Отдел Покрытосеменные (Цветковые) растения

Определения и обозначения

Покрытосеменные (цветковые) растения — отдел семенных растений, у которых семязачатки заключены внутри завязи, а после оплодотворения формируются семена и плод. В отличие от голосеменных, их семена развиваются не открыто на чешуях, а внутри плода. Такое устройство защищает будущие семена. Наличие цветка и плода помогает распознать представителей отдела.

Цветок — орган полового размножения покрытосеменных растений. В нём образуются пыльца и семязачатки, а также происходят опыление и оплодотворение. Поэтому цветок необходим для образования семян. Его части выполняют разные задачи, от защиты до участия в размножении.

Плод — орган растения, который развивается главным образом из завязи цветка после оплодотворения. Внутри него находятся семена, а стенки плода защищают их и могут помогать распространению. Плоды различаются по строению и способу распространения. Например, сочные плоды могут поедаться животными, а сухие — раскрываться или переноситься ветром.

Двойное оплодотворение — процесс, при котором две мужские половые клетки участвуют в слиянии с клетками семязачатка. Одна соединяется с яйцеклеткой, другая — с центральной клеткой. В результате возникают зародыш и питательная ткань семени. Такое сочетание обеспечивает семя и будущим растением, и запасом питания.

Как это устроено

Название «покрытосеменные» связано с положением семязачатков: они скрыты внутри завязи пестика. Это отличается от расположения семян у голосеменных, где они не заключены в плод. После оплодотворения семязачатки становятся семенами, а завязь разрастается и формирует плод. Поэтому семена оказываются защищены оболочками плода, что повышает их шансы сохраниться и прорасти.

Части цветка устроены так, чтобы вместе обеспечивать размножение. Чашелистики прикрывают бутон до раскрытия, а лепестки часто привлекают опылителей окраской и запахом. Тычинки состоят из нити и пыльника, где образуется пыльца с мужскими половыми клетками. Пестик включает рыльце, столбик и завязь: рыльце принимает пыльцу, а в завязи находятся семязачатки.

Опыление начинается, когда пыльца переносится на рыльце пестика — например, ветром или насекомым. Пыльцевое зерно прорастает, и через столбик к семязачатку растёт пыльцевая трубка. По ней движутся две мужские половые клетки. Когда они достигают семязачатка, одна сливается с яйцеклеткой и образует зародыш, а вторая соединяется с центральной клеткой; из неё развивается питательная ткань семени.

После двойного оплодотворения семязачаток превращается в семя, а завязь — главным образом в плод. В семени есть зародыш, оболочка и запас питательных веществ; плод окружает одно или несколько семян. Его форма, сочность и наличие приспособлений зависят от способа распространения. К примеру, крючочки могут цепляться за шерсть, а крылатки — переноситься ветром.

Цветковые растения бывают травами, кустарниками и деревьями: эти жизненные формы отличаются строением и длительностью жизни надземных частей. Среди покрытосеменных выделяют однодольные и двудольные растения. У первых обычно одна семядоля, мочковатая корневая система и параллельное или дуговое жилкование; у вторых — две семядоли, часто стержневой корень и сетчатое жилкование. Это типичные сочетания признаков, поэтому группу определяют не по одному признаку, а по нескольким.

Основные признаки и органы покрытосеменных растений

Сначала найдите в таблице орган или признак, который нужно узнать, затем сопоставьте его характеристику с биологическим значением. Для определения покрытосеменного растения особенно полезны сведения о цветке, завязи и плоде. Группу однодольных или двудольных устанавливайте по совокупности признаков.

Разбор задач

Задача 1. Определяем отдел растения

У растения есть цветок и завязь, а после цветения образуется плод. Нужно установить, относится ли оно к покрытосеменным. Сверим признаки из условия с особенностями этого отдела: для ответа важны не просто цветение, а также завязь и образование плода. Так можно обосновать вывод, а не угадывать его по одному внешнему признаку.

1. Отмечаем наличие цветка — органа размножения цветковых растений.
2. Проверяем наличие завязи: внутри неё должны находиться семязачатки.
3. Учитываем образование плода после цветения: он развивается главным образом из завязи и содержит семена.

Ответ: растение относится к покрытосеменным. Набор признаков соответствует отделу: семязачатки находятся в завязи, а после оплодотворения образуется плод.

Задача 2. Восстанавливаем образование семени и плода

Пыльца попала на рыльце пестика; нужно расположить дальнейшие события по порядку. Важно не смешивать перенос пыльцы с оплодотворением: это разные этапы. Сначала пыльца прорастает, затем мужские половые клетки достигают семязачатка, и только потом развиваются семя и плод.

1. Опыление: пыльца оказывается на рыльце пестика.
2. Пыльцевое зерно прорастает, образуя трубку, которая растёт к семязачатку.
3. Две мужские половые клетки достигают семязачатка и участвуют в двойном оплодотворении.
4. Из семязачатка развивается семя, а завязь главным образом превращается в плод.

Ответ: опыление → рост пыльцевой трубки → двойное оплодотворение → образование семени и плода. Зародыш появляется в результате слияния одной мужской клетки с яйцеклеткой, а питательная ткань — при слиянии второй с центральной клеткой.

Задача 3. Сравниваем лук и фасоль

Лук и фасоль нужно распределить между однодольными и двудольными растениями. Одного наблюдения может быть недостаточно, поэтому сравним семена, корни, листья и цветки. Учитываем, что речь идёт о типичных признаках групп, которые удобнее подтверждать несколькими примерами.

1. У фасоли в семени две семядоли, у лука — одна.
2. У фасоли обычно стержневая корневая система и сетчатое жилкование листьев, у лука — мочковатая система и параллельное жилкование.
3. Проверяем строение цветка: у однодольных части цветка обычно кратны трём, а у двудольных — четырём или пяти.

Ответ: лук — однодольное, фасоль — двудольное растение. Вывод подтверждают сразу несколько признаков, а не только число семядолей.

Типичные ошибки

Ошибка: считать плод и семя одним и тем же. Их легко перепутать, потому что оба связаны с размножением и часто находятся вместе, но семя содержит зародыш, а плод окружает семена. Проверьте себя вопросом: «Что развивается из семязачатка, а что — из завязи?» Ответ: семя — из семязачатка, плод — главным образом из завязи.

Ошибка: называть опыление слиянием половых клеток. Путаница возникает из-за того, что опыление и оплодотворение следуют друг за другом. Опыление — перенос пыльцы на рыльце, а слияние клеток происходит при оплодотворении. Чтобы проверить себя, назовите отдельно место попадания пыльцы и событие внутри семязачатка.

Ошибка: помнить только о появлении зародыша и забывать о второй части двойного оплодотворения. Так бывает, если сосредоточиться лишь на том, как возникает новое растение. Но вторая мужская клетка сливается с центральной клеткой, и формируется питательная ткань. Самопроверка проста: назовите оба слияния и результат каждого.

Ошибка: определять однодольное или двудольное растение по одному признаку. Отдельный признак можно неверно рассмотреть или истолковать, поэтому вывод получается ненадёжным. Сравните семядоли, корневую систему, жилкование листьев и строение цветка. Если большинство признаков совпадает с характеристикой группы, определение обосновано лучше.

Связь с другими темами

Для понимания цветковых растений пригодятся знания о строении клетки, размножении растений, семени и основных органах растения. С голосеменными их сравнивают по способам размножения, строению семян и расположению семязачатков: у покрытосеменных они находятся внутри завязи. Эти знания затем помогают изучать систематику растений и жизненные циклы. Они также нужны при знакомстве с сельскохозяйственными культурами и ролью цветковых растений в экосистемах.

Что запомнить

• Покрытосеменные — растения, у которых семязачатки находятся внутри завязи, а семена развиваются внутри плода.
• Цветок — орган полового размножения покрытосеменных.
• Тычинка образует пыльцу, а пестик содержит завязь с семязачатками.
• У покрытосеменных происходит двойное оплодотворение.
• Из семязачатка образуется семя, а из завязи — плод.
• Покрытосеменные бывают травами, кустарниками и деревьями.
• К основным группам покрытосеменных относят однодольные и двудольные растения.