§ 44. Половое размножение покрытосеменных растений

Определения и обозначения

Половое размножение — способ размножения, при котором новый организм развивается после слияния половых клеток. У цветковых растений такое размножение приводит к появлению семени с зародышем. Оно помогает растению продолжить свой жизненный цикл.

Цветок — орган покрытосеменного растения, в котором образуются половые клетки и происходит оплодотворение. Тычинки и пестик выполняют разные части этой работы. Поэтому строение цветка помогает понять, как растение размножается.

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Это один из этапов размножения, но он ещё не означает слияния половых клеток. Различие нужно помнить, чтобы не путать перенос пыльцы с оплодотворением.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток, в результате которого образуется зигота. У покрытосеменных происходят два слияния, поэтому говорят о двойном оплодотворении. Оно запускает развитие зародыша и образование запаса питательных веществ.

Как это устроено

Строение цветка связано с тем, что мужские и женские половые клетки находятся в разных его частях. Пыльца образуется в пыльниках тычинок, а яйцеклетки — в семязачатках, расположенных внутри завязи пестика. Чтобы клетки могли встретиться, пыльца должна попасть на рыльце пестика. Так цветок обеспечивает последовательное прохождение этапов размножения.

Пыльца переносится на рыльце при самоопылении или перекрёстном опылении. При самоопылении она попадает на рыльце того же цветка или другого цветка того же растения; при перекрёстном опылении — на цветок другого растения того же вида. Переносу могут помогать ветер, насекомые и другие животные, а у некоторых растений — вода. Такое разнообразие способов повышает вероятность попадания пыльцы на подходящий цветок.

Попав на рыльце, пыльцевое зерно прорастает, если условия подходят. Из него растёт тонкая пыльцевая трубка, которая проходит через ткани пестика к семязачатку в завязи. По трубке движутся мужские половые клетки — спермии. Трубка нужна, чтобы доставить их к яйцеклетке, хотя те находятся внутри завязи и недоступны снаружи.

В семязачатке один спермий сливается с яйцеклеткой, и образуется зигота — первая клетка будущего зародыша. Второй спермий сливается с центральной клеткой, из которой формируется ткань с запасом питательных веществ. Два слияния и называют двойным оплодотворением. Зародыш сможет развиваться, используя запас пищи, поэтому оба результата важны для будущего растения.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод. В семени находятся зародыш и запас питательных веществ, а плод защищает семена. У многих растений плоды также помогают переносить семена на новые места: например, их могут разносить ветер или животные. Так образование семян и плодов связано не только с появлением нового растения, но и с его распространением.

Этапы полового размножения покрытосеменных растений

Таблица показывает порядок событий: каждый следующий этап становится возможен после предыдущего. По столбцу «Что происходит» можно восстановить путь от пыльцы до оплодотворения. Столбец «Результат» помогает проверить, чем заканчивается каждый этап.

Разбор задач

Задача 1. В цветке пыльца с пыльника попала на рыльце того же пестика. Определите, какое событие произошло, и назовите следующий этап.

1. Пыльца переместилась с тычинки на рыльце пестика. Это соответствует определению опыления.
2. Поскольку пыльца попала на рыльце того же цветка, это самоопыление. Сам факт переноса ещё не доказывает, что половые клетки слились.
3. Следующим этапом будет прорастание пыльцевого зерна и образование пыльцевой трубки.

Ответ: произошло самоопыление; далее пыльца прорастает и образует пыльцевую трубку.

Задача 2. После опыления проследите путь мужских половых клеток до семязачатка и назовите, где происходит оплодотворение.

1. Пыльцевое зерно уже оказалось на рыльце пестика. Оно прорастает, и из него начинает расти пыльцевая трубка.
2. Трубка проходит через ткани пестика к завязи. По ней спермии перемещаются к семязачатку.
3. Внутри семязачатка спермии достигают яйцеклетки и центральной клетки. Именно здесь происходят слияния, составляющие двойное оплодотворение.

Ответ: путь проходит от рыльца пестика по пыльцевой трубке к семязачатку в завязи; оплодотворение происходит в семязачатке.

Задача 3. В цветке произошли слияния двух спермиев с разными клетками семязачатка. Объясните, что образуется в каждом случае и во что затем развиваются семязачаток и завязь.

1. Сначала определим клетки-партнёры. Если спермий слился с яйцеклеткой, образовалась зигота, из которой развивается зародыш.
2. Второй спермий слился с центральной клеткой. Из результата этого слияния формируется запас питательных веществ для зародыша.
3. Два слияния показывают, что произошло двойное оплодотворение. После него семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод.

Ответ: первое слияние даёт начало зародышу, второе — запасу питательных веществ; семязачаток становится семенем, завязь — плодом.

Типичные ошибки

Путать опыление с оплодотворением. Ошибка возникает потому, что оба процесса связаны с пыльцой и идут один за другим. Но перенос пыльцы — это только опыление, а слияние клеток происходит позже. Проверь себя: если сказано лишь, что пыльца оказалась на рыльце, речь идёт об опылении.

Думать, что опыление всегда происходит между разными растениями. Можно представить перекрёстное опыление как единственный вариант, хотя пыльца может попасть на рыльце того же цветка или другого цветка того же растения. Это называется самоопылением. Проверь себя: спроси, откуда и куда перенеслась пыльца, а не делай вывод только по слову «опыление».

Путать место образования пыльцы и яйцеклеток. Эти части находятся в разных органах, поэтому их легко переставить местами. Пыльца образуется в пыльниках тычинок, а яйцеклетки находятся в семязачатках внутри завязи. Для проверки вспомни путь: пыльца переносится к пестику, где находится семязачаток.

Считать, что оба спермия сливаются с яйцеклеткой. Такое предположение возникает из-за того, что речь идёт о двух спермиях. При двойном оплодотворении один сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой. Проверь ответ, назвав отдельно обе клетки, с которыми сливаются спермии.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение, нужно знать строение цветка: различать тычинки, пестик, завязь и семязачатки. Эти части объясняют, где образуется пыльца и где находятся яйцеклетки. Знание способов опыления помогает понять, как пыльца попадает на рыльце и почему в этом могут участвовать ветер и животные. Это связывает строение растений с образованием семян и плодов, разнообразием растений и ролью опылителей.

Что запомнить

• Половое размножение покрытосеменных связано с цветком.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика, а не слияние половых клеток.
• Пыльцевая трубка доставляет мужские половые клетки к семязачатку.
• У покрытосеменных происходит двойное оплодотворение.
• После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод.