Основной генеративный орган у покрытосеменных

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 18.09.2024

В нашей статье мы рассмотрим особенности генеративного размножения растений. Именно этот процесс является самым прогрессивным способом воспроизведения себе подобных, обеспечивая многообразие наследственного материала потомков и адаптацию.

Способы размножения

Свойство воспроизведения себе подобных присуще всем живым существам. Вегетативное и генеративное размножение - основные формы воспроизведения растений. В первом случае от целого организма отщепляется его многоклеточная часть, которая со временем приобретает способность к самостоятельному существованию. Это происходит с помощью органов вегетативного размножения: корня, стебля и листьев.

Вам будет интересно: Наступил новый день. Это невероятно!

Половой процесс предполагает объединение в одной клетке наследственного материала двух дочерних. Это обеспечивают генеративные органы размножения растений - цветок, семя и плод. Во многом благодаря именно им покрытосеменные растения заняли господствующее положение на планете.

Эволюция полового процесса

Впервые генеративное размножение наблюдается у водорослей. Происходит это при наступлении неблагоприятных условий. В это время материнская клетка образует несколько половых. Они попадают в воду, где попарно сливаются с образованием зиготы. Когда условия окружающей среды нормализуются, она делится. В результате образуются подвижные споры.

Для споровых растений характерно чередование поколений - полового и бесполого. Из спор развиваются гаметангии. Так называются органы полового размножения, в которых созревают женские и мужские половые клетки. Они образуют зародыш, который прорастает и превращается в особь бесполого поколения, размножающуюся спорами. Далее процесс повторяется.

У голосеменных растений генеративное размножение происходит в укороченных видоизмененных побегах - шишках.

Цветок - видоизмененный побег

Основным органом генеративного размножения является цветок. Его главными частями являются тычинки и пестики. Именно они содержат половые клетки. Каждая тычинка состоит из нити и пыльника, в котором созревают пыльцевые зерна - мужские гаметы. Пестик состоит из нижней расширенной части - завязи, удлиненной средней - столбика - и верхней, расширенной - рыльца. В нем развивается женская гамета, которая называется яйцеклеткой.

Остальные части цветка обеспечивают вспомогательные функции. К примеру, цветоножка необходима для прикрепления к побегу, чашечка - для защиты внутренних частей от повреждений, венчик - для привлечения насекомых.

Опыление

У семенных растений генеративное размножение состоит из двух последовательных процессов. Это опыление и оплодотворение. Дело в том, что половые в клетки развиваются в разных частях цветка. Поэтому для их слияния необходим перенос пыльцы с пыльника тычинки на рыльце пестика.

У некоторых видов это происходит в пределах одного цветка. Такой процесс называют самоопылением. Чаще всего это бывает внутри бутона, до распускания цветка. Перекрестное опыление наблюдается в случае, когда пыльца с тычинки одного цветка попадает на пестик другого. Пыльца может переноситься при помощи ветра, насекомых, птиц, воды или человека.

Формирование семени у цветковых растений

Следующий этап генеративного размножения - оплодотворение. Это слияние половых клеток. Попадая на рыльце пестика, два спермия из пыльцевого зерна проникают в зародышевый мешок. Каждый из них сливается с двумя разными клетками. Один спермий соединяется с яйцеклеткой. В результате этого образуется зигота, из которой развивается зародыш. Другой спермий соединяется с центральной клеткой. Они дают начал эндосперму - запасному питательному веществу.

Суть этого процесса в 1898 году открыл советский ученый Сергей Навашин. Поскольку в оплодотворении принимают участие два спермия, ученый назвал его двойным.

Строение семени

В результате опыления и оплодотворения образуется еще один генеративный орган размножения - семя. В нем содержится зародыш, защищенный кожурой, и запас питательных веществ. Благодаря такому строению семя может долгое время переживать неблагоприятные условия.

Бывают случаи, когда еще во время созревания питательные вещества полностью расходуются. Тогда формируется семя без эндосперма. У таких растений необходимые вещества откладываются в первых зародышевых листьях - семядолях.

У большинства видов семена не прорастают даже при наличии благоприятных условий. Это значит, что они находятся в периоде покоя. Он может длиться от пары недель до нескольких лет.

Для прорастания семян необходимы определенные условия. Это достаточная влажность, наличие воздуха и света, определенные показатели температуры.

Что такое плод?

Для защиты и распространения семян у покрытосеменных растений есть еще один орган генеративного размножения. Это плод - видоизмененный цветок. Он состоит из определенного количества семян, защищенных околоплодником.

Плоды очень разнообразны. По количеству влаги в околоплоднике они могут быть сухими и сочными. По количеству семян - одно- и многосемянными.

Еще одной важной функцией плодов является расселение растений. Кувшинки используют для этого течение воды, перекати-поле - ветер. А некоторые виды разбрасывают семена сами. Так, бешеный огурец растрескивается после созревания, а бальзамин - во время прикосновения.

Несмотря на то, что половой процесс у растений достаточно разнообразен, суть его заключается в соединении генетического материала двух гамет. В результате образуется организм, обладающий новыми признаками, что значительно повышает его адаптационные способности.

§ 0—4. Особенности строения генеративных органов у растений

Генеративные органы споровых растений

Генеративные (репродуктивные) органы обеспечивают процессы полового размножения растений. У споровых и семенных растений генеративные органы различаются.

У споровых растений (мхи, плауны, хвощи, папоротники) органами полового размножения являются антеридии и архегонии. Антеридии — мужские половые органы, которые располагаются на мужском или обоеполом растении и продуцируют мужские гаметы (сперматозоиды). Антеридии представляют собой небольшие овальные тельца, имеющие стенку из одного слоя клеток. Внутри них находятся материнские сперматогенные клетки, из которых путем деления формируются двужгутиковые (мхи, плауны, хвощи) или многожгутиковые (папоротники) сперматозоиды. После их созревания стенка антеридия разрывается, и сперматозоиды с помощью воды достигают яйцеклеток. Архегонии — женские половые органы, которые располагаются на женском или обоеполом растении и продуцируют женские гаметы (яйцеклетки). Архегонии имеют колбообразную форму и состоят из расширенного брюшка и узкой удлиненной шейки. В брюшке располагается крупная яйцеклетка. После созревания яйцеклетки в архегоний проникают сперматозоиды. Обязательным условием для оплодотворения является наличие воды.

ПОКРЫТОСЕМЕННЫЕ, или ЦВЕТКОВЫЕ

Покрытосеменные (Цветковые) — отдел высших растений, отличительной особенностью которых является; 1) наличие цветка в качестве органа полового размножения 2) замкнутого вместилища у семяпочки (а затем и у происшедшего из неё семени, откуда и появилось название покрытосеменные), 3) двойное оплодотворение.

Покрытосеменные представлены: деревьями, травами и промежуточными формами — кустарниками и кустарничками.

Общая характеристика Цветковых растений:

древесные, кустарниковые и травянистые формы
однолетние, двулетние и многолетние растения
более 250 000 видов
повсеместное распространение (на всех континентах и во всех средах обитания)
семенное и вегетативное размножение
генеративные органы — цветки
после двойного оплодотворения происходит развитие семени с запасом питательных веществ; семя защищено околоплодником и находится внутри плода

Широкое распространение и разнообразие строения цветковых растений обусловлено приобретением ими в процессе эволюции ряда прогрессивных черт:

наличие цветка — органа, совмещающего функции полового и бесполого размножения;
образование в составе цветка завязи, заключающей в себе семязачатки и предохраняющей их от действия неблагоприятных условий среды;
двойное оплодотворение, в результате которого образуется триплоидный (а не гаплоидные, как у голосеменных) эндосперм;
редукция гаметофита: мужской гаметофит — пыльцевое зерно состоит из двух клеток: вегетативной и генеративной (генеративная делится, образуя два спермия). Женский гаметофит состоит из 8 клеток зародышевого мешка.

Классы Покрытосеменных (Цветковых)

Выделяют два класса цветковых растений: однодольные и двудольные.

Признаки двудольных растений:

Зародыш имеет 2 семядоли, прорастающие надземно, с 3 проводящими пучками.
Лист на черешке с сетчатым или ветвящимся жилкованием.
Проводящая система состоит из одного кольца проводящих лучков, с камбием; во флоэме присутствует паренхима; кора и сердцевина дифференцированы.
Корневая система стержневая, зародышевый корешок развивается в славный корень.
Жизненные формы древесные и травянистые.
Цветок имеет число элементов, кратное 5 или 4.

Признаки однодольных растений:

Зародыш с одной семядолей, прорастающей подземно, имеет два главных проводящих лучка.
Лист без черешка, с параллельным или дуговым жилкованием, с влагалищным основанием.
Проводящая система состоит из многих отдельных пучков; камбий отсутствует; паренхима во флоэме отсутствует; кора и. сердцевина не имеют четкой дифференциации.
Корневая система мочковатая, зародышевый корешок рано отмирает, заменяясь системой придаточных корней.
Жизненные формы травянистые, некоторые древесные формы вторичны.
Цветки имеют число элементов, кратное 3, реже 4.

Основные различия между Двудольными и Однодольными

Жизненный цикл Цветковых растений

Цикл развития. Нажми для увеличения картинки!

Семейства Покрытосеменных (Цветковых)

Ц Цветок с некоторой точки зрения является видоизменением побега. Несколько цветков собирающихся в группу в определенном порядке называется соцветием. Все о цветках растений и о соцветиях.

Строение цветка и его функции

Цветок – один из генеративных органов (наряду с плодами и семенами) покрытосеменных растений. С морфологической точки зрения цветок -видоизмененный‚ укороченный побег с ограниченным ростом. Часть стебля, лишенная листьев и несущая цветок, называется цветоножкой. Цветки, не имеющие цветоножки‚ – сидячие (волчье лыко).

Верхняя часть цветоножки – расширенное цветоложе. Оно может быть плоским, выпуклым или вогнутым. На нем располагаются околоцветник (чашечка и венчик), пестики или пестик и тычинки. Чашечка состоит из зеленых чашелистиков (вилоизмоненные листья), которые выполняют защитную функцию. Венчик представлен лепестками. Ярко окрашенные лепестки служат для привлечения насекомых-опылителей.

Женская часть цветка – пестик. Он находится в центре и состоит из рыльца, столбика и завязи. Сахаристая жидкость удерживает пыльцу на рыльце. Завязь защищает семяпочку, которая после оплодотворения образует семена. Пестик окружают тычинки, которые являются мужской частью цветка. Тычинка имеет тонкую тычиночную нить и пыльник, состоящий из двух соединенных связником пыльцевых мешков.

Схема строения цветка: 1 — цветоножка; 2 — цветоложе; 3 — чашелистик; 4 — лепесток; 5 — тычиночная нить; 6 — пыльник; 7 — рыльце пестика; 8 — столбик; 9 — завязь.

Цветки обоеполые содержат и тычинки, и пестики или пестик (розоцветные). Однополые цветки могут быть только тычиночные или только пестичные. У одноломных растений тычиночные и пестичные цветки располагаются на одном растении (огурец, кукуруза, береза), у двудомных – на разных(конопля, тополь, ива).

Цветки привлекают насекомых-опылителей крупными размерами, яркой окраской и нектаром (сахаристая жидкость, выделяемая нектарниками – железами, расположенными у основания лепестков).

Соцветия и их биологическое значение;

Часто на одной цветоножке может быть собрана в определенном порядке группа цветков, образующих соцветие. Встречаются различные типы соцветий.

Типы соцветий покрытосеменных

Названия	Расположение цветков	Примеры
Простые соцветия
Головка	Сильно укорочена главная ось; цветки расположены тесно и кажутся сидячими	Клевер
Зонтик	Укороченная главная ось, ножки цветков выходят как бы из одной точки, и цветки располагаются куполообразной или в одной плоскости	Вишня, лук
Кисть	Удлиненная главная ось, на которой расположены одинаковой длины цветоножки с боковыми цветками	Черемуха, наперстянка
Колос	Сидячие цветки располагаются на главной удлиненной оси	Подорожник
Корзинка	Расширенный и утолщенный конец укороченной оси выпуклый, вогнутый или плоский; на нем располагаются мелкие сидячие цветки. Снаружи соцветие окружают зелёные прицветные листья – обвертка	Подсолнечник, Василек
Початок	Сидячие цветки располагаются на утолщенной мясистой главной оси	Кукуруза, аир
Сережка	В отличие от колоса и кисти имеет свисающую ось, на которой расположены боковые цветки	Грецкий орех, Ива
Щиток	Нижние краевые цветки имеют более длинные цветоножки, поэтому все цветки располагаются в одной плоскости	Груша
Сложные соцветия
Сложный зонтик	Боковые оси его заканчиваются не цветками, а простыми зонтиками – зонтичками. В основании общего зонтика прицветные листья образуют обвертка, у основания зонтичками они называются обверточки	Морковь, Укроп, Борщевик
Метёлка или сложная кисть	Главная длинная ось растет как кисть и ее боковые веточки — кисти	Сирень, Мятлик
Сложный колос	Главная ось моноподиальное ветвится на простые колосья(колоски)	Пшеница, Рожь
Сложный щиток	Главная ось представляет собой щиток, боковые оси – щитки или корзинки	Тысячелистник, Рябина

Типы соцветий покрытосеменных растений: 1 — кисть; 2 — простой колос; 3 — початок; 4 — корзинка; 5 — зонтик; 6 — головка; 7 — щиток; 8 — сложный зонтик; 9 — метёлка.

Биологическое значение соцветий – повышение вероятности и эффективности опыления: мелкие цветы, собранные в соцветия, образуют большое количество пыльцы и удобны для опыления ветром, кроме того, ярко окрашенные соцветия лучше заметны насекомым.

Опыление и его способы

Опыление – это перенос созревшей пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Основной тип опыления у цветковых растений – перекрестное (пыльца цветка одного растения переносится на рыльце пестика цветка другой особи). Чаще оно происходит с помощью ветра или с участием насекомых. В перекрестном опылении могут также участвовать птицы и летучие мыши. У водных растений перенос пыльцы осуществляет вода. Ветроопыляемые растения (береза, орешник, рожь, кукуруза) имеют мелкие цветки с плохо развитым околоцветником или без него, свисающие пыльники на длинных тычиночных нитях, длинные пестики с широкими рыльцами для улавливания большого количества пыльцы. Пыльца легкая и образуется в большом количестве.

Насекомоопыляемые растения имеют крупные яркие цветки, иногда собранные в соцветия. Насекомых привлекает также сильный аромат некоторых цветков и выделяемый специальными железами нектар (сахаристая жидкость).

Самоопыление происходит в пределах одного цветка (обоеполые цветки) до его раскрытия (горох, фасоль) или же после раскрытия, если на одном растении образуются и мужские, и женские цветки. Оно является резервным способом опыления в тех случаях, когда из-за определенных условий не происходит перекрестное опыление.

Образование семян и плодов

Листостебельное растение является спорофитом. Пыльники – это микроспорангии. В результате мейотического деления их диплоидных клеток образуются гаплоидные микроспоры (пыльцевые зерна, пыльца).

Пыльцевая трубка прорастает по столбику пестика, проникает через пыльцевход в зародышевый мешок, и по ней спускаются два спермия. Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя зиготу‚ которая дает начало зародышу. Второй спермий сливается с диплоидной центральной клеткой – из триплоидной клетки развивается эндосперм. Способ оплолотворения был описан С. Г . Навашиным и получил название двойного оплодотворения.

Двойное оплодотворение

Схема двойного оплодотворения у цветковых растений: 1 — прорастающие пыльцевой зерно; 2 — рыльце пестика; 3 — пыльник; 4 — пыльцевая трубка; 5 — спермий; 6 — семяпочки; 7 — яйцеклетка; 8 — центральная клетка зародышевого мешка.

После двойного оплодотворения из семяпочки формируется семя (по числу семяпочек в завязи – количество семян). Тело зародыша (корешок, стебелек, семядоли, почечка) образуется в результате деления оплодотворенной яйцеклетки. Покровы семяпочки образуют кожицу семени. Из центральной клетки образуется эндосперм. Семядоли содержат запасные питательные вещества. Однодольные растения имеют одну семядолю (пшеница), двудольные – две семядоли (фасоль, яблоня).

Параллельно с развитием семени завязь преобразуется в зрелый плод. Стенки завязи образуют околоплодник. Такой плод называется истинным (горох, томат). В образовании плода могут участвовать разросшееся цветоложе‚ основания тычинок, лепестков и чашелистиков. Такие плоды называются ложными (шиповник, яблоко).

На плодах обычно сохраняется наружная кожица завязи. Она может давать различные выросты, шипы, волоски.

Плоды и их виды

Классификация плодов искусственна и строится на морфологических признаках.

Тип плода		Название плода	Примеры растений
По консистенции околоцветника	По числу семян	Название плода	Примеры растений
Сухой	Односемянный	Семянка: семя не срастается с околоплодником	Подсолнечник, Одуванчик
		Орех: околоплодник жёсткий, деревянистый	Лещина, дуб, гречиха
		Зерновка: околоплодник срастается с семенной кожурой	Пшеница, рожь
	Многосемянный	Боб: имеет две створки, внутри которых находятся семена	Фасоль, горох, акация
		Стручок: имеет две створки, но семена располагаются на перегородке плода	Капуста, репа, редис, редька
		Коробочка: семена созревают внутри и высыпаются через специальные отверстия	Хлопчатник, Лен, табак, тюльпан, мак
Сочный	Односемянный	Костянка: семя находится внутри деревянистый околоцветника-косточки, окружённого мякотью	Вишня, абрикос, черемуха
Сочный	Многосемянный	Ягода: мелкие семена находятся внутри мякоти плода, покрытого кожицей	Смородина, виноград, томат

1. Биология для абитуриентов. Авторы: Давыдов В.В. , Бутвиловский В.Э. , Рачковская И. В. , Заяц Р.Г.

Читайте также: