Половое размножение покрытосеменных растений

Определения и обозначения

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Оно необходимо, чтобы мужские половые клетки могли начать путь к семязачатку, где находится женская половая клетка. Без переноса пыльцы у цветка не начнётся дальнейшая последовательность событий, ведущая к образованию семян.

Пыльцевое зерно — образование, в котором находятся мужские половые клетки. Оно формируется в пыльниках, расположенных на тычинках, и при опылении попадает на рыльце пестика. Пыльца не равна одной мужской половой клетке: она служит для их переноса к месту оплодотворения.

Семязачаток — образование внутри завязи пестика, из которого после оплодотворения развивается семя. В нём находится яйцеклетка, с которой может слиться мужская половая клетка. Поэтому семязачаток — это та часть цветка, где начинается развитие будущего семени.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. Оно происходит после опыления и доставки мужских клеток к семязачатку. Значит, опыление — перенос пыльцы, а оплодотворение — соединение клеток; это разные этапы размножения.

Как это устроено

Строение цветка помогает растению размножаться: в тычинках образуется пыльца, а в завязи пестика находятся семязачатки. Такое расположение связывает две части процесса: образование мужских клеток и место, где находится яйцеклетка. Чтобы они встретились, пыльца должна сначала попасть на рыльце пестика.

Пыльца переносится с тычинки на рыльце пестика при опылении. Перенос может происходить, например, с помощью насекомых или ветра. Но на рыльце пыльца ещё не сливается с яйцеклеткой: это только необходимый шаг, после которого должны развиться пыльцевая трубка и пройти оплодотворение.

Попавшее на рыльце пыльцевое зерно прорастает и образует тонкую пыльцевую трубку. Она растёт от рыльца через пестик в сторону завязи, где находятся семязачатки. По трубке мужские половые клетки достигают нужного места, потому что сами они не перемещаются от рыльца к семязачатку.

У покрытосеменных в оплодотворении участвуют две мужские половые клетки. Одна сливается с яйцеклеткой, а другая участвует в образовании питательной ткани, которая будет обеспечивать развивающийся зародыш запасом пищи. Поэтому у цветковых растений говорят о двойном оплодотворении: происходят два слияния с участием мужских клеток.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, внутри которого формируется зародыш. Завязь пестика обычно разрастается и превращается в плод, который окружает семена и помогает им распространяться. Так части цветка дают начало разным образованиям: семязачаток — семени, завязь — плоду.

Этапы полового размножения покрытосеменных растений

Читайте таблицу сверху вниз: каждый этап создаёт условия для следующего. Если нужно найти место образования семени, смотрите на результат последнего этапа и вспоминайте, что его источник — семязачаток. Опыление и оплодотворение указаны отдельно, потому что это не одно и то же событие.

Разбор задач

Задача 1. Расположите события в правильном порядке: образование пыльцевой трубки, опыление, оплодотворение, образование семени. Нужно восстановить путь от переноса пыльцы до результата размножения. Проверьте, какое событие должно произойти раньше, чтобы стало возможным следующее.

1. Сначала происходит опыление: без попадания пыльцы на рыльце пестика трубка не начнёт развиваться.
2. Затем образуется пыльцевая трубка, по которой мужские клетки направляются к семязачатку.
3. После их приближения к семязачатку происходит оплодотворение — слияние половых клеток.
4. В результате дальнейшего развития из семязачатка образуется семя.

Ответ: опыление → образование пыльцевой трубки → оплодотворение → образование семени. Опыление ставим первым, потому что оно запускает путь пыльцы, а семя появляется только после оплодотворения.

Задача 2. Пыльца попала на рыльце пестика, но пыльцевая трубка не развилась. Образуется ли семя? В условии уже есть опыление, однако нужно проверить, смогли ли мужские половые клетки добраться до семязачатка. Сам факт переноса пыльцы ещё не отвечает на этот вопрос.

1. Опыление состоялось: пыльца оказалась на рыльце пестика.
2. Пыльцевая трубка не развилась, значит, у мужских половых клеток нет пути к семязачатку.
3. Без доставки клеток не происходит оплодотворение, а без него семязачаток не начинает превращаться в семя.

Ответ: семя не образуется, если пыльцевая трубка действительно не развилась и оплодотворения не было. Чтобы проверить рассуждение, различайте перенос пыльцы и слияние клеток: в условии описан только первый этап.

Задача 3. После оплодотворения в цветке сформировались семена. Определите, из каких частей цветка они развились и какая часть образовала плод. Здесь нужно сопоставить каждое новое образование с той частью цветка, которая дала ему начало. Не следует путать семязачаток с завязью: один находится внутри другой.

1. Вспомните расположение частей цветка: семязачатки находятся внутри завязи пестика.
2. Проследите, что изменяется после оплодотворения: каждый оплодотворённый семязачаток развивается в семя.
3. Завязь, внутри которой находятся семязачатки, разрастается и обычно становится плодом.

Ответ: семена развились из семязачатков, а плод образовался из завязи пестика. Проверить ответ просто: семязачаток даёт начало отдельному семени, а завязь окружает семена и формирует плод.

Типичные ошибки

Ошибка: считать опыление и оплодотворение одним событием. Их легко перепутать, потому что оба этапа связаны с пыльцой и происходят последовательно. Но опыление — это перенос пыльцы на рыльце, а оплодотворение — слияние половых клеток. Проверьте себя вопросом: речь о перемещении пыльцы или о соединении клеток?

Ошибка: называть пыльцу мужской половой клеткой. Пыльца участвует в переносе мужских клеток, поэтому эти понятия могут казаться одинаковыми. На самом деле пыльцевое зерно содержит мужские половые клетки, но не тождественно им. Чтобы проверить ответ, уточните, что именно переносится на рыльце и что затем сливается с яйцеклеткой.

Ошибка: думать, что семя образуется из завязи. Такое представление возникает потому, что семена и плод развиваются в одной части цветка. Однако семя развивается из семязачатка, который расположен внутри завязи, а завязь обычно образует плод. Спросите себя: какое образование становится отдельным семенем, а какое окружает семена?

Ошибка: считать, что после попадания пыльцы оплодотворение происходит сразу. Между опылением и оплодотворением проходит ещё один этап — развитие пыльцевой трубки. Если её нет, мужские клетки не достигают семязачатка. Проверяйте последовательность: сначала пыльца попадает на рыльце, затем растёт трубка, и только после этого возможно оплодотворение.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в этой теме, нужно знать строение цветка и уметь находить тычинки, пестик, пыльники и завязь. Эти части важны не только как названия: тычинки образуют пыльцу, а в завязи находятся семязачатки. Знание строения помогает проследить путь от пыльцы до семени.

Опыление связано с тем, как пыльца переносится насекомыми или ветром. После образования плодов и семян важным становится их распространение: растения осваивают новые места, когда семена или плоды перемещаются от материнского растения. Значит, размножение продолжается за пределами самого цветка.

Знание того, как образуется семя, пригодится при изучении его строения и прорастания. Семя содержит зародыш, который при подходящих условиях начинает развиваться в новое растение. Так оплодотворение, формирование семени и жизненный цикл растения связаны между собой.

Что запомнить

• Пыльца образуется в пыльниках тычинок.
• Семязачатки находятся в завязи пестика.
• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• Мужские половые клетки достигают семязачатка по пыльцевой трубке.
• При оплодотворении мужская половая клетка сливается с яйцеклеткой.
• Из семязачатка развивается семя, из завязи — плод.