Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения

Определения и обозначения

Покрытосеменные (цветковые) растения — отдел растений, у которых семена развиваются внутри завязи, а после её преобразования оказываются в плоде. Название напоминает, что семена защищены тканями плода, а не лежат открыто. Это помогает отличать цветковые от других семенных растений.

Цветок — орган размножения покрытосеменных, в котором образуются половые клетки и происходят опыление и оплодотворение. Его части обеспечивают образование пыльцы и защищают структуры, где формируются яйцеклетки. Благодаря цветку растение может образовать семена.

Плод — орган, образующийся из завязи цветка после оплодотворения и заключающий в себе семена. Он предохраняет семена от повреждений и у многих растений помогает им распространяться. Плоды бывают разными по строению и могут содержать разное число семян.

Двойное оплодотворение — характерный для покрытосеменных процесс, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой зародышевого мешка. Спермии — мужские половые клетки, а зародышевый мешок находится в семязачатке. В результате образуются зародыш и питательная ткань семени.

Как это устроено

Цветок служит органом полового размножения, потому что в нём расположены структуры, образующие половые клетки. Тычинки производят пыльцу, в которой находятся мужские половые клетки, а внутри семязачатка пестика развивается яйцеклетка. Такое расположение позволяет пыльце попасть к женской части цветка. После успешного оплодотворения растение получает начало нового поколения.

Чтобы спермии могли достичь семязачатка, пыльца сначала должна оказаться на рыльце пестика. Перенос пыльцы называется опылением; его могут обеспечивать, например, ветер или животные. На рыльце пыльцевое зерно прорастает и образует пыльцевую трубку. По ней спермии перемещаются к семязачатку, поэтому опыление создаёт условия для оплодотворения, но само им не является.

При двойном оплодотворении один спермий сливается с яйцеклеткой, и возникает зигота — первая клетка будущего зародыша. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка. Из неё развивается питательная ткань, которая обеспечивает зародыш запасом веществ. Поэтому два слияния приводят к появлению разных частей семени.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь обычно становится плодом. В семени находятся зародыш и запас питательных веществ; плод окружает семена и защищает их. У разных растений плоды устроены неодинаково: одни распространяются вместе с сочной мякотью, другие раскрываются или переносятся ветром. Так строение плода связано с защитой и расселением растения.

Цветковые освоили разные способы опыления и распространения плодов и семян, поэтому могут жить в разнообразных условиях. Ветер переносит пыльцу у одних растений, а у других в её переносе участвуют животные. Созревшие плоды и семена также могут разноситься ветром, водой или животными. Чем лучше способ распространения подходит условиям обитания, тем дальше потомство может оказаться от материнского растения.

Основные органы и процессы размножения покрытосеменных

Читайте таблицу как последовательность: сначала образуются пыльца и яйцеклетка, затем происходят опыление и оплодотворение. Последние две строки показывают, во что превращаются части цветка после оплодотворения. Если нужно вспомнить, откуда берётся семя, найдите строку «Образование семени» и проследите связь с семязачатком.

Разбор задач

Задача 1. Расположите события размножения цветкового растения в правильном порядке: образование семени, опыление, двойное оплодотворение, прорастание пыльцевой трубки. Чтобы решить задачу, нужно выяснить, какое событие запускает следующее. Семя не может появиться раньше оплодотворения.

1. Сначала происходит опыление: пыльца попадает на рыльце пестика.
2. Затем пыльцевое зерно прорастает, и трубка растёт к семязачатку.
3. По трубке спермии достигают зародышевого мешка, где происходит двойное оплодотворение.
4. После оплодотворения семязачаток начинает превращаться в семя.

Ответ: опыление → прорастание пыльцевой трубки → двойное оплодотворение → образование семени. Проверка простая: без доставки спермиев к семязачатку оплодотворение не состоится, а без него не начинается развитие семени.

Задача 2. У цветка после оплодотворения обнаружили развивающиеся семена. Укажите, из каких частей цветка они образовались и что образуется из завязи. В условии нужно сопоставить готовые структуры с частями цветка, которые развиваются после оплодотворения. Не следует считать семя и плод одним и тем же органом.

1. Вспоминаем, что семязачатки расположены внутри завязи пестика.
2. Каждый оплодотворённый семязачаток развивается в семя.
3. Сама завязь обычно превращается в плод, внутри которого находятся семена.

Ответ: семена образовались из семязачатков, а из завязи образуется плод. Чтобы проверить себя, проследите путь от внутренней части завязи к семени, а от самой завязи — к плоду.

Задача 3. Объясните, почему процесс называют двойным оплодотворением и какие структуры возникают после слияния каждого из двух спермиев. Здесь важно не объединить оба слияния в одно: у каждого спермия своя клетка-партнёр и свой результат. Название связано с двумя событиями слияния, происходящими в одном семязачатке.

1. Первый спермий сливается с яйцеклеткой; возникает зигота, из которой развивается зародыш.
2. Второй спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка.
3. Из оплодотворённой центральной клетки развивается питательная ткань семени.

Ответ: оплодотворение называют двойным, потому что происходят два слияния. Первое даёт начало зародышу, второе — питательной ткани, необходимой для развития зародыша.

Типичные ошибки

• Неверно считать, что семя образуется из завязи: семя развивается из семязачатка, а завязь обычно превращается в плод. Путаница возникает потому, что семена находятся внутри завязи и позже — внутри плода. Проверь себя вопросом: что именно становится семенем после оплодотворения? Ответ — семязачаток.

• Опыление и оплодотворение — разные процессы: первое переносит пыльцу на рыльце пестика, второе означает слияние половых клеток. Их путают, потому что опыление предшествует оплодотворению. Проверь себя: если пыльца уже перенесена, но клетки ещё не слились, произошло только опыление.

• При двойном оплодотворении участвуют два спермия, а не один. Можно ошибиться, запомнив лишь слияние спермия с яйцеклеткой и забыв о центральной клетке. Проверь себя, назвав оба результата: зародыш и питательная ткань семени.

• Не у всех растений плод развивается только из завязи и содержит несколько семян. Обычно плод образуется из завязи, но у некоторых растений в его формировании участвуют и другие части цветка; число семян зависит от числа семязачатков. Проверь себя, не используя слова «всегда» и «только» без оговорок: плод может содержать одно или несколько семян.

Связь с другими темами

Для понимания размножения цветковых полезно знать строение семени и общие представления о размножении растений, опылении и оплодотворении. Эти знания помогают проследить путь от пыльцы до семени и не путать перенос пыльцы со слиянием клеток. Позже строение цветка и образование плодов пригодятся при изучении семейств цветковых растений и их классификации. Связь строения плодов со способом распространения помогает объяснить, как растения расселяются.

Что запомнить

• Покрытосеменные образуют цветки и плоды.
• Семязачатки находятся внутри завязи.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
• Зародыш развивается из оплодотворённой яйцеклетки.
• Семя развивается из семязачатка, плод — из завязи.
• Цветковые растения приспособлены к разнообразным способам опыления и распространения.