19. Отдел Покрытосеменные, или Цветковые

Определения и обозначения

Покрытосеменные, или цветковые, — отдел растений, у которых семена развиваются внутри завязи, а затем оказываются в плоде. Слово «покрытосеменные» напоминает, что семена не лежат открыто, а заключены в завязь и плод. Такая особенность помогает защищать их во время развития.

Цветок — орган размножения покрытосеменных, в котором образуются половые клетки и происходят опыление и оплодотворение. Благодаря цветку растение может образовать семена и дать начало новым растениям. Разные части цветка выполняют разные задачи в этом процессе.

Плод — орган, развивающийся из завязи цветка после оплодотворения и защищающий семена. Он важен не только как оболочка: у многих растений плод помогает семенам распространяться. Поэтому строение и свойства плодов связаны с тем, как растение расселяет потомство.

Двойное оплодотворение — особенность цветковых растений, при которой с зародышевым мешком сливаются два спермия, образуя зародыш и питательную ткань. Зародыш становится началом нового растения, а питательная ткань снабжает его запасом веществ. Благодаря этому семя получает и будущий росток, и питание для его развития.

Как это устроено

Семена цветковых растений развиваются внутри завязи, поэтому они оказываются защищены от внешнего воздействия. После оплодотворения завязь разрастается и превращается в плод, который окружает семена. Такое устройство объясняет название отдела: семена как бы «покрыты» стенками плода. У голосеменных семена, напротив, не заключены в плод.

Цветок объединяет части, необходимые для размножения, поэтому растению не приходится образовывать их отдельно. Тычинки производят пыльцу, в которой находятся клетки, участвующие в образовании мужских половых клеток. В семязачатках, расположенных в завязи пестика, формируются женские половые клетки. Такое расположение позволяет после опыления доставить мужские клетки к месту, где может начаться развитие семени.

Опылением называют перенос пыльцы на рыльце пестика, а не слияние половых клеток. Пыльца может попасть на рыльце того же цветка или другого цветка. Перенос обеспечивают, например, ветер и животные: строение цветка и его особенности могут привлекать опылителей или помогать пыльце разноситься воздушными потоками. Опыление необходимо, чтобы пыльца оказалась на пути к семязачатку.

Попавшая на рыльце пыльца прорастает, и из неё растёт пыльцевая трубка. По ней два спермия перемещаются в зародышевый мешок — часть семязачатка, где находится женская половая клетка. Один спермий сливается с ней и участвует в образовании зародыша. Второй сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, и из этого слияния развивается питательная ткань; участие двух спермиев в разных слияниях и называют двойным оплодотворением.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод. Это разные части цветка, поэтому и результат их преобразования различен: внутри плода находятся семена. Другие части цветка обычно увядают или опадают, поскольку выполнили свои функции. Сформировавшееся семя содержит зародыш, а плод окружает его.

У цветковых растений встречаются разнообразные цветки и плоды, потому что растения приспосабливаются к разным условиям. Одни цветки лучше подходят для переноса пыльцы ветром, другие привлекают животных, которые переносят пыльцу. Плоды тоже различаются: их особенности могут помогать распространению семян. Благодаря таким приспособлениям растения успешнее размножаются и расселяются.

Органы цветка и их роль в размножении

Сначала найдите в таблице части, участвующие в переносе пыльцы и оплодотворении: тычинку, пестик и семязачаток. Затем сравните последние два столбца, чтобы не перепутать происхождение семени и плода. Остальные части тоже важны, хотя обычно не становятся ни семенем, ни плодом.

Разбор задач

Задача 1. У цветкового растения семена находятся внутри плода. Объясните, почему это позволяет отнести его к покрытосеменным. Нужно установить, где развивались семена, и связать это с признаком отдела, а не только назвать плод.

1. Покрытосеменные отличаются тем, что их семена развиваются внутри завязи.
2. После оплодотворения завязь превращается в плод, поэтому зрелые семена оказываются внутри него.
3. Сопоставляем наблюдаемый признак растения с определением покрытосеменных.

Ответ: растение относится к покрытосеменным, потому что его семена развиваются внутри завязи и заключены в образовавшийся из неё плод.

Задача 2. Проследите путь пыльцы от момента попадания на рыльце пестика до образования семени. Важно расположить события по порядку: само попадание пыльцы ещё не означает, что оплодотворение уже произошло.

1. Пыльца на рыльце прорастает, и образуется пыльцевая трубка.
2. Трубка растёт к семязачатку и доставляет в зародышевый мешок два спермия.
3. Один спермий участвует в образовании зародыша, другой — питательной ткани; происходит двойное оплодотворение.
4. После этого семязачаток развивается в семя.

Ответ: пыльца прорастает на рыльце, пыльцевая трубка доставляет спермии к зародышевому мешку, затем происходит двойное оплодотворение и из семязачатка развивается семя.

Задача 3. После оплодотворения в цветке обнаружены развивающиеся семена и увеличившаяся завязь. Определите, во что превратятся семязачатки и завязь, и объясните различие преобразований. Чтобы ответить, нужно соотнести каждую часть цветка с тем, из чего она образуется.

1. Семена развиваются из семязачатков, находящихся внутри завязи.
2. Сама завязь после оплодотворения разрастается и становится плодом.
3. Проверяем, что эти части не поменялись местами: семязачаток даёт семя, а завязь — плод.

Ответ: семязачатки превратятся в семена, а завязь — в плод. Семя формируется из одной части пестика, плод — из другой, окружающей семязачатки.

Типичные ошибки

Путать опыление с оплодотворением. Опыление — перенос пыльцы, а слияние половых клеток происходит позже. Ошибка возникает потому, что оба процесса связаны с размножением и идут последовательно. Проверь себя вопросом: пыльца только попала на рыльце или клетки уже слились?

Считать, что плод развивается из семязачатка. Семязачаток превращается в семя, а плод образуется из завязи. Эти части расположены рядом, поэтому их легко перепутать. Чтобы проверить себя, спроси, что именно покрывает семена: это завязь, ставшая плодом.

Называть пыльцу мужской половой клеткой. Пыльца содержит клетки, участвующие в образовании мужских половых клеток, но сама не равна одной такой клетке. Путаница появляется из-за связи пыльцы с мужским участием в оплодотворении. Проверь себя: из пыльцы растёт трубка, по которой спермии попадают к зародышевому мешку.

Считать, что оба спермия образуют зародыш. При двойном оплодотворении один спермий участвует в образовании зародыша, а другой — питательной ткани. Ошибка возникает, если запомнить только число спермиев, но не их разные роли. Для проверки назови отдельно результат каждого слияния.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение цветковых, нужно знать строение органов растения и различать половое и бесполое размножение. Эти знания помогают проследить, где образуются клетки и как возникает новое растение. Позже они пригодятся при изучении семян, плодов, опыления, распространения семян и сельскохозяйственных культур. Сравнение покрытосеменных с голосеменными показывает, чем полезно развитие семян внутри завязи и плода.

Что запомнить

• Покрытосеменные — растения, семена которых развиваются внутри завязи.
• Цветок — орган размножения покрытосеменных.
• Опыление предшествует оплодотворению.
• У цветковых растений происходит двойное оплодотворение.
• Из семязачатка развивается семя.
• Из завязи развивается плод.