48. Оплодотворение у цветковых растений. Семена и плоды

Определения и обозначения

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, в результате которого образуется зигота. Зигота — первая клетка будущего растения, из неё начинает развиваться зародыш. Оплодотворение нужно для того, чтобы возникло новое растение, похожее на родительские растения, но имеющее собственное сочетание признаков.

Двойное оплодотворение — одновременное слияние одного спермия с яйцеклеткой, а другого — с центральной клеткой зародышевого мешка. Спермий — мужская половая клетка, а зародышевый мешок находится внутри семязачатка. Этот процесс нужен, чтобы образовались и зародыш, и ткань, которая будет его питать.

Семя — орган размножения цветкового растения, развивающийся из семязачатка и содержащий зародыш. В семени также есть запас питательных веществ и оболочка, которая защищает его. Семя позволяет зародышу переждать неблагоприятные условия и начать развитие, когда условия станут подходящими.

Плод — орган цветкового растения, развивающийся из завязи цветка и защищающий семена. Внутри плода находятся одно или несколько семян, а его стенки могут быть сухими или сочными. Плод помогает семенам сохраниться и нередко переносит их на новые места.

Как это устроено

Когда пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, оно может прорасти: внутри образуется тонкая пыльцевая трубка. Она растёт через ткани пестика к семязачатку, потому что там находится зародышевый мешок с клетками, необходимыми для оплодотворения. Рост направляют сигналы, которые помогают трубке найти путь к цели. Так спермиям не приходится самостоятельно перемещаться через ткани цветка.

В пыльцевой трубке находятся два спермия. Трубка проходит по пестику и проникает в семязачаток, а затем достигает зародышевого мешка. Там оба спермия оказываются рядом с клетками, с которыми должны слиться. Доставка по одной трубке помогает мужским половым клеткам попасть к месту оплодотворения.

Оплодотворение называют двойным, потому что происходят два слияния. Один спермий сливается с яйцеклеткой, и образуется зигота — начало будущего зародыша. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка; из результата этого слияния развивается эндосперм, питательная ткань семени. Питание формируется рядом с зародышем, чтобы поддержать его развитие при прорастании.

После слияния половых клеток зигота делится и постепенно превращается в зародыш. Он развивается внутри семязачатка, который после оплодотворения становится семенем. В семени также формируются запас питательных веществ и защитная семенная кожура. Запас нужен, потому что в начале прорастания зародыш ещё не может получать питание самостоятельно.

Завязь пестика после оплодотворения обычно развивается в плод, а её стенки образуют стенки плода. Они могут быть сухими, как у ореха, или сочными, как у вишни, и защищают семена от повреждений. Плоды помогают семенам распространяться: их могут переносить животные, ветер или вода. Так семена оказываются вдали от материнского растения, где у них может быть больше места для роста.

Образование и строение семени и плода

Читайте таблицу слева направо: так можно проследить, из чего образуется каждая часть и какую работу выполняет. Если нужно сравнить семя и плод, найдите соответствующие строки и сопоставьте их происхождение и значение. Помните: плод включает семена, но сам плод и семя образуются из разных частей цветка.

Разбор задач

Задача 1

Условие: расположите события в правильной последовательности: образование пыльцевой трубки, попадание пыльцы на рыльце, слияние половых клеток, образование семени. Нужно восстановить путь от переноса пыльцы до появления семени. Для этого найдём, какое событие запускает остальные.

1. Сначала пыльца должна попасть на рыльце пестика, иначе пыльцевое зерно не сможет прорасти там.
2. Затем пыльцевое зерно образует трубку, по которой спермии добираются до зародышевого мешка.
3. После доставки спермиев происходит двойное оплодотворение, то есть слияние половых клеток.
4. Затем семязачаток развивается в семя.

Ответ: попадание пыльцы на рыльце → образование пыльцевой трубки → слияние половых клеток → образование семени. Такая последовательность показывает, что семя не появляется сразу после переноса пыльцы: сначала должны произойти прорастание пыльцы и оплодотворение.

Задача 2

Условие: объясните, почему оплодотворение у цветковых растений называют двойным. Недостаточно просто сказать, что участвуют два спермия: нужно указать, с какими клетками они сливаются и что получается. Поэтому рассмотрим оба события отдельно.

1. Первый спермий сливается с яйцеклеткой. В результате образуется зигота, из которой развивается зародыш.
2. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка. Результат этого слияния даёт начало эндосперму — ткани с питательными веществами.
3. Поскольку происходят два слияния и возникают два важных для семени образования, процесс называют двойным оплодотворением.

Ответ: оплодотворение двойное, потому что один спермий образует зиготу с яйцеклеткой, а второй участвует в образовании эндосперма при слиянии с центральной клеткой. Зигота даёт начало зародышу, а эндосперм обеспечивает его питанием. Если назвать только первый спермий, ответ будет неполным.

Задача 3

Условие: определите, из каких частей цветка образуются семя и плод, и объясните значение каждого образования. Чтобы ответить, сначала разделим две части пестика: семязачаток и завязь. Они располагаются рядом, но превращаются в разные органы.

1. Семязачаток после оплодотворения развивается в семя. В нём есть зародыш, который может дать начало новому растению.
2. Завязь пестика обычно развивается в плод. Стенки завязи образуют стенки плода.
3. Семя сохраняет зародыш и питательные вещества, а плод защищает семена и помогает им распространяться.

Ответ: семя образуется из семязачатка, плод — обычно из завязи. Семя нужно для размножения растения, а плод защищает его семена и способствует их расселению. Проверка простая: если перепутать семязачаток и завязь, происхождение семени и плода окажется указанным неверно.

Типичные ошибки

Ошибка — считать опыление и оплодотворение одним процессом. Их часто путают, потому что оба происходят при размножении растения и связаны с пыльцой. Но опыление — перенос пыльцы на рыльце, а оплодотворение — слияние половых клеток, которое происходит позднее. Проверьте себя: если речь о перемещении пыльцы, это опыление.

Ошибка — говорить, что в оплодотворении участвует только один спермий. Так могут решить, если запомнили лишь слияние спермия с яйцеклеткой. У цветковых растений второй спермий тоже важен: он участвует в образовании эндосперма. Для проверки назовите оба слияния и результат каждого.

Ошибка — считать семязачаток готовым семенем. Их путают, потому что семя развивается именно из семязачатка и находится в том же месте цветка. Однако до оплодотворения семя ещё не сформировалось: семязачаток превращается в него после этого процесса. Спросите себя, произошло ли оплодотворение; если нет, называть семязачаток семенем неправильно.

Ошибка — путать происхождение плода и семени. Обе части цветка после оплодотворения меняются, поэтому их превращения легко поменять местами. Запомните соответствие: из семязачатка образуется семя, а из завязи обычно развивается плод. Проверяя ответ, отдельно укажите источник каждого образования.

Связь с другими темами

Чтобы понять путь спермиев, нужно знать строение цветка, назначение тычинки и пестика. Тычинки образуют пыльцу, а пестик принимает её и содержит завязь с семязачатками. Также важно отличать опыление — перенос пыльцы — от оплодотворения, то есть слияния половых клеток.

Эта тема помогает изучать прорастание семян и размножение растений. Зародыш развивается из зиготы, а при подходящих условиях семя прорастает и даёт начало новому растению. Роль плода объясняет, почему семена могут распространяться далеко от растения, на котором они образовались.

Знание частей цветка позволяет объяснить происхождение разных плодов. Плоды отличаются по форме, размеру и устройству стенок, но обычно развиваются из завязи, тогда как семена — из семязачатков. Это соответствие помогает разбирать строение плодов и находить в них семена.

Что запомнить

• Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток.
• У цветковых растений происходит двойное оплодотворение.
• Из зиготы развивается зародыш будущего растения.
• Из семязачатка после оплодотворения развивается семя.
• Из завязи пестика развивается плод.
• Семя содержит зародыш и запас питательных веществ.
• Плод защищает семена и помогает их распространению.