§ 22. Отдел Покрытосеменные

Определения и обозначения

Покрытосеменные — отдел семенных растений, у которых семязачатки находятся внутри завязи цветка, а после оплодотворения семена развиваются внутри плода. Такое устройство защищает будущие семена и помогает растению размножаться на суше. К покрытосеменным относятся, например, берёза, яблоня, пшеница и горох.

Цветок — видоизменённый укороченный побег, служащий органом полового размножения покрытосеменных растений. Его части выполняют особые функции: привлекают опылителей, образуют пыльцу и содержат семязачатки. Поэтому цветок нужен не только для красоты, а прежде всего для образования семян.

Двойное оплодотворение — процесс, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой зародышевого мешка. В результате одновременно появляются зародыш и питательная ткань семени. Это позволяет зародышу получить запас веществ для развития.

Плод — орган покрытосеменного растения, развивающийся из завязи цветка и защищающий семена. Он может быть сочным, как у томата, или сухим, как у гороха и пшеницы. Плод также нередко помогает распространять семена.

Как это устроено

Покрытосеменные получили своё название потому, что их семязачатки скрыты внутри завязи пестика. После оплодотворения завязь превращается в плод, а семязачатки — в семена, поэтому они оказываются защищены оболочкой. У голосеменных семязачатки расположены открыто, и настоящего плода у них не образуется.

Цветок состоит из частей, связанных с размножением. Чашелистики защищают бутон, а лепестки часто привлекают насекомых цветом и запахом; тычинки образуют пыльцу, а пестик содержит рыльце, столбик и завязь с семязачатками. Такое разделение функций помогает перенести пыльцу и соединить мужские и женские половые клетки.

Сначала происходит опыление: пыльца переносится на рыльце пестика. Затем из пыльцевого зерна вырастает пыльцевая трубка, по которой спермии движутся к семязачатку; один из них сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральной клеткой зародышевого мешка. Поэтому результатом двойного оплодотворения становятся зародыш и питательная ткань, необходимая ему для роста.

После оплодотворения семязачаток превращается в семя, внутри которого развивается зародыш с запасом питательных веществ. Завязь разрастается и становится плодом, защищающим семена и иногда помогающим их распространению. Лепестки, тычинки и другие временные части цветка обычно отмирают, потому что их основная работа уже выполнена.

Покрытосеменные разделяют на однодольные и двудольные по комплексу признаков, связанных с развитием растения. Число семядолей отражается на строении корней, жилковании листьев, количестве частей цветка и расположении проводящих пучков в стебле. Совокупность признаков надёжнее одного внешнего сходства, потому что отдельные особенности могут иметь исключения.

Основные признаки однодольных и двудольных покрытосеменных

Таблицу удобно использовать для определения класса неизвестного растения. Сначала найдите несколько признаков, а затем сравните их с двумя столбцами. Совпадение большинства признаков позволяет сделать обоснованный вывод.

Разбор задач

Задача 1

Распределите признаки между покрытосеменными и голосеменными: наличие цветка, образование плода, открытое или защищённое расположение семязачатков. Сравнивать нужно не внешний вид растений, а особенности их размножения. Каждый признак связан с тем, как формируются и защищаются семена.

1. У покрытосеменных есть цветок, а у голосеменных настоящих цветков нет.
2. У покрытосеменных образуется плод из завязи, а у голосеменных плода нет.
3. У покрытосеменных семязачатки защищены внутри завязи, у голосеменных они расположены открыто.

Ответ: цветок, плод и защищённые семязачатки — признаки покрытосеменных; отсутствие цветка и плода, а также открытое расположение семязачатков — признаки голосеменных.

Задача 2

Опишите путь от попадания пыльцы на рыльце пестика до образования семени и плода. Важно не смешивать опыление и оплодотворение: первое только переносит пыльцу, а второе образует новые структуры. Последовательность нужно восстановить по изменениям цветка.

1. Пыльца попадает на рыльце пестика, то есть происходит опыление.
2. Пыльцевая трубка прорастает к семязачатку, и два спермия достигают зародышевого мешка.
3. Происходит двойное оплодотворение: возникают зародыш и питательная ткань.
4. Семязачаток превращается в семя, а завязь — в плод.

Ответ: опыление сменяется двойным оплодотворением, после которого из семязачатка развивается семя, а из завязи — плод.

Задача 3

Растение имеет мочковатую корневую систему, параллельное жилкование и трёхчленный цветок. Нужно определить его класс и обосновать ответ несколькими признаками. Один признак уже даёт предположение, а остальные помогают его проверить.

1. Мочковатая корневая система характерна для однодольных.
2. Параллельное жилкование также обычно встречается у однодольных.
3. Трёхчленный цветок соответствует правилу о частях цветка, кратных трём.

Ответ: растение относится к однодольным. Вывод подтверждают все три признака: тип корней, жилкование листьев и строение цветка.

Типичные ошибки

Ошибка: называть семязачаток семенем до оплодотворения. Так делают, потому что оба образования связаны с будущим растением, но семя появляется только после оплодотворения. Проверьте себя: если оплодотворения ещё не было, речь идёт о семязачатке.

Ошибка: считать плод частью любого растения. Плод образуется только у покрытосеменных, главным образом из завязи цветка, поэтому у сосны его нет. Для проверки спросите, был ли у растения цветок и завязь.

Ошибка: путать опыление с оплодотворением. Опыление — это перенос пыльцы на рыльце, а оплодотворение — слияние половых клеток внутри семязачатка. Проверьте порядок событий: сначала пыльца должна попасть на рыльце, а затем спермии участвуют в оплодотворении.

Ошибка: определять однодольное или двудольное растение по одному признаку. Отдельная особенность может быть нетипичной, поэтому вывод окажется случайным. Сравните минимум корневую систему, жилкование и строение цветка.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужны знания о строении семени, органах растения и половом размножении. Нужно различать мужские и женские половые клетки, чтобы понять смысл оплодотворения.

Тема станет основой для изучения семейств цветковых растений и их жизненных циклов. Она также помогает объяснить способы размножения растений и их значение в природе и хозяйстве человека.

Что запомнить

• Покрытосеменные образуют цветки, семена и плоды.
• Семязачатки покрытосеменных находятся внутри завязи.
• Цветок — орган полового размножения покрытосеменных.
• При двойном оплодотворении формируются зародыш и питательная ткань семени.
• Семя развивается из семязачатка, а плод — главным образом из завязи.
• Покрытосеменные делятся на однодольные и двудольные.
• Класс растения определяют по совокупности признаков семени, корней, листьев и цветка.