46. Половое размножение цветковых растений

Определения и обозначения

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Пыльца должна попасть именно на рыльце, чтобы затем прорасти и доставить мужские половые клетки к семязачатку. Без этого дальнейшее размножение обычно невозможно.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. У цветковых растений оно происходит после того, как пыльца попала на рыльце и из неё выросла пыльцевая трубка. Оплодотворение запускает развитие зародыша и семени.

Двойное оплодотворение — особенность цветковых растений, при которой с семязачатком связаны два спермия, то есть мужские половые клетки. Один соединяется с яйцеклеткой и даёт начало зародышу, а другой участвует в образовании питательной ткани семени. Благодаря ей зародыш получает запас питания.

Опылители — организмы или природные факторы, переносящие пыльцу. К ним относятся, например, насекомые и ветер; у некоторых растений пыльцу могут переносить другие животные или вода. Особенности цветка помогают привлечь подходящих опылителей или облегчают перенос пыльцы воздухом.

Как это устроено

В цветке тычинки производят пыльцу, а пестик принимает её на рыльце. В нижней части пестика находится завязь, внутри которой расположены семязачатки с яйцеклетками. Такое устройство помогает соединить мужские и женские половые клетки, хотя они находятся в разных частях цветка. Поэтому пыльце необходимо попасть на рыльце, а затем пройти путь к семязачатку.

Если пыльцевое зерно оказалось на рыльце подходящего пестика, оно может прорасти. Из него вытягивается тонкая пыльцевая трубка, которая растёт через ткани пестика к завязи и семязачатку. По трубке движутся спермии. Она нужна потому, что клетки не могут просто переместиться с поверхности цветка внутрь семязачатка.

При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка или другого цветка на том же растении. Для этого не обязательно, чтобы пыльцу переносило насекомое или ветер. При перекрёстном опылении пыльца одного цветка переносится на рыльце другого цветка, часто находящегося на другом растении того же вида. Такой перенос обеспечивает обмен пыльцой между разными цветками.

В оплодотворении участвуют два спермия, которые доставляются по пыльцевой трубке. Первый сливается с яйцеклеткой, и из этой клетки начинает развиваться зародыш. Второй участвует в образовании питательной ткани, которая будет снабжать зародыш пищей. Именно участие двух спермиев в образовании частей будущего семени называют двойным оплодотворением.

После оплодотворения семязачаток постепенно превращается в семя: в нём развиваются зародыш и запас питательных веществ. Завязь пестика разрастается и становится плодом, который защищает семена и помогает им распространяться. Так части цветка дают начало разным структурам: семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи.

Способы опыления цветковых растений

Чтобы определить способ опыления, проследи, с какого цветка и на какой цветок переместилась пыльца. Если она попала на пестик того же цветка или растения, это самоопыление; если на другой цветок — перекрёстное. Столбец об опылителях помогает понять, кто или что могло перенести пыльцу.

Разбор задач

Задача 1. Пыльца упала на лепесток цветка. Приведёт ли это к образованию семени? Нужно выяснить, куда должна попасть пыльца для продолжения размножения. Лепесток и рыльце пестика — разные части цветка, и у них разные функции.

1. Определи место, куда попала пыльца: это лепесток, а не рыльце пестика. Лепесток может привлекать опылителей, но не принимает пыльцу для прорастания.
2. Вспомни, что после опыления пыльцевая трубка растёт от рыльца к семязачатку. С лепестка она не сможет пройти нужный путь через пестик.
3. Сделай вывод: для образования семени необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика и после этого произошло оплодотворение. Одного попадания пыльцы на любую часть цветка недостаточно.

Ответ: нет, попадание пыльцы на лепесток не приводит к образованию семени. Пыльца должна оказаться на рыльце пестика.

Задача 2. Пыльца с тычинки цветка ромашки попала на рыльце пестика другого цветка ромашки. Определи способ опыления. Важно установить не только название растения, но и то, один ли это цветок или разные. Условие сообщает, что цветки разные.

1. Найди источник пыльцы: это тычинка первого цветка. Затем определи, куда она попала: на рыльце пестика второго цветка.
2. Сравни путь пыльцы с определениями. При самоопылении она попадает на пестик того же цветка или растения, а здесь она перенесена на другой цветок.
3. Назови процесс: перенос между разными цветками — перекрёстное опыление. Переносчиком могли быть насекомое или ветер, но для определения способа важнее, что цветки разные.

Ответ: произошло перекрёстное опыление.

Задача 3. Проследи путь от попадания пыльцы на рыльце до появления плода и семян. Чтобы не перепутать события, расположи их по порядку: сначала перенос и прорастание пыльцы, затем оплодотворение, а после — развитие частей цветка. Каждый следующий этап становится возможен благодаря предыдущему.

1. После попадания на рыльце пыльца прорастает, и к семязачатку растёт пыльцевая трубка. По ней спермии достигают семязачатка.
2. Происходит двойное оплодотворение: один спермий соединяется с яйцеклеткой, другой участвует в образовании питательной ткани. Из семязачатка развивается семя.
3. Завязь разрастается и становится плодом, внутри которого находятся семена. Значит, плод и семя происходят из разных частей цветка.

Ответ: пыльца попадает на рыльце, прорастает, затем происходит оплодотворение; семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи.

Типичные ошибки

Опыление иногда считают тем же самым, что и оплодотворение. Путаница возникает потому, что оба процесса связаны с пыльцой и идут один за другим. Проверь себя: перенос пыльцы — это опыление, а слияние половых клеток — оплодотворение.

Самоопылением называют перенос пыльцы между любыми цветками, хотя это неверно. Ошибку допускают, когда смотрят только на то, что цветки находятся близко друг к другу. Уточни, куда переносится пыльца: при самоопылении — на пестик того же цветка или растения, при перекрёстном — на другой цветок.

Пыльцу иногда называют мужской половой клеткой. На самом деле пыльца переносит клетки, участвующие в оплодотворении, поэтому это не одно и то же. Чтобы проверить себя, спроси: что именно движется по пыльцевой трубке к семязачатку? Ответ — спермии, а не само пыльцевое зерно целиком.

Ещё одна ошибка — менять местами происхождение семени и плода. Это может случиться, если помнить только, что обе структуры возникают после оплодотворения. Проверь соответствие частей: семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи. Если перепутал, восстанови эту пару по строению пестика.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение цветковых растений, нужно знать строение цветка: тычинки образуют пыльцу, пестик принимает её, а в завязи находятся семязачатки. Эти знания объясняют, откуда появляются семена и плоды. Тема связана и со строением семени: после оплодотворения в нём развивается зародыш и формируется запас питания. Разнообразие плодов можно изучать, прослеживая, как меняется завязь у разных растений.

Что запомнить

• Пыльца образуется в тычинках.
• Для опыления пыльца должна попасть на рыльце пестика.
• Опыление предшествует оплодотворению.
• При перекрёстном опылении пыльца переносится с одного цветка на другой.
• У цветковых растений происходит двойное оплодотворение.
• Семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи.