Какие бывают растения в зависимости от строения цветков
Добавил пользователь Евгений Кузнецов Обновлено: 18.09.2024
Особую роль в эволюции органического мира играют цветковые растения. Органы цветковых растений достигли достаточно высокого уровня развития, обеспечив этой группе организмов господствующее положение на планете. Сегодня они встречаются практически на каждом материке. Для сравнения можно привести статистические данные, которые содержит раздел школьного курса ботаники "Органы цветковых растений" (6 класс). А именно: среди всех высших растений 850 видов приходится на представителей голосеменных, а 250 тысяч — цветковых растений.
Органы и функции цветкового растения
Покрытосеменными являются растения, которые образуют цветок и плод.
Все органы растений можно объединить в две группы. К вегетативным относятся побег, состоящий из стебля и листа, а также подземная часть — корень. Генеративными являются цветок, плод и семена. Ими обладают только цветковые растения. Органы цветковых растений в зависимости от особенностей строения выполняют определенные функции. Все они играют важную роль в функционировании организмов, обусловливая их жизнеспособность и адаптацию к условиям обитания.
Органы и функции цветкового растения взаимосвязаны. Рассмотрим строение каждого из них подробнее.
Корень
В учебнике биологии в теме "Органы цветковых растений" (6 класс) дается определение понятия "корень". Это подземный орган, обеспечивающий закрепление в почве, питание минеральными веществами, обеспечение водой, восходящий ток и вегетативное размножение.
Различные виды корней имеют цветковые растения. Органы цветковых растений многообразны. Различают главный корень, придаточные и боковые. Они объединяются особые структуры. Их название — корневые системы.
Типы корневых систем
Систематики выделяют стержневую и мочковатую корневые системы. Первая образована единственным главным корнем и отходящими от него боковыми. Она характерна для представителей класса Двудольные.
Мочковатая растет пучком сразу от побега. Она характерна для всех представителей семейства Однодольных. Это, к примеру, Злаковые, Лилейные и Луковые. Каждая из систем обладает рядом преимуществ. Например, растения с длинным главным корнем без труда могут добыть влагу с большой глубины. А мочковатая система обеспечивает большую площадь всасывания.
Побег и его видоизменения
Большим разнообразием надземной части характеризуются именно цветковые растения. Органы цветковых растений иногда видоизменяются в зависимости от условий среды. В этом заключается приспособительная способность побега.
Его осевая часть называется стеблем. Участки, на которых развиваются листья, — узлами, а расстояния между ними — междоузлиями. Угол между пластинкой и стеблем образует пазуху листа.
Боковые части стебля также отличаются большим разнообразием. Листья с одной листовой пластинкой называются простыми, с несколькими — сложными. По-разному они могут располагаться и на растении. Например, листья березы и подсолнечника — поочередно по спирали, а у сирени и клена — напротив друг друга. Мутовчатым является листорасположение, при котором пластинки развиваются в количестве трех и более в одном узле.
Все вегетативные органы выполняют функции бесполого размножения, минерального питания, фотосинтеза и транспирации.
Органы семенного размножения цветковых растений
Особый орган цветкового растения, где формируются клетки полового размножения, — цветок. Его основными частями являются пестик и тычинка. В них происходит образование половых клеток. Результатом их слияния является семя. Оно состоит из зародыша, образованного корешком, стебельком, листочком и почечкой, и оболочки.
Процессу оплодотворения у цветковых растений предшествует опыление — перенос пыльцы с тычинки на пестик. Это происходит при помощи насекомых, человека или ветра. Далее при слиянии женской половой клетки и одного спермия образуется зародыш. Второй соединяется с центральной зародышевой клеткой, формируя эндосперм. Это запасное питательное вещество, которое зародыш использует для осуществления процессов роста и развития.
Семя, окруженное оболочками, называется плодом. Они также разнообразны. По строению околоплодника выделяют сухие и сочные, а по количеству семян — одно- и многосемянные. С помощью плодов происходит распространение и расселение растений. Человек, в свою очередь, использует их в качестве продукта питания. Также он контролирует количество растений, используемых для собственных целей.
Необычные растения
Органы цветковых растений часто впечатляют своей формой и размером.
Представитель голосеменных вельвичия удивительная визуально напоминает клубок змей. Именно так выглядят ее длинные широкие листья, достигающие в длину до двух метров. Растение произрастает на пустынных открытых ландшафтах, где сильные потоки ветра разрывают вдоль листья вельвичии. Это и создает эффект змеиного гнезда. А сам побег удивительного растения находится под землей.
Под опорными корнями фикуса-баньяна, количество которых насчитывается около 4 тысяч, может спокойно поместиться 5 000 человек.
Видоизмененные листья росянки и пузырчатки очень липкие, имеют специализированные пищеварительные железы или закрывающиеся ловушки. Все дело в том, что они являются растениями-хищниками, способными усваивать белки животного происхождения. Они могут питаться мелкими насекомыми, рачками и мальками рыб.
Вегетативные и генеративные органы цветковых растений имеют сложное строение, которое обусловливает выполнение функций и обеспечивает их преобладание на Земле.
В настоящее время на Земле господствуют покрытосеменные, или цветковые растения. Они являются наиболее высокоорганизованным и многообразным отделом растений.
Покрытосемянность – главная отличительная особенность этих растений. Семязачатки у них всегда развиваются в завязи пестика. После оплодотворения завязь превращается в плод, а семязачатки в семена. Таким образом, семя всегда покрыто околоплодником. Другая важная особенность цветковых – двойное оплодотворение. Попав на рыльце пестика, пылинка делится и в ней образуется два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой с образованием зиготы, а другой – с центральной клеткой. Это слияние приводит к формированию эндосперма. Только цветковые растения имеют цветок.
Покрытосеменные растения существуют во всех возможных условиях обитания: в воде и на суше, в горах и низинах, болотах и пустынях. Они освоили различные почвы – плодородные и неплодородны, кислые и солёные. Их можно встретить в любых климатических поясах – от холодной тундры до жарких тропиков.
Классификация цветковых растений
Цветковые насчитывают свыше 450 семейств и 250 тыс. видов. В некоторых семействах всего по одному виду, а в других – тысячи. Представители многих семейств обитают только в тропиках. В нашей стране произрастают растения почти из 120 семейств.
Отдел Цветковые подразделяется на два класса: Однодольные и Двудольные, которые различаются по ряду признаков.
ГЛАВА 7. ЦВЕТОК КАК ОСОБЫЙ РЕПРОДУКТИВНЫЙ ОРГАН ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ РАСТЕНИЙ
7.2. Расположение цветков на растении. Соцветия и их типы
Расположение цветков у различных растений неодинаково. Крупные цветки чаще всего расположены терминально на верхушечных или пазушных побегах (пион — Paeonia, мак — Papaver, тюльпан — Tulipa). Мелкие цветки, как правило, собраны в более или менее компактные группы — соцветия. Количество цветков в соцветии может быть весьма различным — от одного (в корзинке мордовника шароголового — Echinops sphaerocephalus) до многих сотен тысяч у некоторых пальм. Размеры соцветий также различны. У свеклы (Betavulgaris) соцветия-клубочки всего несколько миллиметров, а у агав, пальм они достигают нескольких метров.
Соцветие — это цветоносный побег, общий план строения которого сходен со строением вегетативного побега, единственное существенное различие их — наличие цветков у одного и отсутствие их у другого.
Соцветие, как и вегетативный побег, имеет главную ось — цветонос, который делится на узлы и междоузлия. Узлы — это место прикрепления прицветных листьев, или прицветников (bractea — брактея). Прицветники представляют собой верхушечные листья, которые на ранних этапах развития, когда закладывается цветок, выполняют защитную функцию. Развиваются они раньше и быстрее цветка. Впоследствии, после распускания цветка, они могут выполнять функцию фотосинтеза, привлечения насекомых-опылителей или не несут специфических функций и сохраняются в виде рудиментарных образований. Междоузлия, как и у вегетативного побега, — это расстояние между соседними узлами.
Цветонос (ось первого порядка) может ветвиться, образуя боковые оси разных порядков. Конечные оси, несущие цветки, называются цветоножками. На них имеются мелкие листочки — прицветнички (bracteolae), число которых различно: один, два или несколько.
У одних видов растений соцветие четко отграничено от вегетативной части (ландыш майский — Convallaria majalis, горошек мышиный — Vicia cracca), у других — вегетативный побег плавно переходит в цветоносный (вероника весенняя — Veronica verna).
Соцветия чрезвычайно разнообразны по морфологическим признакам, что позволяет их группировать, однако общепризнанной классификации соцветий фактически нет.
В настоящее время существуют два подхода к классификации соцветий — физиономический и структурный. Физиономический подход основан на морфологических признаках соцветий, он широко используется в классической морфологии и систематике растений. Структурный подход базируется на изучении закономерностей взаимного расположения осей, несущих цветки, а также их включении в общую систему растения. Начало развитию структурного подхода было положено работами немецкого ботаника В. Тролля (1964, 1969). Его взгляды разделяются рядом зарубежных ученых и некоторыми российскими ботаниками. Однако, по мнению Ал. А. Федорова и З. Т. Артюшенко (1979), эта классификация неудобна для практического применения, перегружена терминами и вряд ли может быть использована описательной морфологией.
Исходя из морфологических особенностей соцветий, их можно классифицировать по следующим признакам: по характеру ветвления цветоноса, величине и строению прицветников, характеру строения верхушки главного цветоноса, степени сложности соцветия.
В зависимости от особенностей ветвления соцветия можно разделить на два типа: ботрические (от греч. botrys— кисть), или неопределенные, рацемозные (от греч. racemos — гроздь), и цимозные (от. лат. cyma — полузонтик), или определенные.
Ботрические соцветия ветвятся по моноподиальному типу. При таком типе ветвления цветонос относительно неограниченно нарастает в длину, цветки на нем закладываются акропетально (в направлении от основания к верхушке), поэтому число их может быть различным.
Цимозные соцветия ветвятся по симподиальному или ложнодихотомическому типам. При симподиальном ветвлении цветонос состоит из осей разного порядка, а верхушка каждой оси заканчивается только одним цветком. При ложнодихотомическом ветвлении ось цветоноса заканчивается цветком,
ниже которого из пазушных почек образуются две боковые оси, также несущие по одному цветку. Таким образом, на осях образуется строго определенное количество цветков.
Одним из характерных признаков соцветий является наличие прицветников и особенности их строения. Прицветники могут по форме и размерам не отличаться от листьев вегетативной части побега и наряду с ними выполнять функцию ассимиляции. Такие соцветия называются фрондозными (купена многоцветковая — Polygonatum multiflorum,вербейник монетчатый — Lysimachia nummularia). Если прицветники зеленые, но меньше, чем листья вегетативной части побега, соцветия называются фрондулозными (колокольчик рапунцеле- видный — Campanula rapunculoides, сирень обыкновенная — Syringa vulgaris). У некоторых растений верхушечные листья сильно изменены и могут быть травянистыми или пленчатыми. Соцветия с такими прицветниками называются брактеозными (ландыш майский — Convallaria majalis, бегония борщевиколистная — Begonia heracleifolia).
У представителей семейства Ароидные (антуриум — Anthurium, спатифиллум — Spathiphyllum) крупные ярко окрашенные прицветники образуют у основания соцветия покрывало. У представителей семейства Крестоцветные прицветники отсутствуют.
Верхушка цветоноса может заканчиваться цветком, что ограничивает его апикальный рост, или по мере развития цветоноса апикальная меристема образует только боковые части соцветия и главная ось растет неопределенно долго. Если цветонос соцветия заканчивается цветком, соцветие называется закрытым (барбарис обыкновенный — Berberis vulgaris,чистотел большой — Chelidonium majus), если же терминальный цветок на главной оси соцветия отсутствует, — открытым (ландыш майский — Convallaria majalis).
В зависимости от того, расположены на главном цветоносе одиночные цветки или боковые (парциальные) соцветия, все соцветия можно разделить на простые и сложные.
7.2.1. Простые соцветия
У простых соцветий на цветоносе развиваются одиночные цветки — сидячие или прикрепленные к цветоносу при помощи цветоножки.
При характеристике простых и сложных соцветий учитывается тип ветвления главной оси, толщина цветоноса, особенности прикрепления к нему цветков, расположение цветков в пространстве. Простые соцветия (как уже упоминалось) бывают ботрическими, или неопределенными, и цимозными, или определенными.
К простым ботрическим соцветиям относятся кисть, колос, початок, зонтик, щиток, головка, корзинка (рис. 143).
Рис. 143. Простые ботрические (неопределенные) соцветия: А—колос; Б—кисть; В—початок; Г—головка: 1—цветки сидячие; 2—цветки на цветоножках; Д—зонтик; Е— щиток; Ж—головка
Соцветия кисть (черемуха обыкновенная — Рadus racemosa) и колос (подорожник большой — Plantago major) сходны по строению цветоноса, но различаются по способу прикрепления цветков. В соцветии кисть цветки располагаются на цветоножках, в колосе — цветки сидячие. Сидячие цветки и в соцветии початок (аир обыкновенный — Acorus calamus, белокрыльник болотный — Calla palustris), но в этом соцветии очень сильно утолщен цветонос, что отличает его от колоса.
Соцветие головка занимает промежуточное положение между соцветиями кисть и колос, так как по сравнению с последними имеет укороченный цветонос. Обычно такой тип соцветия указывают для представителей рода клевер — Trifolium. У одних видов клеверов (клевер земляничный — Trifolium fragiferum) цветки почти сидячие, у других (клевер люпиновый — Trifolium lupunaster) — на хорошо выраженных цветоножках.
Сходны в какой -то мере соцветия простой зонтик и простой щиток. В соцветии простой зонтик все цветоножки отходят от верхушки цветоноса и имеют одинаковую длину (первоцвет весенний — Primula veris). В соцветии щиток цветоножка каждого цветка выходит из пазухи собственного прицветника, поэтому цветоножки крайних цветков длиннее средних (груша обыкновенная — Pyrus communis, спирея дубравколистная — Spiraea chamaedrifolia).
Распускание цветков в ботрических соцветиях происходит акропеталь- но (колос, кисть, початок, головка) или центростремительно (зонтик, щиток, корзинка).
К простым цимозным соцветиям относятся монохазий (от греч. monos — один, chasis — щель), дихазий (от греч. dis — двойной, chasis — щель) и плейохазий (от греч. pleion — больше, chasis — щель) (рис. 144).
Рис. 144. Простые цимозные (определенные) соцветия: А—монохазий: 1—завиток; 2—извилина; Б—дихазий; В—плейохазий
В соцветии монохазий цветонос формируется по симподиальному типу, но цветки могут быть ориентированы в пространстве по-разному. Если цветки расположены по одну сторону цветоноса, монохазий называется завитком (ан- хуза лекарственная — Anchusa officinalis, медуница узколистная — Pulmonaria angustifolia). Если цветки направлены в разные стороны от цветоноса, образуется монохазиальное соцветие извилина (шпажник черепитчатый — Gladiolus imbricatus, фрезия гибридная — Freesia hybrida).
Цветоносы соцветий дихазий и плейохазий ветвятся по ложнодихотомическому типу. В простом дихазии содержатся три цветка, из которых два крайних перерастают центральный (сем. Гвоздичные — Caryophyllaceae) или вследствие редукции цветоножек располагаются на одном уровне (дихазии в соцветиях березы). В плейохазии образуется не две, а несколько боковых осей (очиток мексиканский — Sedum mexicanum).
Распускание цветков в цимозных соцветиях идет центробежно (от центра к периферии).
7.2.2. Сложные соцветия
Сложные соцветия, как и простые, могут ветвиться по моноподиальному, симподиальному и ложнодихотомическому типу, поэтому можно выделять сложные ботрические и сложные цимозные соцветия.
Рис. 145. Сложные ботрические (неопределенные) соцветия: А—кисть; Б—колос; В—початок кукурузы (Zea mays); Г—зонтик; Д—щиток
Сложные соцветия могут формироваться как из однотипных простых соцветий, так и из простых соцветий иного строения. Так, сложные зонтики у петрушки (Petroselinum sativum),укропа (Anethum graveolens) и других представителей семейства Зонтичные состоят из простых зонтиков. Сложный щиток у рябины (Sorbus aucuparia) образован простыми щитками, а у тысячелистника обыкновенного (Achillea millefolium) состоит из соцветий-корзинок. Сложная кисть золотарника обыкновенного (Solidago virgaurea) также образована корзинками. Редким типом сложного соцветия является сложная головка. У мор- довника шароголового (Echinops spherocephalus) головчатое соцветие образовано одноцветковыми корзинками.
Сложные цимозные соцветия, в которых главная ось ветвится по моноподиальному типу, а парциальные боковые соцветия — по симподиальному называют тирсоидными соцветиями, или тирсами. Фактически это сложная кисть с различным типом ветвления главной и боковых осей (конский каштан обыкновенный — Aesculus hyppocastanum) (рис. 146, А).
Рис. 146. Сложные цимозные (определенные) соцветия: А—тирс; Б—цимоид; В—сережка березы повислой (Betula pendula)
Вопрос об исходном типе соцветий до настоящего времени не решен, поэтому все приводимые схемы взаимоотношений между соцветиями разных типов являются гипотетическими. Предположительным является и представление о том, что первично — одиночный цветок или соцветие. Ученые по этому поводу высказывают диаметрально противоположные мнения. Не исключено, что в разных линиях эволюции цветковых растений возможны оба направления приспособительных изменений.
С биологической точки зрения соцветия имеют явные преимущества перед одиночными цветками. Последовательное развитие и распускание большого количества цветков способствует тому, что любое повреждение одиночного цветка не приводит к снижению образования семян. Таким образом, в соцветии создаются более надежные условия для опыления и оплодотворения, а, следовательно, и для формирования плодов и семян, что очень важно для размножения цветковых растений и поддержания стабильного состояния популяций различных видов.
Биологическая библиотека - материалы для студентов, учителей, учеников и их родителей.
Наш сайт не претендует на авторство размещенных материалов. Мы только конвертируем в удобный формат материалы, которые находятся в открытом доступе и присланные нашими посетителями.
Если вы являетесь обладателем авторского права на любой размещенный у нас материал и намерены удалить его или получить ссылки на место коммерческого размещения материалов, обратитесь для согласования к администратору сайта.
Разрешается копировать материалы с обязательной гипертекстовой ссылкой на сайт, будьте благодарными мы затратили много усилий чтобы привести информацию в удобный вид.
ЦВЕТКО́ВЫЕ РАСТЕ́НИЯ, покрытосеменные (Magnoliophyta, или Angiospermae), отдел высших растений, имеющих цветок и плод. Семязачатки Ц. р. заключены в более или менее замкнутую полость (завязь с рыльцем) (отсюда второе назв.). Гаметофиты (женский – зародышевый мешок, мужской – пыльцевое зерно) крайне упрощены и, утратив гаметангии (антеридии и архегонии), развиваются быстрее, чем у голосеменных. Ц. р. свойственно двойное оплодотворение, в ходе которого один из спермиев сливается с яйцеклеткой с образованием зиготы, а второй – с ядрами женского гаметофита, в результате чего образуется эндосперм, служащий для питания зародыша. Для большинства Ц. р. характерно наличие в ксилеме , наряду с трахеидами, сосудов (отсутствуют лишь у некоторых примитивных групп). У всех Ц. р. во флоэме ситовидные элементы снабжены т. н. клетками-спутницами, отсутствующими у голосеменных. Покрытосеменным присуще очень высокое разнообразие жизненных форм: от крошечных однолетников ( ряска ) до гигантских деревьев ( секвойя , эвкалипт ). У многих видов развито вегетативное размножение. Для Ц. р. характерно большое разнообразие форм листьев, цветков (одиночные или собранные в разнообразные соцветия) и плодов. Нередко среди них встречаются видоизменения подземных и надземных органов или их частей (корневища, клубни, луковицы, шипы, колючки, усики, приспособления для ловли насекомых и др.). Среди покрытосеменных известны паразиты и сапрофиты, почти или полностью лишённые хлорофилла. В процессе эволюции Ц. р. освоили разл. местообитания: от пресных и мор. водоёмов до пустынь и высокогорий. При этом адаптация к условиям среды привела к образованию экологич. групп, сходных по своему облику и строению (напр., гидрофиты, мезофиты, ксерофиты). Цветковые – единственный отдел растений, который образует сложные многоярусные и многокомпонентные сообщества, позволяющие более эффективно использовать пространство и осваивать новые территории. Подавляющее большинство растений, культивируемых человеком, принадлежит к цветковым.
Читайте также: