостей, называемых гнездами, в них развиваются семяпочки (мегаспорангии), из которых после оплодотворения развиваются семена. Число столбиков, лопастей рылец, гнезд завязи может указывать на число плодолистиков, образующих пестик. Место прикрепления семяпочки в завязи называется плацентой (или семяносцем).

Зрелая семяпочка состоит из семяножки, одного или двух покровов (интегументов) и ядра семяпочки (нуцеллуса), в котором находится зародышевый мешок (женский гаметофит). Покровы (интегументы) на верхушке семяпочки имеют узкий канал, называемый пыльцевходом (или микропиле).

Зародышевый мешок развивается в нуцеллусе. Внутри зародышевого мешка имеются яйцеклетка, две синергиды, два полярных ядра, три антиподы. Архегоний у покрытосеменных отсутствует. На определенном этапе полярные ядра центральной клетки сливаются, образуя диплоидное центральное (вторичное) ядро зародышевого мешка. При половом процессе происходит двойное оплодотворение, свойственное только цветковым растениям. При этом процессе происходит оплодотворение спермиями не только яйцеклетки, но и центрального ядра зародышевого мешка. После оплодотворения из зиготы развивается зародыш, а из центральной клетки с триплоидным ядром — эндосперм семени. Двойное оплодотворение способствует быстрому развитию питательной ткани (эндосперма), которое происходит только после оплодотворения и ускоряет весь процесс формирования семяпочки и семени.

Цветковые растения размножаются и распространяются семенами. Семена заключены в плоды, которые их защищают, и нередко способствуют их распространению.

Формула и диаграмма цветка

Они дают наглядную характеристику строения цветка. Формула отражает строение цветка с помощью букв и цифр, диаграмма — посредством чертежа (проекция частей цветка на плоскость, план цветка).

Диаграмма цветка составляется следующим образом. Изображается поперечный разрез цветка в виде проекции всех его частей на плоскость. Сросшиеся члены какой-либо части цветка на диаграмме соединяются пунктиром или сплошной тонкой линией. На диаграмме изображается не только число частей цветка, но и их взаимное расположение.

Типы соцветий

Цветки могут быть одиночными, завершающими побег. Часто они собраны в соцветия. Соцветие — это побег или система побегов, несущих цветки. В соцветиях цветки выходят из пазух кроющих листьев (прицветников).

Соцветия можно разделить на две группы: моноподиальные (рацемозные, ботрические, неопределенные) и симподиальные (цимозные, неопределенные). У моноподиальных соцветий самые молодые цветки находятся в центре или на верхушке соцветия. У симподиальных соцветий первый верхушечный цветок заканчивает главную ось соцветия и дальнейшее развитие соцветия идет за счет развития боковых осей первого порядка, затем второго и т. д.

Моноподиальные соцветия могут быть простыми (цветки сидят непосредственно на главной оси соцветий) или сложными (цветки сидят на разветвлениях главной оси соцветий).

К простым моноподиальным соцветиям относятся: кисть — цветки расположены на удлиненной оси, имеют цветоножки (черемуха); колос — сходен с кистью, но цветки сидячие (подорожник); початок — колос с толстой мясистой осью (кукуруза); головка — сходна с кистью, но главная ось очень сильно укорочена, цветки кажутся сидячими (клевер); щиток — сходен с кистью, но отличается тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, в результате цветки располагаются почти в одной плоскости (груша); корзинка — цветки всегда сидячие, расположены на сильно утолщенном и расширенном конце укороченной оси соцветия (представители семейства Сложноцветных); зонтик— главная ось соцветия сильно укорочена, боковые цветки сидят на ножках одинаковой длины (лук).

К сложным моноподиальным соцветиям относятся: сложный колос — на главной оси сидят элементарные колоски (пшеница); метёлка, или сложная кисть — на главной оси на разной высоте развиваются боковые ветви, в свою очередь ветвящиеся и несущие цветки или небольшие простые соцветия (сирень); сложный зонтик — отличается от простого тем, что оси его заканчиваются не цветками, а простыми зонтиками (морковь); сложный щиток — главная ось представляет собой щиток, а боковые — корзинки (тысячелистник).

К симподиальным соцветиям относятся: монохазий (подразделяют на извилину и завиток); дихазий, или развилина, и плейохазий, или ложный зонтик. Монохазий — ось каждого порядка дает только одну ветвь с цветком. В завитке все цветки направлены в одну сторону (незабудка). В извилине боковые оси с цветком отходят поочередно в две противоположные стороны (гладиолус). Дихазий — ось каждого порядка дает две ветви. Распускание соцветия начинается с верхушечного цветка, а непосредственно под ним находятся два боковых цветка второго порядка, а из пазух двух последних возникают цветки третьего порядка и т. д. (представители семейства Гвоздичных). Плейохазий — из каждой оси, несущей верхушечный цветок, выходит более двух ветвей, перерастающих главную ось (молочай).

Плоды

Плод образуется, как правило, из завязи пестика. Из стенок завязи развивается околоплодник, который состоит из трех слоев: наружного (экзокарпа), срединного (мезокарпа) и внутреннего (эндокарпа). Эти три части не всегда хорошо выражены.

Плоды могут быть простыми, или настоящими, образовавшимися из единственного пестика в цветке, и сложными, или сборными, — из нескольких пестиков одного цветка (плоды малины, ежевики, лютика и др.). Если в образовании плода помимо пестика принимают участие другие части цветка (цветоложе, околоцветник), плод называют ложным.

Все настоящие плоды на основании строения околоплодника подразделяются на сухие и сочные.

Сухие плоды имеют сухой, деревянистый или кожистый околоплодник, и их делят на вскрывающиеся и невскрывающиеся.

Помимо вскрывающихся разными способами плодов имеются распадающиеся плоды, представленные двумя группами: дробные плоды, распадающиеся продольно в плоскости срастания плодолистиков (зонтичные), и членистые плоды, распадающиеся поперечно в плоскостях, перпендикулярных продольной оси плодолистиков (некоторые виды крестоцветных и др.).

У сочных плодов весь околоплодник или его часть сочная или мясистая. Сочные плоды подразделяют на ягоды и костянки.

Разнообразие плодов определяется прежде всего строением околоплодника, а также способом вскрывания и числом семян. Среди сухих и сочных плодов различают односеменные и многосеменные.

Сухие многосеменные вскрывающиеся плоды: коробочка — одногнездный или многогнездный плод, образующийся из нескольких плодолистиков, вскрывается дырочками или трещинами (мак, белена, хлопчатник); листовка — одногнездный плод, образующийся из одного плодолистика, вскрывается по брюшному шву (живокость); сложная листовка представляет собой группу листовок (калужница, пузырчатник); боб — одногнездньй плод, образованный одним плодолистиком, в отличие от листовки, раскрывается по двум швам — брюшному и спинному (представители семейства Мотыльковых); стручок — удлиненный двугнездный плод, образующийся из двух плодолистиков, между створками продольная перегородка (горчица); стручочек — то же, что и стручок, но длина его не более чем втрое превышает ширину (пастушья сумка).

Сухие односеменные невскрывающиеся плоды: зерновка — семя плотно срастается с тонким пленчатым околоплодником (рожь, пшеница); семянка — околоплодник кожистый, не срастающийся с семенем; семянка часто бывает снабжена хохолком или летучкой (одуванчик); в семействе Зонтичных образуются двусемянки; крылатка — семянка с крыловидным придатком (ясень), двукрылатка (клен); орех — околоплодник твердый, деревянистый (лещина); орешек — маленький орех (конопля); желудь — сходен с орехом, но нижняя часть плода погружена в чашевидную плюску (дуб).

Сочные многосеменные плоды: ягода — эндокарпий и мезокарпий сочные, экзокарпий кожистый (виноград, томаты); яблоко — ложный плод, в образовании которого кроме завязи принимает участие сильно разросшееся цветоложе (яблоня, груша); тыквина — ложный плод, в образовании его принимает участие цветоложе; экзокарпий твердый, иногда деревянистый, мезокарпий и эндокарпий сочные (арбуз, тыква); померанец — плод цитруcовых; экзокарпий мягкокожистый, богатый эфирными маслами, мезокарпий сухой, губчатый, эндокарпий сочный (лимон, апельсин).

Сочные односеменные плоды: костянка — экзокарпий тонкий, кожистый, мезокарпий сочный, эндокарпий каменистый (вишня, слива); сложная костянка — группа костянок, образовавшаяся из одного цветка (малина, ежевика).

Приведенная классификация плодов является искусственной, так как она основана главным образом на внешних морфологических признаках. Существует также морфогенетическая классификация плодов, основанная на типе гинецея, из которого развиваются плоды.

У некоторых растений развиваются соплодия. Они образуются из соцветия в результате срастания нескольких плодов в одно целое (шелковица, инжир).

Систематика покрытосеменных

В данной статье мы принимаем основные положения системы цветковых растений, разработанной академиком А. Л. Тахтаджяном в 1987 г. Как и в большинстве современных систем, покрытосеменные распределяются в этой системе среди двух классов — Двудольные и Однодольные. Класс Двудольных подразделяется, в свою очередь, на 8 подклассов, а класс Однодольных — на 4 подкласса.

Подклассы в пределах двудольных и однодольных объединяют порядки, имеющие общее происхождение. По этому же принципу в порядки объединяются семейства. Всего в системе А. Л. Тахтаджяна насчитывается 12 подклассов, 166 порядков и 533 семейства.

1. У покрытосеменных растений, в отличие от голосеменных,

1) из семязачатка образуется семя
2) оплодотворение не зависит от воды
3) происходит двойное оплодотворение
4) в семенах имеется запас питательных веществ — эндосперм
2. Что позволило покрытосеменным растениям занять господствующее положение на Земле

1) сожительство корней растений с грибами (микориза)
2) расположение семян внутри плода
3) наличие в листьях устьиц, обеспечивающих газообмен
4) наличие в клетках листьев хлоропластов
3. Растения отдела покрытосеменных в отличие от голосеменных

1) имеют корень, стебель, листья
2) имеют цветок и плод
3) размножаются семенами
4) выделяют в атмосферу кислород в процессе фотосинтеза
4. Растения какого отдела занимают в настоящее время господствующее положение на Земле

1) папоротниковидные
2) водоросли
3) голосеменные
4) покрытосеменные
5. Генеративный орган — цветок — имеется у

1) голосеменных
2) папоротниковидных
3) покрытосеменных
4) плауновидных
6. Установите последовательность расположения частей в цветке, начиная от центра цветка

1) тычинки
2) чашелистики
3) лепестки венчика
4) пестик
7. К какому способу опыления приспособлен цветок пшеницы?

1) водой
2) мелкими птицами
3) насекомыми
4) ветром
8. Из чего образуется эндосперм у покрытосеменных?

1) из зиготы
2) из всех клеток зародышевого мешка
3) из оплодотворённой центральной клетки
4) из пыльцевого мешка
9. Плоды образуются у растений отдела

1) Голосеменные
2) Папоротниковидные
3) Плауновидные
4) Покрытосеменные
10. Чем покрытосеменные растения отличаются от голосеменных?

1) семена образуются в результате оплодотворения
2) зародыш будущего растения находится внутри семени
3) семена расположены внутри плода
4) оплодотворение происходит в семязачатках
11. Корни, растущие на луковице тюльпана, называются

1) главными
2) боковыми
3) воздушными
4) придаточными
12. Где находится семязачаток у покрытосеменных растений?

1) в пыльцевых мешках
2) в завязи пестика
3) в тычинках
4) в эндосперме
13. Для представителей какого отдела растений характерно двойное оплодотворение?

1) Папоротниковидные
2) Моховидные
3) Покрытосеменные
4) Голосеменные
14. Покрытосеменные — более высокоорганизованные растения, чем голосеменные, так как образуют

1) зиготу при слиянии гамет
2) семена из семязачатков
3) плоды с семенами
4) зародыш, защищённый семенной кожурой
15. У растений механическая ткань, в отличие от покровной, выполняет функцию

1) защитную
2) образовательную
3) опорную
4) проводящую
16. На какой из фотографий представлен цветок крестоцветных растений?

17. На какой из фотографий представлен цветок бобовых растений?

18. В жизненном цикле томата преобладает

1) гаплоидная спора
2) гаметофит
3) диплоидное растение
4) спорангий
19. Главный признак, по которому растение относят к классу Однодольные, — это

1) способ опыления
2) строение зародыша семени
3) наличие эндосперма
4) строение плода
20. Что собой представляет женский гаметофит цветкового растения

1) пестик
2) яйцеклетку
3) зародышевый мешок
4) эндосперм
21. Что собой представляет мужской гаметофит цветкового растения?

1) эндосперм
2) тычинку
3) пестик
4) пыльцевое зерно

Читайте также: