Генеративные органы растений

Цветок — видоизмененный укороченный побег с ограниченным ростом, являющийся органом полового (семенного) размножения Покрытосеменных растений.

Функции:

1) Образование гамет (половых клеток);

2) Обеспечение опыления, оплодотворения и образование семени и плода;

3) Защита семязачатков (семяпочек).

Доказательства того, что цветок – это видоизмененный побег.

Побег состоит из стебля, листьев, узлов и почек.

• Развивается из почки и занимает верхушечное или пазушное положение;

• Имеет видоизмененный стебель – цветоножка и цветоложе;

• Имеет видоизмененные листья – пестик, тычинки, лепестки и чашелистики;

• Почка, расположенная внутри пестика – семяпочка (семязачаток).

Строение цветка

В строении цветка различают несколько частей – стерильную (стеблевая, листовая и выделительные структуры) и генеративную.

Цветоножка - часть растения, лишенная листьев и соединяющая цветок и стебель, если цветоножка отсутствует или укорочена, то цветок – сидячий.

Цветоложе - верхняя расширенная часть цветоножки, на которой располагаются все остальные части цветка.

Околоцветник - обеспечивает защиту внутренних структур цветка и привлечение опылителей, если околоцветник отсутствует, то цветок – голый.

Простой

Венчиковидный состоит только из венчика – группы лепестков, которые могут быть разной формы;
Чашечковидный состоит только из чашечки – группы чашелистиков

Сложный (двойной) околоцветник.

Состоит из чашечки (наружная часть) и венчика (внутренняя часть).

Андроцей - мужская генеративная часть цветка, образованная совокупностью тычинок.

Тычинка состоит из тычиночной нити (стерильная часть) и пыльника – совокупность микроспорангиев (пыльцевых гнезд).

Гинецей - женская генеративная часть цветка, образованная одним или совокупностью пестиков.

Пестик представляет собой один или несколько сросшихся плодолистиков и состоит из рыльца, столбика и расширенной части – завязи, внутри которой находятся семязачатки (семяпочки).

Некоторые цветки содержат нектарники – структуры, выделяющие сладкую и пахучую жидкость (нектар) и расположенные между пестиками и тычинками.

Пол цветков

Обоеполые цветки

Имеют тычинки и пестики, характерно для большинства Покрытосеменных растений.

Раздельнополые цветки (однополые).

Имеют либо тычинки – тычиночные (мужские) цветки, либо пестики – пестичные (женские) цветки.

Однодомные растения - пестичные (женские) и тычиночные (мужские) цветки развиваются на одном растении. Примеры: кукуруза, дыня, арбуз, огурец, дуб, орешник (лещина обыкновенная).

Двудомные растения - пестичные (женские) и тычиночные (мужские) цветки развиваются на разных растениях, т.е. на одном представителе либо мужские, либо женские цветки. Пример: ива, крапива двудомная, облепиха, тополь, конопля.

Диаграмма цветка

1 — ось цветка (соцветия);

2 — прицветник (кроющий лист) - видоизменённый лист, в пазухе которого располагается цветок или соцветие;

3 — чашелистик;

4 — лепесток;

5 — тычинка;

6 — пестик;

7 — лист.

Формула цветков

Строение цветка часто показывают его формулой, при этом используют обозначения в виде букв, символов и цифр:

Пример: * O3+3 Т3+3 П1.

Правильный (актиноморфный цветок) с простым околоцветником, имеет по 3 лепестка, в каждом из 2 кругов, по 3 тычинке в каждом из двух кругов и 1 пестик.

Соцветие — система (группа) цветоносных побегов, расположенных на общей оси в определенном порядке.

Биологическое значение соцветий:

Повышение вероятности опыления растения ветром или опылителями (насекомыми);
Снижение риска бесплодия растения (у одиночных цветов при их повреждении возникает бесплодие всего растения).

Виды соцветий

Простые боковые оси не ветвятся и являются цветоножками;

Сложные имеют ветвящиеся боковые оси.

Общая схема строения соцветия

Кисть - на главной оси на цветоножках поочередно разворачиваются цветки. Примеры: ландыш, белая акация, черемуха, пастушья сумка, смородина.

Колос - на оси соцветия поочерёдно расположены одиночные сидячие цветки (отсутствует цветоножка). Примеры: ятрышник, подорожник.

Головка - ось соцветия укорочена и обычно утолщена, на ней расположены одиночные сидячие (цветоножки отсутствуют) или на коротких цветоножках цветки. Примеры: клевер, люцерна.

Щиток - ось соцветия укорочена, и на оси соцветия поочерёдно располагаются одиночные цветки на цветоножках, причём, чем ниже прикрепляется цветоножка к оси, тем она длиннее: таким образом все цветки находятся в одной плоскости. Примеры: боярышник, калина.

Початок - ось соцветия утолщена, на ней расположены одиночные сидячие цветки. Примеры: женские цветки кукурузы, рогоз, калла.

Корзинка - ось соцветия утолщена и расширена блюдцеобразно, на ней располагаются цветки, первыми из которых зацветают краевые, а последними — центрально расположенные. Примеры: ромашка, василек, одуванчик, астра, георгин, осот, бодяк.

Метелка - сложное соцветие, многократно ветвящееся и несущее на концах ветвей простые соцветия. Примеры: кисти (сирень), колоски(у злаков), корзинки (у представителей семейства Астровые).

Сложный зонтик - на главной оси располагаются простые зонтики. Примеры: морковь, петрушка, укроп, борщевик и другие зонтичные.

Сложный колос - на общей оси сидят несколько колосков, каждый из которых образован несколькими цветками. Примеры: пшеница, рожь, ячмень и другие злаки.

Завиток - от оси первого порядка отходит ось второго порядка, от второго - ось третьего порядка и т.д. Примеры: окопник, белена, незабудка.

Опыление – перенос пыльцевых зерен (пыльцы) с пыльника тычинок на рыльце пестика.

Виды опыления:

Искусственное осуществляется с помощью человека;
Естественное осуществляется в природе естественным путем (само по себе).

Самоопыление перенос пыльцы в пределах одного цветка - обеспечивает сохранение признаков, но при неблагоприятных условиях может привести к элиминации (гибели/вырождению) вида.

Перекрестное пыльца с тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого цветка, может происходить в пределах одного растения или между цветками разных растений.

Приспособления растений к опылению насекомыми и с помощью ветра.

Насекомоопыляемые	Ветроопыляемые
цветение после распускания листьев	цветение до распускания листьев (т.к. листья – преграда для ветра)
крупные цветки с яркоокрашенным (хорошо заметным) околоцветником, одиночные или собранные в соцветия (особенно, если цветки мелкие)	мелкие цветки, собранные в соцветия, с невзрачным, часто редуцированным околоцветником из чешуек (т.к. развитый околоцветник (лепестки/ чашелистики) препятствует распространению ветра пыльцой). У некоторых околоцветник отсутствует, цветки - голые
имеют нектарники, выделяющие сладкий и пахучий (ароматный) нектар	не имеют нектарников (нет нектара и ароматных запахов), т.к. не нужно привлекать опылителей
имеют крупные и толстые пестики (чтоб выдержать вес насекомого) с небольшим рыльцем (т.к. насекомое довольно точно переносит пыльцу)	тычинки имеют длинные тычиночные нити со свисающими пыльниками, выходящие за пределы цветка (чтоб пыльца лучше подхватывалась ветром)
тычиночные нити расположены внутри венчика, прочные (чтоб выдержать вес насекомого)	рыльца пестиков опушенные (мохнатые/перистые) для увеличения площади улавливания пыльцы, переносимой ветром
в пыльниках образуется как правило крупная, тяжелая клейкая (липкая) пыльца с неровной (шероховатой) поверхностью	в пыльниках образуется легкая, сухая и гладкая пыльца (чтоб легче переносилась ветром)
	пыльцы образуется очень много (чтоб повысить вероятность опыления ветром, т.к. большое количество пыльцы не попадает на рыльце пестиков)

Примеры ветроопыляемых растений: лещина обыкновенная (орешник), береза, ольха, рожь.

На примере семени пшеницы.

Зародыш - зародышевой корешок с колпачком (колеоризой). Зародышевый стебелек с зародышевой почечкой, покрыт колпачком (колеоптилем). 1 семядоля (щиток) – обеспечивает транспорт питательных веществ из эндосперма при прорастании семени.

Питательная ткань - сильно развит эндосперм и покрыт алейроновым слоем (слоем из зерен белка).

Семенная кожура у зерновки (плода пшеницы) срастается с околоплодником.

Семя двудольных растений на примере семени фасоли:

зародыш;
зародышевой корешок;
зародышевый стебелек с зародышевой почечкой;
2 семядоли.

Питательная ткань:

• отсутствует эндосперм*;

• питательные (органические) вещества накапливаются в семядолях. *У некоторых двудольных (например, у томатов и мака) есть эндосперм, в котором запасаются питательные вещества.

Семенная кожура отделена.

Прорастание семян

Зрелое, сухое семя долгое время может находиться в состоянии физиологического покоя, но при наличии определенных условий будет прорастать.

Прорастание – процесс перехода семени от состояния покоя к росту зародыша и формированию проростка.

Условия прорастания семян:

живой зародыш;
наличие воды (влаги) для набухания перед прорастанием;
наличие воздуха (кислорода) для запуска процессов дыхания и синтеза энергии АТФ;
определенная температура:

◦ ранней весной высевают семена холодостойких растений;

◦ после прогрева почвы сажают семена теплолюбивых растений.

Виды прорастания семян

Подземное	Надземное
семядоли остаются в почве, а над ее поверхностью появляется побег, развивающийся из почечки	семядоли выходят на поверхность и становятся первыми фотосинтезирующими листьями
Примеры растений: дуб, горох	Примеры растений: огурец, фасоль, липа и тд

Плод – орган, внутри которого созревают семена (семя).

Функции:

обеспечивает защиту семян (семени) обеспечивает распространение семян.

Строение плода:

Околоплодник (перикарп)

защищает (покрывает) семя (отсюда и название отдела растений, для которого он характерен – ПОКРЫТОсеменные);
формируется из разросшихся стенок завязи*;

Состоит из трех частей:

• внутренняя – эндокарпий (внутриплодник);

• средняя – мезокарпий (межплодник);

• наружная – эндокарпий (внутриплодник).

Семена (семя)

Формируются из семязачатков (семяпочек) завязи.

*Если в формировании плода участвуют другие структуры цветка, помимо завязи, то такой плод ложный.

1) По количеству пестиков, участвовавших в образовании:

Простые в образовании участвовал 1 пестик;

Сложные в образовании участвовало множество пестиков.

2) По строению околоплодника (консистенции):

Сочные имеют мясистый (сочный) околоплодник;

Сухие околоплодник высыхает, становится твердым.

3) По количеству семян:

Односемянные имеют одно семя;

Многосемянные имеют множество семян, образующихся из разных семязачатков.

4) По особенностям вскрывания:

Вскрывающиеся - самостоятельно вскрываются при созревании;

Примеры: сухие многосемянные плоды.

Невскрывающиеся - самостоятельно не вскрываются при созревании;

Примеры: сухие односемянные и сочные плоды.

Примеры плодов, которые нужно знать для ЕГЭ

I. Сухие односемянные плоды

II. Сухие многосемянные плоды

III. Сочные односемянные плоды

IV. Сочные многосемянные плоды

Биотические (зоохория – с помощью животных).

Эндозоохория - путем поедания плодов животными. Околоплодник при этом имеет неперевариваемую часть (например, твердый эндокарпий), которая выйдет вместе с фекалиями (защищая при этом семя).

Эктозоохория - путем переноса плодов на поверхности животные. Плоды при этом часто липкие, имеют различные приспособления для прикрепления (крючки, прицепки, зубчики).