Умскул учебник стремится стать лучше! Если вы наткнулись на ошибку или неточность в нашем материале - просто сообщите нам, мы будем благодарны!
Биология

Генеративные органы и размножение цветковых растений

3.5.2022
2315

На этой странице вы узнаете

  • Зачем тополю так много пыльцы?
  • Как у бешеного огурца получается “плеваться” семенами?

Незабудки, ромашки, розы, нарциссы и тюльпаны, – читая этот ряд слов, сразу представляются  красивые ароматные цветы, традиционное украшение большинства праздников.  Но давайте сосредоточимся на их биологических свойствах. Цветы являются генеративными органами покрытосеменных растений. Что это такое и как работает – узнаете в статье.  

Генеративные органы цветковых

Генеративные органы – структуры, участвующие в размножении.

К генеративным органам покрытосеменных растений относятся цветок, плод и семя. Цветок и плод защищают зародыш, “покрывая” его, именно за счет этого растения получили такое название. 

Мужские цветки имеют тычинки, женские – пестики. 

Пестики и тычинки – это генеративные органы покрытосеменных.

Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. 

Тычинка – из тычиночной нити и пыльника.

Важно знать!

Пестики и тычинки могут находиться в одном цветке. Такие растения называют обоеполыми. Соответственно, если в цветке есть только пестики или только тычинки, то он будет называться однополым.

Если пестики и тычинки находятся в разных цветках, но на одном и том же растении, его будут называть однодомным

Помимо непосредственно генеративных органов в цветке присутствуют и другие структуры:

  • лепестки за счет яркого цвета служат для облегчения опыления (у насекомоопыляемых растений они привлекают опылителей); 
  • околоцветник защищает цветок от механических воздействий; 
  • цветоножка прикрепляет его с побегу.
Строение цветка

Опыление

Опыление – процесс переноса пыльцы на рыльце пестика. Пыльца – это множество пыльцевых зёрен, которые представляют мужские гаметофиты растений. 

Этот процесс предшествует половому размножению семенных растений. 

Виды опыления

  1. Самоопыление. Названо так, потому что цветок “опыляет сам себя”. 

Самоопыление часто происходит в закрытом бутоне. При этом важно, чтобы тычинки были длиннее пестика. Иначе пыльца из них просто осыпется в цветок и не попадет на рыльце пестика – и оплодотворение не произойдет.

  1. Перекрёстное опыление 

Пыльца одного цветка переносится на другой цветок. При этом оба цветка могут быть на одном растении. Процесс может осуществляться животными (например, насекомыми и птицами) или ветром, водой.

Цветковые растения хорошо приспособились к опылению ветром или животными. В результате дивергенции у них сформировались признаки, по которым можно отличить ветроопыляемое растение от насекомоопыляемого.

Дивергенция – эволюционный процесс, приводящий к расхождению признаков в пределах группы родственных организмов.

Признаки ветроопыляемых растений:

  1. Цветки мелкие и невзрачные. Ветроопыляемые не тратят энергию на синтез пигментов и вязких веществ, которые пригодились бы насекомоопыляемым растениям.
  1. В соцветиях обычно большое количество цветков, которые вырабатывают много пыльцы. 
Зачем тополю так много пыльцы?

При опылении ветром часть пыльцы может “потеряться по дороге” и не попасть на рыльце пестика. Поэтому её должно быть очень много: даже если немного просыпется – не страшно, есть еще!
  1. Легкая сухая пыльца лучше переносится ветром.
  1. Удлиненные тычиночные нити предупреждают столкновение пыльцы с преградой в виде лепестков. 
  1. Зацветают ветроопыляемые растения до появления листьев. Это необходимо для того, чтобы пыльца не сталкивалась с листочками, а летела именно на женские цветки.
  1. Рассеченные широкие рыльца пестиков хорошо улавливают пыльцу. Чем больше площадь у этих “приёмников” пыльцы, тем больше вероятность, что пыльцевые зёрна окажутся именно на рыльце пестика!

Примеры ветроопыляемых растений: клен, береза, тополь.

Соцветия тополя чёрного – ветроопыляемого растения

Признаки насекомоопыляемых растений:

  1. Насекомоопыляемые растения имеют ярко окрашенные лепестки и выделяют пахнущие вещества для привлечения опылителей.
  2. Пыльца достаточно крупная, липкая для удачного прикрепления к телу насекомого.
  3. В цветках много нектара, что также привлекает опылителей. 

Нектар – вязкий секрет растений, которым питаются многие насекомые.

  1. Зацветание после появления листьев делает цветки заметными на однотонном фоне листвы.
Цветки яснотки белой выделяются на фоне листвы
  1. Цветки достаточно большие для того, чтобы на них могли приземлиться даже очень крупные насекомые.

Примеры насекомоопыляемых растений: лилия, роза, яблоня.

Тюльпан – насекомоопыляемое растение

Цикл развития Покрытосеменных

Жизненный цикл цветковых растений практически повторяет цикл голосеменных. О нём можно прочитать в статье «Семенные растения». Однако есть 2 существенных различия:

  1. Цветки вместо шишек. 

Именно в этих органах и будут находиться спорангии – материнские клетки микро- и макроспор. Там же образуются зародышевый мешок и пыльцевое зерно (женский и мужской гаметофиты).

  1. Триплоидный эндосперм

Во время оплодотворения один спермий оплодотворяет яйцеклетку, а другой – диплоидную центральную клетку зародышевого мешка. В результате получается триплоидный (n + 2n = 3n) эндосперм.

Схема двойного оплодотворения покрытосеменных

Взрослое цветковое растение представлено спорофитом

  1. На нём в период полового созревания вырастают цветки
  2. В них формируются спорангии
  3. Происходит мейоз, образуются споры
  4. Женская спора делится митозом и образует зародышевый мешок, мужская – пыльцевое зерно. 

Зародышевый мешок и пыльцевое зерно – гаметофиты семенных растений. 

  1. При опылении пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика.
  2. Генеративная клетка пыльцевого зерна делится митозом на 2 спермия
  3. Из вегетативной клетки пыльцевого зерна прорастает пыльцевая трубка
  4. По пыльцевой трубке спермии попадают в зародышевый мешок, в котором уже сформировались 2 женские гаметы – яйцеклетки
  5. Происходит оплодотворение, формируется зигота
  6. Второй спермий оплодотворяет диплоидную центральную клетку зародышевого мешка и образуется триплоидный эндосперм.

Из зиготы путем нескольких митотических делений образуется зародыш семени. Семена распространяются ветром, попадают в субстрат и прорастают во взрослые растения – спорофиты.

Плоды и распространение семян

Плод – генеративный орган покрытосеменных растений, предназначенный для защиты и распространения семян и образовавшийся из завязи цветка. 

Плод состоит из 

  • семени, 
  • околоплодника, который образован мякотью и оболочкой (кожицей).
Строение плода

Способы распространения семян

  1. Автохория – саморазбрасывание

При этом околоплодник трескается и выпускает в окружающую среду семена. Так размножается, например, бешеный огурец.

Созревающие плоды бешеного огурца
Как у бешеного огурца получается “плеваться” семенами?

При созревании бешеный огурец накапливает много воды, которая при избытке начинает давить на стенки огурца. Кожица плода не выдерживает такого давления и разрывается. После этого струя сока с силой выбрасывается из плода вместе с семенами. Со стороны саморазбрасывание бешеного огурца выглядит так, будто он плюётся семенами.
  1. Зоохория – распространение семян с помощью животных

Некоторые плоды животные употребляют в пищу, и семена распространяются потом с фекалиями. Пример – земляника. 

Плоды могут иметь выросты околоплодника, которые прицепляются к шерсти животных и переносятся ими на другие территории. Пример – семянка череды.

  1. Анемохория – распространение семян ветром

Плоды анемохорных растений обычно имеют крыловидные выросты, волоски или хохолки (парашютики) для “парения” по воздуху. Это позволяет перенести семена на большие расстояния. Примеры – крылатка клена, семянка одуванчика.

Семянки одуванчика
  1. Гидрохория – перенос семян током воды

Этот способ распространения свойствен растениям, живущим в непосредственной близости от водоёмов. Примеры: кокосовая пальма, ольха, осока, кувшинка.

  1. Антропохория – распространение семян человеком 

Классификация плодов

  • По количеству семян плоды делятся на односемянные и многосемянные
  • По составу околоплодника – на сочные и сухие

Также существуют сборные (сложные) плоды, которые эволюционно образовались при срастании нескольких простых плодов.

Сухие односемянные плоды

Сухие односемянные плоды 

Сухие многосемянные плоды

Сухие многосемянные плоды

Сочные плоды

Сочные плоды

Сложные плоды

  1. Многокостянка состоит из множества костянок.
  2. Многоорешек – из орешков.
  3. Соплодия

Соплодия – плоды, сохранившие внутри структуру соцветия (инжир, ананас).

Фактчек

  • Цветок – орган, характерный только для покрытосеменных растений. Он содержит тычинки или пестики. 
  • Опыление – процесс переноса пыльцы на рыльце пестика (у покрытосеменных) или женскую шишку (у голосеменных). 
  • Плод – генеративный орган покрытосеменных растений, предназначенный для защиты и распространения семян и образующийся из завязи цветка. 
  • Плод состоит из семени и околоплодника, который образован мякотью и оболочкой (кожицей). 
  • По количеству семян плоды делятся на односемянные и многосемянные, а по составу околоплодника – на сочные и сухие.

Проверь себя

Задание 1.
Какой плод характерен для цитрусовых растений?

  1. ягода
  2. многокостянка
  3. померанец
  4. соплодие

Задание 2.
Из перечисленных плодов выберите сухой односемянный.

  1. многоорешек
  2. костянка
  3. яблоко
  4. орех

Задание 3.
Какое растение относится к автохорным?

  1. бешеный огурец
  2. кокосовая пальма
  3. клён
  4. земляника

Задание 4.
Способ распространения семян одуванчика – …

  1. автохория
  2. анемохория
  3. зоохория
  4. гидрохория

Задание 5.
Из какой структуры прорастает пыльцевая трубка?

  1. генеративная клетка
  2. вегетативная клетка
  3. зародышевый мешок
  4. макроспора

Задание 6.
В результате двойного оплодотворения…

  1. вторая пара гамет погибает
  2. образуется зигота и гаплоидный эндосперм
  3. образуется зигота и триплоидный эндосперм
  4. образуется пыльцевое зерно 

Ответы: 1 – 3; 2 – 4; 3 – 1; 4 – 2; 5 – 2; 6 – 3.

Понравилась статья? Оцени:
Читайте также:

Читать статьи — хорошо, а готовиться к экзаменам
в самой крупной онлайн-школе — еще эффективнее.

50 000
Количество
учеников
1510
Количество
стобальников
>15000
Сдали на 90+
баллов