§ 29. Оплодотворение. Образование плодов и семян

Определения и обозначения

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток с образованием зиготы. У цветковых растений мужские половые клетки называются спермиями, а женская — яйцеклеткой. Это соединение даёт начало новому растению.

Двойное оплодотворение — процесс у цветковых растений, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой. Центральная клетка находится в семязачатке и участвует в создании питательной ткани. Благодаря двум слияниям формируются и начало зародыша, и его питательная основа.

Семя — образование из семязачатка после оплодотворения; в нём находятся зародыш и запас питательных веществ. Зародыш — это молодое растение на ранней стадии развития. Запас пищи помогает ему начать рост, пока проросток ещё не может самостоятельно получать достаточно питательных веществ.

Плод — образование из завязи пестика после оплодотворения, внутри которого обычно находятся семена. Завязь — нижняя часть пестика, где расположены семязачатки. Плод защищает развивающиеся семена, а у многих растений помогает им распространяться.

Как это устроено

Сначала происходит опыление: пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика. Там оно прорастает и образует тонкую пыльцевую трубку, которая растёт по направлению к семязачатку. Трубка нужна потому, что спермии сами не могут пройти через ткани цветка к яйцеклетке. По ней мужские половые клетки доставляются к месту, где может произойти их слияние с клетками семязачатка.

Когда спермии достигают семязачатка, один из них соединяется с яйцеклеткой. В результате возникает зигота — клетка, из которой начинает развиваться зародыш нового растения. Второй спермий сливается с центральной клеткой. Из неё затем развивается питательная ткань, поэтому в семени будет запас, поддерживающий зародыш при начале роста.

В одном семязачатке происходят два разных слияния: спермия с яйцеклеткой и спермия с центральной клеткой. Именно поэтому процесс у цветковых растений называется двойным оплодотворением. Слово «двойное» указывает не на два опыления и не на слияние двух спермиев с яйцеклеткой, а на два результата их соединения с разными клетками.

После оплодотворения части цветка начинают изменяться. Семязачаток развивается в семя: внутри формируются зародыш и запас питательных веществ. Завязь пестика разрастается и становится плодом, а другие части цветка обычно увядают. Такое превращение связывает оплодотворение с дальнейшим развитием и защитой будущего растения.

Число семязачатков в завязи помогает понять, сколько семян может образоваться в плоде. Если оплодотворились несколько семязачатков, из каждого может развиться семя, а общую оболочку плода образует завязь. Поэтому семена и плод связаны между собой, но происходят из разных частей цветка. По строению завязи и расположению семязачатков можно объяснить возможное количество семян в плоде.

Что образуется в результате двойного оплодотворения

Читайте таблицу сверху вниз: сначала сопоставьте сливающиеся клетки с тем, что возникает непосредственно после слияния. Затем проследите, во что развивается результат или соответствующая часть цветка. Так легче не перепутать происхождение зародыша, семени и плода.

Разбор задач

Задача 1. Укажите, какие клетки сливаются при двойном оплодотворении и что образуется при каждом слиянии. Нужно разобрать два отдельных события, потому что слово «двойное» означает два соединения с разными клетками. Сначала определим, с чем встречается каждый спермий, а затем назовём результат.

1. Один спермий соединяется с яйцеклеткой.
2. При этом образуется зигота — начало будущего зародыша.
3. Другой спермий соединяется с центральной клеткой.
4. Из этой клетки развивается питательная ткань семени.

Ответ: спермий и яйцеклетка образуют зиготу, а спермий и центральная клетка дают начало питательной ткани. Проверка: в ответе названы два слияния и не перепутаны их результаты. Оба события относятся к одному процессу оплодотворения.

Задача 2. Расположите по порядку события: прорастание пыльцевого зерна, образование пыльцевой трубки, достижение спермиями семязачатка, двойное оплодотворение. Для решения проследим путь от пыльцы на рыльце пестика до слияния клеток. Спермии не могут участвовать в оплодотворении, пока не достигнут семязачатка.

1. Пыльцевое зерно прорастает на рыльце пестика.
2. При прорастании образуется пыльцевая трубка.
3. По трубке спермии достигают семязачатка.
4. В семязачатке происходит двойное оплодотворение.

Ответ: прорастание пыльцевого зерна → образование пыльцевой трубки → достижение спермиями семязачатка → двойное оплодотворение. Такая последовательность объясняет, почему оплодотворение происходит после опыления. Пыльцевая трубка служит путём доставки спермиев.

Задача 3. В цветке оплодотворились четыре семязачатка. Объясните, сколько семян может развиться и какая часть цветка образует плод. Здесь важно отдельно проследить судьбу семязачатков и завязи: они становятся разными образованиями. Каждый оплодотворённый семязачаток может дать начало одному семени.

1. Считаем оплодотворённые семязачатки: их четыре.
2. Каждый такой семязачаток развивается в семя.
3. Завязь пестика разрастается и образует плод, в котором находятся семена.

Ответ: может развиться четыре семени, а плод образуется из завязи пестика. Мы говорим «может», потому что речь идёт о возможном развитии оплодотворённых семязачатков. Семена не превращаются в плод: они остаются внутри него.

Типичные ошибки

Ошибка — считать, что оба спермия сливаются с яйцеклеткой. Так думают, если помнят только о двух спермиях и не учитывают центральную клетку. Проверь себя: назови два разных партнёра для слияния — яйцеклетку и центральную клетку. С яйцеклеткой соединяется только один спермий.

Ошибка — называть опыление оплодотворением. Эти события идут одно за другим, поэтому их легко смешать, но опыление означает перенос пыльцы на рыльце пестика, а оплодотворение — слияние клеток. Проверь себя вопросом: речь идёт о переносе пыльцы или о соединении спермия с клеткой? Ответ подскажет нужный термин.

Ошибка — утверждать, что семя развивается из завязи, а плод из семязачатка. Путаница возникает потому, что обе части цветка после оплодотворения изменяются. Проверь соответствие: семязачаток становится семенем, завязь — плодом. Если перепутаны эти пары, значит, перепутано происхождение образований.

Ошибка — говорить, что в семя превращается вся завязь. Так можно решить, что семена и плод — одно и то же образование. На самом деле семязачатки дают начало семенам, а завязь образует плод, который обычно заключает семена внутри. Чтобы проверить ответ, отдельно назови источник семени и источник плода.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно знать строение цветка: где находятся тычинки и пестик и какую роль они выполняют. Также важно различать половые клетки растения и обычные клетки его тела. Эти знания помогают проследить путь от пыльцы и образования спермиев до слияния клеток в семязачатке.

Оплодотворение связано с опылением и размножением цветковых растений: перенос пыльцы создаёт условие для последующего слияния клеток. Представление о семенах и плодах пригодится при изучении того, как растения распространяются и проходят жизненный цикл. Так отдельные этапы складываются в последовательность от цветка к новому растению.

Что запомнить

• Опыление предшествует оплодотворению, но не является им.
• Пыльцевая трубка доставляет спермии к семязачатку.
• При двойном оплодотворении происходят два слияния клеток.
• Из слияния спермия с яйцеклеткой образуется зигота.
• Из семязачатка развивается семя, а из завязи — плод.
• В семени формируются зародыш и запас питательных веществ.