Обоеполые и однополые цветки -

Обоеполые и однополые цветки

Цветки бывают обоеполые (с андроцеем и гинецеем) или однополые (только с андроцеем или только с гинецеем). Однополые цветки могут быть или на одном и том же растении, как у дуба, березы, молочая, кукурузы (и тогда растение как целое обоеполое), или же на разных растениях, как у тополя, ивы, конопли (тогда мы имеем мужские и женские растения). В связи с этим в ботанической литературе уже давно существуют два термина -однодомный и двудомный. Со времен Линнея многие ботаники эти термины применяют к самим растениям и говорят о растениях двудомных и однодомных. Если на растении встречаются как обоеполые, так и однополые цветки, как у многих сложноцветных, то о них говорят, что они полигамные (от греч. poly — много и gamos — брак). Однако, начиная с О. П. де Кандолля, С. Л. Зндлихора, Д. Вептама и Дж. Д. Хукера и кончая А. Энглером, Р. Веттгатейном, А. Б. Репдлом и Дж. Хатчинсоном, многие авторы применяют термины «двудомный» и. «однодомный» только к цветкам, а не к целым растениям. Возникающие иногда споры о том, какое из двух этих применений терминов более правильно, в сущности, лишены смысла. О конопле или об иве можно с равным основанием говорить, что они двудомные или что цветки у них двудомные. В зависимости от контекста может быть удобнее то одно, то другое употребление этих терминов и ни в одном случае это не вызовет недоразумения.

Имеются все основания считать, что однополые цветки возникли из обоеполых, а у однополых цветков двудомность — явленно более позднее, чем однодомность. Начиная со второй половины прошлого века многочисленные исследования по сравнительной морфологии и биологии опыления привели к выводу, что однополые цветки возникли из обоеполых в результате недоразвития или полного подавления в одних случаях тычинок, а в других — плодолистиков. В однополых цветках многих родов и целых семейств часто сохраняются редуцированные остатки (рудименты) тычинок и плодолистиков (так называемые стаминодии и карпеллодии). Такие остаточные образования можно видеть в цветках представителей самых разных семейств, в том числе у платана, некоторых тутовых, крапивных и ореховых. Основной биологической причиной перехода обоеполых цветков в однополые является более надежное перекрестное опыление, на что в свое время указал еще Чарлз Дарвин.

Прочитав эти строки, читатель может задать вопрос: а можно ли говорить о поле цветка, ведь цветок — это часть спорофита, или бесполого поколения, и тем самым лишен пола? Некоторые ботаники так и считают, и вместо терминов «мужской», «женский» и «обоеполый» предпочитают употреблять термины «тычиночный», «пестичный» и «совершенный» (совершенный в том смысле, что имеются как тычинки, так и плодолистики). Однако большинство ботаников продолжают пользоваться терминами «обоеполый» и «однополый», «мужской» и «женский», и притом с полным основанием. Морфологически цветок является, несомненно, частью спорофита, но функционально он имеет самое непосредственное отношение к половому процессу.

Когда мы говорим о мужских и женских цветках, то имеем в виду их роль в подготовке полового размножения, а не принадлежность к половому поколению (гаметофиту). Все дело в том, что генетическая и физиологическая дифференциации между мужским и женским полом переходит и на бесполое поколение, происходит определенная сексуализация спорофита. Это особенно хорошо выражено у двудомных растений (у растений с двудомными цветками). Мужские и женские растения конопли различаются генетически и физиологически, и можно даже сказать, что мужская конопля не в меньшей степени мужская, чем самцы у животных. С таким же основанием можно считать тычинку мужской структурой, а плодолистик — женской.

Жизнь растений: в 6-ти томах. — М.: Просвещение. Под редакцией А. Л. Тахтаджяна, главный редактор чл.-кор. АН СССР, проф. А.А. Федоров . 1974 .

Подкласс магнолииды (Magnoliidae) Подкласс магнолииды (Magnoliidae) В подкласс магнолиид вводят наиболее архаические ныне живущие цветковые растения. Особой примитивностью отличается основная и центральная группа магнолиид — порядок магнолиевых. Однако примитивность отдельных представите

Семейство гамамелисовые (Hamamelidaceae) Семейство гамамелисовые (Hamamelidaceae) Наше знакомство с порядком гамамелисовых мы начнем с семейства гамамелисовых, занимающего в нем ключевое положение. Это древнее семейство, временем наибольшего расцвета которого был третичный период. Как показываю

Классификация и филогения цветковых растений Классификация и филогения цветковых растений Первые попытки классификации цветковых растений, как и растительного мира вообще, были основаны на немногих, произвольно взятых, легко бросающихся в глаза внешних признаках. Это были чисто искусственные класси

ПОДКЛАСС ДИЛЛЕНИИДЫ (DILLENIIDAE) ПОДКЛАСС ДИЛЛЕНИИДЫ (DILLENIIDAE) Дилленииды — один из наиболее крупных подклассов цветковых растений. В филогенетическом отношении это также одна из наиболее важных ветвей родословного древа, являющаяся связующим звеном между магнолиидами и розидами. На

ПОДКЛАСС РОЗИДЫ (ROSIDAE) ПОДКЛАСС РОЗИДЫ (ROSIDAE) Входящие в подкласс розид порядки очень различны по внешнему облику, строению цветка и анатомии вегетативных органов. Однако они объединяются общим происхождением и, как и остальные подклассы, розиды представляют естественный та

ПОДКЛАСС ЛИЛИИДЫ (LILIIDAE) ПОДКЛАСС ЛИЛИИДЫ (LILIIDAE) Лилииды —- большой подкласс однодольных, включающий все самые крупные семейства (кроме пальм и аронниковых, относящихся к следующему подклассу арециды). Среди лилиид имеются как растения относительно примитивные, сравнимые по

ПОЛИГАМНЫЙ ПОЛИГАМНЫЙ — явление, при котором на одном и том же растении или на разных экземплярах одного и того же вида встречаются обоеполые и однополые цветки. Словарь ботанических терминов. — Киев: Наукова Думка. Под общей редакцией д.б.н. И.А. Дудки. 1984.

Цветок — заметная, часто красивая, важная часть цветковых растений. Цветки могут быть крупные и мелкие, ярко окрашенные и зелёные, пахучие и без запаха, одиночные или собранные вместе из многих мелких цветков в одно общее соцветие.

Цветок — видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения. Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег. Как и всякий побег, цветок развивается из почки.

Строение цветка

Цветок — репродуктивный орган покрытосеменных растений, состоящий из укороченного стебля (ось цветка), на котором расположены покров цветка (околоцветник), тычинки и пестики, состоящие из одного или несколько плодолистиков.

Ось цветка — называется цветоложем . Цветоложе, разрастаясь, принимает различную форму плоскую, вогнутую, выпуклую, полушаровидную, конусовидную, удлиненную, колончатую. Цветоложе внизу переходит в цветоножку, соединяющую цветок со стеблем или цветоносом.

Цветки не имеющие цветоножки, называются сидячими. На цветоножке у многих растений располагаются два или один маленьких листочка — прицветники.

Покров цветка — околоцветник — может быть расчленён на чашечку и венчик.

Чашечка образует наружный круг околоцветника, её листочки обычно сравнительно небольших размеров, зелёного цвета. Различают раздельно- и сростнолистную чашечку. Обычно она выполняет функцию защиты внутренних частей цветка до раскрытия бутона. В некоторых случаях чашечка опадает при распускании цветка, чаще всего она сохраняется и во время цветения.

Части цветка расположенные вокруг тычинок и пестика называют околоцветником.

Внутренние листочки — это лепестки, составляющие венчик. Наружные листочки — чашелистики — образуют чашечку. Околоцветник, состоящий, из чашечки и венчика называю двойным. Околоцветник, который не подразделяется на венчик и чашечку, а все листочки цветка более или менее одинаковы — простой.

Венчик — внутренняя часть околоцветника, отличается от чашечки яркой окраской и более крупными размерами. Цвет лепестков обусловлен наличием хромопластов. Различают отдельно- и сростнолепестной венчики. Первый состоит из отдельных лепестков. В сростнолепестных венчиках различают трубку и перпендикулярно расположенный по отношению к ней отгиб, имеющий определённое количество зубцов или лопастей венчика.

Цветки бывают симметричные и несимметричные. Существуют цветки, не имеющие околоцветника, их называют голыми.

Симметричные (актиноморфные) — если через венчик можно провести много осей симметрии.

Несимметричные (зигоморфные) — если можно провести только одну ось симметрии.

Махровые цветки имеют анормально увеличенное число лепестков. В большинстве случаев они возникают в результате расщепления лепестков.

Тычинка — часть цветка, представляющая собой своеобразную специализированную структуру, которая образует микроспоры и пыльцу. Состоит из тычиночной нити, посредством которой она прикреплена к цветоложу, и пыльника, содержащего пыльцу. Число тычинок в цветке является систематическим признаком. Различают тычинки по способу прикрепления к цветоложу, по форме, размеру, строению тычиночных нитей, связника и пыльника. Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем.

Тычиночная нить — стерильная часть тычинки, несущая на своей верхушке пыльник. Тычиночная нить бывает прямой, изогнутой, скрученной, извилистой, изломанной. По форме — волосовидной, конусовидной, цилиндрической, уплощённой, булавовидной. По характеру поверхности — голой, опушённой, волосистой, с железками. У некоторых растений она короткая или вовсе не развивается.

Пыльник расположен на вершине тычиночной нити и прикреплён к ней связником. Состоит он из двух половин, соединённых между собой связником. В каждой половине пыльника имеется две полости (пыльцевые мешки, камеры или гнёзда), в которых развивается пыльца.

Как правило, пыльник четырёхгнёздный, но иногда перегородка между гнёздами в каждой половинке разрушается, и пыльник становится двухгнёздным. У некоторых растений пыльник бывает даже одногнёздным. Очень редко встречается трёхгнёздным. По типу прикрепления к тычиночной нити различают неподвижный, подвижный и качающийся пыльники.

В пыльниках находится пыльца или пыльцевые зёрна.

Строение пыльцевого зерна

Пылинки, образующиеся в пыльниках тычинок, представляют собой мелкие зёрнышки, их так и называют пыльцевые зёрна. Самые крупные достигают 0,5 мм в диаметре, обычно же они гораздо меньше. Под микроскопом видно, что пылинки разных растений совсем не одинаковы. Они отличаются по размерам, и по форме.

Поверхность пылинки покрыта различными выступами, бугорками. Попадая на рыльце пестика, пыльцевые зёрна удерживаются при помощи выростов и выделяющейся на рыльце липкой жидкости.

Гнёзда молодого пыльника содержат особые диплоидные клетки. В результате мейотического деления из каждой клетки образуются четыре гаплоидные споры, которые называются микроспорами за очень маленькие размеры. Здесь же, в полости пыльцевого мешка, микроспоры превращаются в пыльцевые зёрна.

Происходит это следующим образом: ядро микроспоры делится митотически на два ядра — вегетативное и генеративное. Вокруг ядер концентрируются участки цитоплазмы и формируются две клетки — вегетативная и генеративная. На поверхности цитоплазматической мембраны микроспоры из содержимого пыльцевого мешка образуется очень прочная оболочка, нерастворимая в кислотах и щелочах. Таким образом, каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками. Множество пыльцевых зёрен составляет пыльцу растения. Пыльца созревает в пыльниках к моменту распускания цветка.

Прорастание пыльцы

Начало прорастание пыльцы связано с митотическим делением, вследствие чего образуются маленькая репродуктивная клетка (из неё развиваются спермии) и большая вегетативная клетка (из неё развивается пыльцевая трубка).

После того как пыльца тем или иным способом попадает на рыльце, начинается её прорастание. Липкая и неровная поверхность рыльца способствует удерживанию пыльцы. Кроме того, рыльце выделяет специальное вещество (энзим), которое действует на пыльцу, стимулируя её прорастание.

Пыльца набухает, а сдерживающее влияние экзины (наружный слой оболочки пыльцевого зерна) заставляет содержимое пыльцевой клетки разрывать одну из пор, через которую интина (внутренняя, лишенная пор оболочка пыльцевого зерна) выпячивается наружу в виде узкой пыльцевой трубки. В пыльцевую трубку переходит содержимое пыльцевой клетки.

Под эпидермисом рыльца находится рыхлая ткань, в которую проникает пыльцевая трубка. Она продолжает расти, проходя либо по специальному проводящему каналу между ослизняющимися клетками, либо извилисто по межклеточникам проводниковой ткани столбика. При этом обыкновенно в столбике одновременно продвигается значительное число пыльцевых трубок, и от индивидуальной скорости роста зависит «успех» той или другой трубки.

В пыльцевую трубку переходят два спермия и одно вегетативное ядро. Если образование спермиев в пыльце ещё не произошло, то в пыльцевую трубку переходит генеративная клетка, и здесь уже путём её деления образуются спермии-клетки. Вегетативное ядро часто располагается впереди, у растущего конца трубки, а за ним последовательно расположены спермии. В пыльцевой трубке цитоплазма находится в постоянном движении.

Пыльца богата питательными веществами. Эти вещества, особенно углеводы, (сахар, крахмал, пентозаны) усиленно расходуются во время прорастания пыльцы. Кроме углеводов в химический состав пыльцы входят белки, жиры, зола и обширная группа ферментов. В пыльце находится высокое содержание фосфора. Вещества находятся в пыльце в подвижном состоянии. Пыльца легко переносит низкие температуры до — 20Сº и даже ниже, в течение продолжительного времени. Высокие температуры быстро понижают всхожесть.

Пестик

Пестик — часть цветка, образующая плод. Возникает из плодолистика (листовидная структура, несущая семязачатки) впоследствии срастания краёв последнего. Бывает простым, если составлен одним плодолистиком, и сложным, если составлен несколькими простыми пестиками, сросшимися между собой боковыми стенками. У некоторых растений пестики недоразвиты и представлены лишь рудиментами. Пестик расчленён на завязь, столбик и рыльце.

Завязь — нижняя часть пестика, в которой находятся семенные зачатки.

Войдя в завязь, пыльцевая трубка растёт дальше и входит в семяпочку в большинстве случаев через пыльцевход (микропиле). Внедряясь в зародышевый мешок, конец пыльцевой трубки лопается, и содержимое изливается на одну из синергид, которая темнеет и быстро разрушается. Вегетативное ядро разрушается ещё обычно до того, как пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок.

Цветки правильные и неправильные

Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии. Такие цветки называют правильными. Цветки, через которые можно провести одну плоскость симметрии, называют неправильными.

Цветки обоеполые и раздельнополые

Большинство растений имеют цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пестики — пестичные цветки, а другие — только тычинки — тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.

Растения однодомные и двудомные

Растения, на которых развиваются как пестичные, так и тычиночные цветки называются однодомными. Двудомные растения — тычиночные цветки на одном растении, а пестичные — на другом.

Существуют виды, у которых на одном растении можно обнаружить обоеполые и однополые цветки. Это так называемые многобрачные (полигамные) растения.

Соцветия

Цветки образуются на побегах. Очень редко они расположены по одиночке. Гораздо чаще цветки собраны в заметные группы, которые называются соцветиями. Начало изучению соцветий положено было Линнеем. Но для него соцветие не являлось типом ветвления, а способом цветения.

В соцветиях различают главную и боковую оси (сидячие или на цветоножках), то такие соцветия называют простыми. Если цветки на боковых осях — то это сложные соцветия.

Тип соцветия	Схема соцветия	Особенности	Пример
Простые соцветия
Кисть		Отдельные боковые цветки сидят на удлинённой главной оси и при этом имеют свои цветоножки, приблизительно равной длины	Черёмуха, ландыш, капуста
Колос		Главная ось более или менее удлинённая, но цветки без ножек, т.е. сидячие.	Подорожник, ятрышник
Початок		Отличается от колоса мясистой утолщённой осью.	Кукуруза, белокрыльник
Корзинка		Цветки всегда сидячие и сидят на сильно утолщённом и расширенном конце укороченной оси, имеющем вогнутый, плоский или выпуклый вид. При этом соцветие снаружи имеет так называемую обёртку, состоящую из одного или много последовательных рядов прицветных листьев, свободных или сросшихся.	Ромашка, одуванчик, астра, подсолнечник, василёк
Головка		Главная ось сильно укорочена, боковые цветки сидячие или почти сидячие, тесно расположенные друг к другу.	Клевер, скабиоза
Зонтик		Главная ось является укороченной; боковые цветки выходят как бы из одного места, сидят на ножках разной длины, располагаясь в одной плоскости или куполообразно.	Примула, лук, вишня
Щиток		Отличается от кисти тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, так что в результате цветки располагаются почти в одной плоскости.	Груша, спирея
Сложные соцветия
Сложная кисть или метелка		От главной оси отходят боковые ветвящиеся оси, на которых расположены цветки или простые соцветия.	Сирень, овёс
Сложный зонтик		От укороченной главной оси отходят простые соцветия.	Морковь, петрушка
Сложный колос		Отдельные колоски расположены на главной оси.	Рожь, пшеница, ячмень, пырей

Биологическое значение соцветий

Биологическое значение соцветий в том, что мелкие, часто невзрачные цветки, собранные вместе, становятся заметными, дают наибольшее количество пыльцы и лучше привлекают насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок.

Опыление

Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика.

Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление.

Самоопыление

При самоопылении пыльца с тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овёс, ячмень, горох, фасоль, хлопчатник. Самоопыление у растений чаще всего происходит в ещё не раскрывшемся цветке, то есть в бутоне, когда цветок раскроется, оно уже закончено.

При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение.

Перекрёстное опыление

При перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно. В природе перекрёстное опыление встречается значительно чаще, чем самоопыление.

Перекрёстное опыление осуществляется с помощью разных внешних факторов.

Анемофилия (ветроопыление). У анемофильных растений цветки мелкие, часто собраны в соцветия, пыльцы образуется очень много, она сухая, мелкая, при раскрывании пыльника с силой выбрасывается наружу. Лёгкая пыльца этих растений может переноситься ветром на расстояния до нескольких сотен километров.

Пыльники расположены на длинных тонких нитях. Рыльца пестика широкие или длинные, перистые и высовываются из цветков. Анемофилия свойственна почти всем злакам, осокам.

Энтомофилия (перенесение пыльцы насекомыми). Приспособлением растений к энтомофилии являются запах, цвет и размер цветков, липкая пыльца с выростами. Большинство цветков двуполые, но созревание пыльцы и пестиков происходит не одновременно либо высота рылец больше или меньше высоты пыльников, что служит защитой от самоопыления.

В цветках насекомоопыляемых растений имеются участки, выделяющие сладкий ароматный раствор. Эти участки называются нектарниками. Нектарники могут находиться в разных местах цветка и иметь разные формы. Насекомые, подлетев к цветку, тянутся к нектарникам и пыльникам и во время трапезы пачкаются пыльцой. Когда насекомое перебирается на другой цветок, переносимые им пыльцевые зёрна прилипают к рыльцам.

При опылении насекомыми меньше пыльцы тратится впустую, и поэтому растение экономит вещества, производя меньше пыльцы. Пыльцевым зёрнам нет необходимости долго удерживаться в воздухе, и поэтому они могут быть тяжёлыми.

Насекомые могут опылять редко расположенные цветки и цветки в безветренных местах — в лесной чаще или гуще травы.

Как правило, каждый вид растений опыляется насекомыми нескольких видов и каждый вид насекомых-опылителей обслуживает несколько видов растений. Но есть такие виды растений, цветки которых опыляются насекомыми лишь одного вида. В таких случаях взаимное соответствие образов жизни и строения цветков и насекомых бывает настолько полным, что кажется чудесным.

Орнитофилия (опыление птицами). Характерно для некоторых тропических растений с яркоокрашенными цветками, обильным выделениям нектара, прочной эластичной структурой.

Гидрофилия (опыление с помощью воды). Наблюдается у водных растений. Пыльца и рыльце этих растений чаще всего имеют нитеобразную форму.

Зоофилия (опыление с помощью животных). Для этих растений характерны крупные размеры цветка, обильное выделение нектара, содержащего слизи, массовая продукция пыльцы, при опылении летучими мышами — цветение ночью.

Оплодотворение

Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прикрепляется к нему благодаря особенностям строения оболочки, а также липким сахаристым выделениям рыльца, к которым пыльца прилипает. Пыльцевое зерно набухает и прорастает, превращаясь в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Сначала эта трубка растёт между клетками рыльца, затем — столбика и наконец врастает в полость завязи.

Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота.

Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, второй — с крупной центральной клеткой. Этот процесс открыл в 1898 году русский ботаник, академик С.Г.Навашин и назвал его двойным оплодотворением . Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.

Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения.

Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ.

После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий, развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.

Образование спор

Одновременно с образованием пыльцы в тычинках, в семяпочке происходит образование крупной диплоидной клетки. Эта клетка делится мейотически и даёт начало четырём гаплоидным спорам, которые называются макроспорами, так как по размерам они больше, чем микроспоры.

Из четырёх образовавшихся макроспор три отмирают, а четвёртая начинает разрастаться и постепенно превращается в зародышевый мешок.

Образование зародышевого мешка

В результате трёхкратного митотического деления ядра в полости зародышевого мешка образуются восемь ядер, которые облекаются цитоплазмой. Образуются лишённые оболочки клетки, которые располагаются в определённом порядке. На одном полюсе зародышевого мешка формируется яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух вспомогательных клеток. На противоположном полюсе располагаются три клетки (антиподы). С каждого полюса к центру зародышевого мешка мигрирует по одному ядру (полярные ядра). Иногда полярные ядра сливаются и образуют диплоидное центральное ядро зародышевого мешка. Зародышевый мешок, в котором произошла дифференцировка ядер, считается зрелым, он может воспринимать спермии.

К моменту созревания пыльцы и зародышевого мешка цветок раскрывается.

Строение семязачатка

Семязачатки развиваются на внутренних сторонах стенок завязи и, как все части растения, состоят из клеток. Число семязачатков в завязях разных растений различно. У пшеницы, ячменя, ржи, вишни завязь содержит только один семязачаток, у хлопчатника — несколько десятков, а у мака их число достигает нескольких тысяч.

Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал — пыльцевход. Он ведёт к ткани, занимающей центральную часть семязачатка. В этой ткани в результате деления клеток образуется зародышевый мешок. Напротив пыльцевхода в нём находится яйцеклетка, а центральную часть занимает крупная центральная клетка.

Развитие покрытосеменных (цветковых) растений

Образование семени и плода

При образовании семени и плода один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. В дальнейшем зигота делится многократно, и в результате развивается многоклеточный зародыш растения. Центральная клетка, слившаяся со вторым спермием, также многократно делится, однако второй зародыш не возникает. Образуется особая ткань — эндосперм. В клетках эндосперма накапливаются запасы питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру.

Таким образом, в результате двойного оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется стенка плода, называемая околоплодником.

Половое размножение

Половое размножение покрытосеменных растений связано с цветком. Его важнейшие части — тычинки и пестики. В них происходят сложные процессы, связанные с половым размножением.

У цветковых растений мужские гаметы (спермии) очень мелкие, женские (яйцеклетки) гораздо крупнее.

В пыльниках тычинки происходит деление клетки, в результате которого образуются пыльцевые зёрна. Каждое пыльцевое зерно покрытосеменных растений состоит из вегетативной и генеративной клеток. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками. Наружная оболочка, как правило, неровная, с шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. Это помогает пыльцевым зёрнам удерживаться на рыльце пестика. Пыльца растения, созревающая в пыльниках, к моменту распускания цветка состоит из множества пыльцевых зёрен.

Формула цветка

Для условного выражения строения цветков применяют формулы. Для составления формулы цветка используют следующие обозначения:

	Простой околоцветник, состоящий из одних чашелистиков или из одних лепестков, его части называют листочками околоцветника.
Ч	Чашечка, состоит из чашелистиков
Л	Венчик, состоит из лепестков
Т	Тычинка
П	Пестик
1,2,3...	Количество элементов цветка обозначается цифрами
,	Одинаковые части цветка, различающиеся по форме
()	Сросшиеся части цветка
+	Расположение элементов в два круга
_	Верхняя или нижняя завязь – чёрточкой над или под цифрой, которая показывает количество пестиков
	Неправильный цветок
*	Правильный цветок
♂	Однополый тычиночный цветок
♀	Однополый пестичный цветок
	Двуполый
∞	Число частей цветка, превышающее 12

Пример формулы цветка вишни:

*Ч 5 Л 5 Т ∞ П 1

Диаграмма цветка

Строение цветка можно выразить не только формулой, но и диаграммой — схематическим изображение цветка на плоскость, перпендикулярную к оси цветка.

Составляют диаграмму по поперечным срезам нераскрытых цветочных почек. Диаграмма даёт более полное, чем формула, представление о строении цветка, поскольку на ней отображено и взаимное расположение его частей, чего нельзя показать в формуле.

Цветок - сложная система органов, обеспечивающая семенное размножение у цветковых растений. Появление цветка в процессе эволюции - ароморфоз, обусловивший широкое распространение на Земле покрытосеменных, или цветковых, растений.

Функции цветка :

• образование тычинок с пыльцевыми зернами плодолистиков (пестиков) с семяпочками;
• опыление;
• сложные процессы оплодотворения;
• формирование семени и плода.

Цветок - это укороченный видоизмененный и ограниченный в росте побег, несущий околоцветник, тычинки, плодолистики (пестики). Строение цветков у всех цветковых растений сходно, а форма - разнообразна. В этом проявляется идиоадаптация - приспособление к различным способам опыления.

Наружное строение цветка

Цветком заканчивается главный стебель или боковые. Безлистная часть стебля под цветком называется цветоножкой . У сидячих цветков цветоножка отсутствует либо сильно укорочена. Цветоножка переходит в укороченную ось цветка, его стеблевую часть - цветоложе . Форма цветоложа может быть удлиненной, выпуклой, плоской, вогнутой. На цветоложе располагаются все части цветка: чашелистики и лепестки, тычинки и пестик (пестики).

Чашелистики и лепестки вместе составляют околоцветник . Чашелистики обычно защищают от повреждений цветок, особенно бутон, но могут выполнять и другие функции. В зеленых чашелистиках, содержащих хлоропласты, происходит фотосинтез. У некоторых растений (тюльпан, ветреница) они становятся лепестковидными и выполняют функции лепестков; могут служить для защиты развивающихся плодов, для их распространения.

Произошли чашелистики из верховых вегетативных листьев. Доказательством этого является их морфологическое сходство с листьями, четко, выраженное у некоторых растений (пион), и спиральное расположение. Совокупность чашелистиков образует чашечку, которая бывает либо раздельнолистной, либо сростнолистной.

Лепестки выполняют функции привлечения опылителей и содействия успешному опылению. Происхождение лепестков двоякое: у одних растений - это видоизмененные тычинки. Такие лепестки у кувшинки, а также у представителей семейств лютиковых, гвоздичных, маковых и др. Другая группа растений имеет лепестки, как и чашелистики, листового происхождения (пион, магнолиевые).

Совокупность лепестков цветка называется венчиком . Размеры, строение, окраска венчика разнообразны, что связано с биологией опыления. У ветроопыляемых растений венчик либо недоразвит, либо отсутствует. Лепестки могут срастаться краями, образуя скоростнолепестной венчик (вьюнок, петуния). В процессе эволюции такой венчик произошел от свободнолепестного.

При наличии в цветке чашечки и венчика околоцветник называется двойным. Если лепестков нет либо разница между ними неясно выражена, околоцветник называется простым. Простой околоцветник может быть либо венчиковидным с яркой окраской - у тюльпанов, лилий, ландышей, либо чашечковидным, зеленого цвета - у конопли, лебеды, крапивы. Цветки без околоцветника называются голыми - у осоки, ивы.

Внутри околоцветника ближе к лепесткам располагаются тычинки . Число их различно: от одной до десятка и более. В процессе эволюции тычинка дифференцировалась на тычиночную нить и пыльник. Пыльник состоит из двух половинок, соединенных продолжением тычиночной нити. В каждой половинке пыльника по два спорангия, их называют гнездами пыльника, или пыльцевыми мешками.

Гнезда заполнены тканью из первичных спорогенных клеток. В результате ряда последовательных митозов из первичных спорогенных клеток образуется множество материнских клеток - микроспор. Затем материнские клетки делятся мейотически, образуя тетрады гаплоидных микроспор. Каждая такая микроспора превращается в пыльцевое зерно. Для этого она увеличивается в размерах и покрывается двойной оболочкой: наружной (экзиной) и внутренней (интиной). Наружная оболочка благодаря основному ее компоненту - спорополленину - характеризуется высокой стойкостью: не растворяется в кислотах и щелочах, выдерживает температуру до 300°С, сохраняется миллионы лет в геологических отложениях.

Внутри пыльцевого зерна формируется мужской гаметофит: гаплоидная микроспора делится митотически, образуя более крупную клетку-трубку (вегетативную) и в ней -маленькую генеративную клетку. Генеративная клетка делится еще раз митотически на две мужские гаметы - спермии.

Внутреннюю часть цветка занимают пестики . Количество их бывает от одного до десятка и более. Каждый пестик образован одним или многими сросшимися плодолистиками.

В нижней части пестика - завязи - находятся семязачатки (семяпочки). Из верхней его части в процессе эволюции образуется столбик, приподнимающий рыльце над пестиком. При отсутствии столбика рыльце называется сидячим. Завязь может быть верхняя, если она располагается на плоском или выпуклом цветоложе, а все остальные части цветка прикрепляются под пестиком. У цветков с нижней завязью вогнутое цветоложе срастается с ее стенкой, околоцветник и тычинки прикрепляются над пестиком.

У завязи пестика находится полость - гнездо. Различают одно-, и многогнездную завязи. Многогнездная завязь образуется в результате срастания нескольких плодолистиков. Количество гнезд равно числу сросшихся плодолистиков. В каждом гнезде на стенках завязи формируются семязачатки (семяпочки), либо сидячие, либо на семяножках. Их бывает от одного (слива, вишня) до нескольких тысяч (мак, орхидные).

Строение семязачатка (семяпочки)

При анатомическом исследовании семяпочки различаются следующие составные части:

• Семяножка;
• нуцеллус;
• покровы;
• микропиле;
• зародышевый мешок.

По семяножке в зародышевый мешок поступают питательные вещества и ею семяпочка крепится в завязи. Нуцеллус семяпочки - это паренхиматическая питающая и защитная для мегаспор ткань. Снаружи нуцеллус одет одним или двумя покровами (интегументами). Они покрывают нуцеллус не сплошь. Чаще сверху семяпочки они не соединяются и образуют небольшое отверстие, которое называется микропиле , или пыльцевход.

Самую внутреннюю часть семяпочки занимает зародышевый мешок , который у покрытосеменных представляет собой женский гаметофит.

Семязачаток (семяпочка) состоит из макроспорангия и окружающего его покрова. В макроспорангии закладывается одна материнская клетка, из которой путем мейоза образуется тетрада гаплоидных макроспор. Три из них отмирают и разрушаются, а четвертая (дающая начало женскому гаметофиту) макроспора сильно вытягивается в длину, одновременно ее гаплоидное ядро делится митотически. Дочерние ядра расходятся к разным полюсам удлиненной клетки.

Далее, каждое из образовавшихся ядер делится митотически еще дважды и образует по четыре гаплоидных ядра у разных полюсов клетки. Это уже зародышевый мешок, имеющий восемь гаплоидных ядер. Затем от каждой из двух четверок ядер по одному направляются к центру зародышевого мешка, где они сливаются, образуя вторичное диплоидное ядро.

После этого в цитоплазме зародышевого мешка возникают клеточные перегородки между ядрами и он становится семиклеточным.

У одного из полюсов зародышевого мешка размещается яйцевой аппарат, состоящий из более крупной яйцеклетки и двух вспомогательных клеток. У противоположного полюса - три клетки-антипода. Все шесть клеток гаплоидны. В центре находится диплоидная клетка со вторичным ядром.

У большинства растений цветки имеют тычинки и пестики и называются обоеполыми. Бывают цветки и однополыми: тычиночные (мужские) либо пестичные (женские). Мужские и женские цветки могут располагаться на одной особи, такое растение называют однодомным (огурец, кукуруза, дуб, береза), а если на разных особях - двудомным (конопля, ива, тополь). Однополые цветки и двудомные растения - это одно из приспособлений к перекрестному опылению.

Диаграммы и форумулы растений

Для краткого описания цветка пользуются диаграммами и формулами. Диаграмма - это схематическая проекция элементов цветка на плоскость, перпендикулярную к его оси. Все части цветка, прицветник и материнский побег обозначают определенными значками: чашелистики - фигурной скобкой, лепестки - круглой скобкой, тычинки - поперечным разрезом через пыльник, пестик - поперечным разрезом через завязь.

При составлении формулы цветка околоцветник обозначают буквой О, чашелистики - Ч, лепестки - Л, тычинки - Т, пестик - П. Число частей цветка обозначают цифрой, написанной у основания буквы. Если тычинок и пестиков больше 12, ставят значок - ∞. При срастании частей цветка соответствующие цифры берут в скобки. Верхнюю завязь обозначают горизонтальной чертой под числом, нижнюю - над числом пестиков.

Обоеполым называют цветок, в котором есть как пестики, так и тычинки (андроцей и гинецей). Иногда к обоеполому цветку также применяют термины совершенный или однодомный цветок.

Цветок, который имеет только тычинки (андроцей) или только пестики (гинецей), называется однополым . Однополые цветки с тычинками - это тычиночные, или мужские цветки; соответственно цветки только с пестиками – пестичные, или женские цветки .

Мужские и женские однополые цветки могут вырастать на одном и том же растении, тогда растение называют однодомным , или обоеполым , например: дуб, береза, молочай, кукуруза . В этом случае опыление может происходить между цветками в пределах одного растения.

Если мужские и женские цветки вырастают на разных растениях, то имеем дело с двудомным растением. Двудомное растение с тычиночными цветками называют мужским , а с женскими – женским растением, например: тополь, ива, конопля, крапива . Для оплодотворения двудомных видов необходимо наличие как минимум двух разнополых растений – мужского и женского.

Растение, на котором встречаются как обоеполые, так и однополые цветки, называется полигамным , например, такое соседство встречается в соцветиях сложноцветных.

Цветки, лишенные спороносных органов – это стерильные , или бесполые цветки, как, например, язычковые цветки в соцветиях сложноцветных.

Пример полигамного растения: в соцветии герберы на фото имеются мужские цветки (с желтыми пыльниками), женские (с белыми пестиками) и стерильные язычковые цветки по краю.

Цветки злаковых, осоковых.

Цветки злаковых, осоковых.

Цветки злаковых, как правило, мелкие и неприметные. Они приспособлены для опыления ветром, и поэтому лишены околоцветника, так как им не зачем привлекать насекомых. Цветки злаков располагаются на боковых побегах колоска и состоят из тычинок и завязи с рыльцевыми ветвями . Цветок защищен верхней и нижней цветковыми чешуями . Выше цветковых чешуй вырастают две мелкие бесцветные чешуйки – так называемые цветковые пленки , или лодикулы . Во время цветения длинные тычинки выступают за пределы чешуй, распространяя пыльцу по ветру. Цветки злаковых могут быть обоеполыми или однополыми, иногда в пределах одного соцветия.

Цветки осоковых также мелкие и невзрачные, собраны в разнообразные колоски и сидят в пазухах прицветников, называемых кроющими чешуями . Сам цветок осоки состоит из тычинок и з авязи с рыльцевыми ветвями . Цветки бывают обоеполые и однополые, с околоцветником и без. Околоцветник осоковых может состоять из набора чешуй, волосистых или бахромчатых щетинок или шелковистых волосков, и чаще присутствует у обоеполых или у женских цветков.

АНДРОЦЕЙ

(греч. «дом мужчины» ): совокупность микроспорофиллов , тычинок состоящих из тычиночной нити с разделенным на две половинки пыльником , содержащим четыремикроспорангия (пыльцевых мешка ). Тычинки располагаются в один-два круга. Тычинки делятся на свободные и сросшиеся.

Существуют разные типа андроцея, различимые по числу сросшихся групп тычинок:

-однобратственный (тычинки в одной группе, люпин, камелия),

-двубратственный (две группы тычинок),

-многобратственный (несколько групп, магнолия, зверобой),

-братственный (несросшиеся тычинки).

Также тычинки различаются по длине: равные , неравные , двусильные (из четырех тычинок две длинные), трехсильные (из шести тычинок три длинные),четырехсильные (из шести тычинок четыре длинные).

Тычинка состоит из тычиночной ткани , на верхнем конце которой расположенпыльник , а нижним концом прикрепленной к цветоложу. Основной тканью тычиночной нити является паренхима . В пыльнике происходят важные процессы –микроспорогенез (образование микроспор в микроспорангиях) и микрогаметогенез (образование из микроспор мужского гаметофита). Стерильная тычинка называетсястаминодией .

Рис.3 Тычинка и развитие пыльника

Пыльник состоит из однородных клеток, окруженных эпидермой.

Диаграмма – это схематическая проекция цветка на плоскости, при которой цветок пересекается поперек, перпендикулярно его оси. Правило оформления диаграммы: ось соцветия вверху, кроющий лист внизу. Условные обозначения диаграммы: дугами обозначаются части околоцветника, чашелистики – с выступом на середине дуги, лепестки – без выступа. Тычинки обозначаются в форме поперечного разреза пыльника или тычиночной нити. Гинецей - в виде поперечного разреза завязи. Если отдельные члены срастаются, это указывается на диаграмме дугами.

Андроцей

Андроцей представляет собой совокупность тычинок, в которых происходит микроспорогенез, микрогаметофитогенез и формирование мужских спор.

В онтогенезе тычинки могут закладываться в виде бугорков конуса нарастания как в акропетальной (т. е. от основания к верхушке), так и в базипетальной (от верхушки к основанию) последовательности. В первом случае самые молодые тычинки располагаются ближе к центру цветка, а старые ближе к его периферии, а во втором – наоборот. Тычинки могут быть свободными либо срастаются различным образом и в разной степени. Например, в тропическом семействе мелиевых все 10 тычинок срастаются своими нитями в трубку (однобратственный андроцей). У зверобоя тычинки срастаются в пучки, для сложноцветных характерно склеивание пыльников. У многих представителей семейства бобовые срастаются 9 тычинок, а одна остается свободной (так называемый двубратственный андроцей).

Каждая тычинка состоит из суженной нитевидной или редко лентовидной или лепестковидной части – тычиночной нити и обычно расширенной части – пыльника. Пыльник имеет две половинки, соединенные друг с другом связником , являющимся продолжением тычиночной нити. Связник иногда продолжен в надсвязник, заметный в виде небольшого выступа над пыльником.

Формирование нити начинается позже пыльника, и ее дальнейшее удлинение осуществляется за счет вставочного роста. Число формирующихся бугорков иногда меньше числа тычинок, в дальнейшем бугорки расщепляются, и тычинок может быть довольно много (мимозовые). Длина тычиночных нитей у разных растений варьирует. Чаще они более или менее равны по длине околоцветнику, но иногда значительно короче или во много раз его превышают, как, например, у известного тропического лекарственного растения почечный чай, или кошачьи усы, из семейства губоцветных. На поперечном срезе через тычиночную нить видно, что большая ее часть состоит из паренхимной ткани, а в центре проходит один сосудистый пучок.

Каждая половинка пыльника несет два (реже одно) гнезда – микроспорангия . Гнезда пыльников иногда называют пыльцевыми мешками. В зрелом пыльнике перегородки между гнездами по большей части исчезают. Снаружи пыльник покрыт эпидермой. Непосредственно под эпидермой располагается слой клеток так называемого эндотеция, имеющего вторично утолщенные клеточные оболочки. При подсыхании оболочек эндотеция вскрываются гнезда пыльника. Глубже залегают 1-3 слоя некрупных тонкостенных клеток. Самый внутренний слой, выстилающий полость пыльцевых мешков, получил название тапетума . Считается, что содержимое его клеток служит питанием для развивающихся материнских клеток микроспор (микроспороцитов) и способствует их дифференциации. Гнезда пыльника обычно заполнены материнскими клетками микроспор, микроспорами и зрелой пыльцой. Микроспоры, как известно, возникают из микроспороцитов в результате мейоза, а сами микроспороциты – из немногих клеток археспория (образовательной ткани, функционирующей на ранних стадиях развития гнезд пыльника). Созревший пыльник вскрывается разнообразно: продольными трещинами, дырочками, клапанами и др. При этом пыльца высыпается.

Признаки строения, формы, положения, числа тычинок, а также сам тип андроцея имеют большое значение для систематики цветковых и познания их филогении.

У некоторых видов часть тычинок теряет свою первоначальную функцию, становится стерильной и превращается в так называемые стаминодии . Иногда пыльники преобразуются в нектарники – секреторные части цветка, выделяющие нектар. Превратиться в нектарники или осмофоры могут также лепестки, их части, части пестика и даже выросты цветоложа. Нектарники имеют разнообразную форму, располагаются обычно в глубине цветка и нередко выделяются своей блестящей поверхностью.

Гинецей.

Совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков, называют гинецеем . Плодолистики, или карпеллы , – это структуры, связанные, как считают, по происхождению с листом. Однако функционально и морфологически плодолистики соответствуют не вегетативным листьям, а листьям, несущим мегаспорангии, т. е. мегаспорофиллам. Большинство морфологов считают, что в ходе эволюции из плоских и открытых плодолистиков возникли сложенные вдоль (кондупликатно ) плодолистики. Затем они срослись краями и образовали пестик с его наиболее существенной частью – завязью, несущей семязачатки. Таким образом, сформировалась уникальная, более ни у каких групп растений не встречающаяся структура, напоминающая замкнутый сосуд, в котором развиваются надёжно защищённые семязачатки. Структура пестика идеально приспособлена к опылению и оплодотворению. В семязачатках, находящихся в завязи, осуществляются процессы мегаспорогенеза и мегагаметофитогенеза.

Пестик, а точнее завязь, выполняет функцию влажной камеры, предохраняющей семязачатки от высыхания. Это сделало покрытосемянные растения практически независимыми от уровня влажности окружающей среды и явилось одним из факторов широкого освоения ими аридных территорий. Кроме того, пестик надежно укрывает семязачатки от поедания их насекомыми и отчасти от колебаний температуры.

Пестик, образовавшийся из одного плодолистика, называют простым, из двух и более сросшихся плодолистиков – сложным. Простой пестик обычно одногнездный; сложный может быть разделен на гнезда или бывает также одногнездным. Многогнёздность возникает либо в результате срастания плодолистиков, либо вследствие образования дополнительных перегородок – выростов стенок завязи.

Рыльце пестика – уникальная и характерная только для цветковых растений структура, предназначенная для восприятия пыльцы. Оно развивается на верхушке столбика или непосредственно на завязи – сидячее рыльце; реже (у архаичных видов) – вдоль сросшихся краев плодолистика. Форма и величина рыльца различны у разных видов. Поверхность рыльца очень часто неровная, бугорчатая и покрыта липкой жидкостью, что способствует более эффективной фиксации и улавливанию пыльцы. Кроме того, рыльцевая поверхность несет тонкий белковый слой – пелликулу, которая, взаимодействуя с белками спородермы пыльцевого зерна, обеспечивает прорастание пыльцевой трубки или препятствует ему.

Столбик состоит из рыхлой паренхимной ткани. Он как бы приподнимает рыльце вверх, что необходимо при некоторых механизмах процесса опыления. Морфология столбиков довольно разнообразна и служит важным систематическим признаком. Для многих архаичных семейств (особенно из подкласса магнолиид) характерно отсутствие или слабое развитие столбика. Столбики часто неразвиты и у многих специализированных ветроопыляемых форм, например у многих злаков. В крупных ветроопыляемых цветках (у некоторых видов лилий) столбики достигают значительной длины, рыльце выносится высоко вверх, и тем самым облегчается опыление. Однако при этом значительно удлиняется путь пыльцевой трубки.

Завязь – наиболее существенная часть пестика, несущая семязачатки. Она разнообразна по форме и внешнему виду, что в значительной степени определяется типом гинецея.

Место прикрепления семязачатков в завязи называется плацентой . Плацента обычно имеет вид небольшого вздутия, выроста или выступа, образованного тканями завязи.

В зависимости от особенностей прикрепления семязачатков к стенке завязи различают несколько типов плацентации.

· постенная, или париентальная, когда семязачатки располагаются внутри завязи по ее стенкам или в местах срастания плодолистиков.

· осевой, или аксиальной, когда семязачатки находятся на центральной колонке завязи, расчлененной на гнезда по числу плодолистиков.

· свободная центральная плацентация, когда семязачатки развиваются на свободной центральной колонке, не связанной перегородками со стенкой завязи.

· базальная, когда единственный семязачаток находится в самом основании одногнездной завязи.

Типы гинецеев:

1. апокарпный – плодолистики между собой не срастаются, и каждый плодолистик формирует отдельный пестик (лютик, роза)

а) мономерный – гинецей состоит из 1 пестика, а он образован 1 плодолистиком (горох, слива, вишня)

б) полимерный – пестиков много, но каждый состоит из одного плодолистика

(лютик, земляника, шиповник)

1. ценокарпный – пестик формируется из сросшихся между собой плодолистиков

а) синкарпный – плодолистики срастаются боковыми поверхностями, образуется несколько колец (тюльпан). Внутри плода образуется несколько гнёзд.

б) паракарпный – плодолистики срастаются краями и образуют одно кольцо (мак), или центральную камеру.

в) лизикарпный – плодолистики срастаются краями, образуя одну камеру или полость, а со дна завязи выступает колонка, на которой располагается семяпочка, а затем и семена (гвоздичные).

13. Семяпочка - относительно сложное образование, состоящее из семяножки (фуникулуса), несущей нуцеллус, заключенный в один или два интегумента. В зависимости от вида на плацентахразвиваются от одного до многих семязачатков. Развивающаяся семяпочка первоначально состоит целиком из нуцеллуса, но вскоре возникают один или два покровных слоя (интегумента) с небольшим отверстием, микропиле, на одном конце (рис.6).

Рис. 6. Схема формирования семязачатка и зародышевого мешка.

1, 2, 3, 4 – развитие нуцеллуса, обособление и мейоз клетки археспория, отмирание трех мегаспор; 5, 6, 7, 8 – развитие из мегаспоры (оставшейся) женского гаметофита – зародышевого мешка.

На ранней стадии развития семязачатка в нуцеллусе возникает единственный диплоидный мегаспороцит. Он делится митотически, давая четыре гаплоидные мегаспоры, обычно расположенные линейной тетрадой. Этим завершается мегаспорогенез. Три мегаспоры обычно разрушаются, а четвертая, наиболее удаленная от микропиле, развивается в женский гаметофит.

Функциональная мегаспора вскоре начинает увеличиваться за счет нуцеллуса, а ее ядро трижды делится митотически. В конце третьего митоза восемь дочерних ядер располагаются по четыре двумя группами – вблизи микропилярного конца мегагаметофита, а также на противоположном, халазальном, конце. По одному ядру из каждой группы мигрирует к центру восьмиядерной клетки; они называются полярными. Три оставшихся у микропилярного конца ядра образуют яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух клеток-синергид. У халазального конца также идет формирование вокруг расположенных здесь ядер клеточных оболочек, и возникают так называемые клетки-антиподы. Полярные ядра остаются в двуядерной центральной клетке. Такая восьмиядерная семиклеточная структура является зрелым женским гаметофитом, называемым зародышевым мешком.

5-й класс

Оборудование: макет цветка; желтый и зеленый пластилин, алюминиевая и медная проволока, бумажные заготовки для чашелистиков и лепестков.

При изучении этого материала в 5-м классе ставится цель – познакомить учащихся со строением цветка и обеспечить усвоение понятий «околоцветник», «главные части цветка». Предлагаемая практическая часть развивает умения наблюдать и сравнивать и создает условия для воспитания аккуратности.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

Что такое орган? Назовите органы цветкового растения и охарактеризуйте их функции.
(Проверка правильности заполнения таблицы об органах и фунциях цветкового растения на с. 160, §40.)

III. Актуализация опорных знаний

За что цветковые растения получили свое название? Как по-другому называются эти растения? Почему?

IV. Изучение нового материала

Учитель называет части цветка, рассказывает об их строении и функциях. Учащиеся в группе, прослушав объяснение, конструируют соответствующую часть цветка из пластилина и записывают ее название в тетради. В результате каждая группа собирает модель цветка.

Запись в тетради

V. Закрепление

Перечислите части цветка. Найдите их на своих моделях.

Какие части цветка являются главными? Почему?

Из чего состоят тычинка и пестик?

Что такое околоцветник? Каковы его функции?

Зарисуйте цветок в тетради, как указано выше и расставьте цифры, обозначающие части цветка в соответствующем порядке.

VI. Задание на дом

Изучить соответствующий параграф, записи и рисунок в тетради.

6-й класс

Оборудование: тексты (см. Приложение) – по одному на группу; модели цветков, изготовленные в 5-м классе; слайды – на прозрачной пленке или в электронном виде и средство для их демонстрации (кодоскоп, компьютер с видеовыходом, телевизор или мультимедийный проектор).

При изучении этого материала в 6-м классе ставится цель расширить и закрепить знания о цветке, обеспечить усвоение знаний о классификации цветков. Работа способствует развитию умения сравнивать, анализировать и делать выводы; содействует воспитанию коммуникативной культуры, чувства прекрасного, развитию познавательного интереса к предмету.

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Класс разбивается на группы по 5–6 человек.

II. Актуализация опорных знаний

Продолжаем изучение цветкового растения. Какие растения называются цветковыми? Какое второе название цветковых растений? Почему? Назовите органы цветкового растения, но сначала вспомните, на какие две группы их делят.

Объясните эти названия.

Какие органы относятся к вегетативным? Что такое побег?

Продолжите фразу: генеративными называются органы...

III. Изучение нового материала

Задача сегодняшнего урока – расширить уже имеющиеся представления о цветке.

Запись в тетради: «Цветок».

Цветки разных растений отличаются друг от друга размерами: перед вами самый крупный цветок – раффлезии (в диаметре около 1 м) и самый маленький – ряски (все растение умещается на ногте большого пальца). Различны форма и окраска цветков, число их частей, особенности строения. Но есть и сходства.
Читая текст Приложения, вы встретите уже знакомые вам понятия. Повторите их еще раз. Изучая новый материал, подумайте над следующими вопросами.

На какие группы можно разделить цветки в зависимости от строения их околоцветника?

На какие группы можно разделить цветки по наличию в них главных частей?

(Работа учащихся с текстом .)

V. Проверка первичного понимания

Назовите части цветка, кратко охарактеризуйте особенности их строения и функций.

Что такое околоцветник?

Какие бывают околоцветники?

Запись в тетради: околоцветник: двойной (чашечка + венчик); простой (венчиковидный; чашечковидный); отсутствует (голый цветок).

Какие части цветка называются главными? Почему?

На какие группы делят цветки по наличию в них главных частей?

Запись в тетради: цветок (по наличию главных частей): обоеполый (тычинка + пестик); раздельнополый (тычиночный); (пестичный); бесполый (нет тычинок и пестиков)

Что такое однодомные и двудомные растения?

V. Закрепление и применение новых знаний

А теперь постараемся применить полученные на сегодняшнем уроке знания на практике. Поработаем с моделями цветков.
Посмотрите на модель цветка, изготовленную вами в 5-м классе и определите, исходя из наличия главных частей и строения околоплодника, какой перед вами цветок? (Обоеполый с двойным околоцветником .)
Каждая группа учащихся получает карточку с заданием, в соответствии с которым необходимо видоизменить исходный цветок.

Задания:

1-я группа – обоеполый цветок с простым венчиковидным околоцветником;

2-я группа – обоеполый цветок с простым чашечковидным околоцветником;

3-я группа – женский цветок с двойным околоцветником;

4-я группа – мужской цветок с двойным околоцветником;

5-я группа – женский (или мужской) голый цветок;

6-я группа – бесполый цветок.

Каждая группа демонстрирует свой цветок и объясняет, какие части модели они удалили и почему. Одновременно демонстрируются соответствующие слайды.

Вопрос (после демонстрации моделей цветка 3- и 4-й групп ): какие из цветков тыквенных – женские или мужские называют пустоцветами? Почему?

VI. Задание на дом

Изучить соответствующий параграф.
В тетрадь записать формулу правильного обоеполого цветка, у которого 5 несросшихся чашелистиков, 5 несросшихся лепестков, 5 тычинок, 1 пестик.
Составить кроссворд по теме «Цветок» (по желанию).

Приложение.

Текст для работы на уроке

Еще великий немецкий поэт Гете предложил рассматривать цветок как видоизмененный побег. Действительно, в строении цветка и побега есть сходство: цветоножка и цветоложе – это стеблевая часть цветка, а чашечка, венчик, тычинки и пестики образованы видоизмененными листьями.
Таким образом, цветок – видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного (полового) размножения. Как и всякий побег, цветок развивается из почки. Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег.

СТРОЕНИЕ ЦВЕТКА

Цветоложе – ось цветка, которая, разрастаясь, может принимать различную форму: плоскую, вогнутую, выпуклую и др. Цветоложе внизу переходит в цветоножку – тоненький стебелек, на котором у большинства растений сидит цветок. На цветоножке у многих растений развиваются два (у двудольных) или один (у однодольных) маленьких листочка – это прилистники . Цветок, не имеющий цветоножки, называется сидячим.

Околоцветник , который состоит из чашечки и венчика называют двойным . Такой околоцветник у цветка вишни, капусты, розы и многих других растений.

Чашечка образует наружный круг околоцветника. Чашечка обычно состоит из мелких зеленых листочков – чашелистиков (Ч). У некоторых растений, например у гвоздики, чашелистики нижними частями срастаются в трубку – такая чашечка называется сростнолистной . У других, например у герани, чашелистики не срастаются, у них раздельнолистная чашечка.
При распускании цветка в некоторых случаях чашечка опадает, но чаще сохраняется и во время цветения.
Чашечка выполняет следующие функции:

1) защищает внутренние части цветка до раскрывания бутона.
2) в зеленых чашелистиках протекает процесс фотосинтеза.

Венчик – внутренняя часть околоцветника, состоит обычно из ярко окрашенных крупных лепестков (Л). У одних растений (душистый табак, паслен черный, примула) лепестки венчика срастаются, образуя сростнолепестный венчик; у других (капуста, яблоня, вишня) венчик состоит из отдельных лепестков и называется раздельнолепестным , или свободнолепестным .
У некоторых растений, главным образом у однодольных (лилия, амариллис, тюльпан), все листочки околоцветника более или менее одинаковы. Такой околоцветник называют простым (О). У одних растений, например у тюльпана, рябчика или орхидеи листочки простого околоцветника крупные и яркие, как лепестки, – это простой венчиковидный околоцветник .

У других растений, например у ситника, свеклы, крапивы листочки простого околоцветника мелкие, невзрачные, обычно зеленого цвета, похожи на чашелистики, – это простой чашечковидный околоцветник .
Главные функции венчика:

1) привлечение насекомых-опылителей;
2) защита главных частей цветка.

Существуют цветки, не имеющие околоцветника (ясень, осока, ива), их называют голыми .
Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько осей симметрии (яблоня, вишня, капуста и др.). Такие цветки называют правильными . Цветки, через которые можно провести одну ось симметрии (горох, шалфей) или ни одной (канна), называют неправильными .

Пестик (П) и тычинки (Т) – главные части цветка , в них образуются половые клетки – гаметы.

Тычинка состоит из тычиночной нити , с помощью которой она крепится к цветоложу, и пыльника, который содержит пыльцу с мужскими гаметами – спермиями . Если тычиночной нити нет и пыльник располагается прямо на цветоложе, он называется сидячим .

Пестик подразделяется на рыльце (верхняя часть из особой ткани, служит для улавливания пыльцы), столбик и завязь (нижняя расширенная часть, в которой созревают женские гаметы – яйцеклетки). Если в пестике нет столбика и рыльце располагается на завязи, то оно называется сидячим . Из пестика цветка развивается плод с семенами.

Большинство растений имеет цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки . Но у некоторых растений (огурец, кукуруза) одни цветки имеют только пестики – это пестичные , или женские , цветки , а другие – только тычинки, это тычиночные , или мужские , цветки . Такие цветки называют раздельнополыми .

Бесполыми называют такие цветки, у которых отсутствуют все главные части: и тычинки, и пестики. Они выполняют только функцию привлечения насекомых-опылителей к другим цветкам, в которых главные части имеются. Бесполые цветки есть в соцветиях василька, подсолнечника и других растений.
У некоторых цветков есть нектарники – желёзки, которые вырабатывают сладкую жидкость. Чаще всего они располагаются на цветоложе.

Для условного обозначения строения цветка используют формулы. Для составления формулы используют следующие обозначения:

О – простой околоцветник;
Ч – чашелистики;
Л – лепестки:
Т – тычинки;
П – пестик.

Число чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков показывают цифрами, а если их больше двенадцати, то значком .
Если какие-либо части цветка срослись, то соответствующие цифры пишут в скобках.
Правильный цветок изображают звездочкой *;
неправильный – стрелкой ;
однополые мужские (тычиночные) цветки – ;
женские (пестичные) – знаком ;
обоеполые – знаком .