§ 18. Покрытосеменные, или Цветковые

Определения и обозначения

Покрытосеменные, или цветковые, — растения, у которых семена развиваются внутри завязи, а после её созревания оказываются в плоде. Слово «покрытосеменные» указывает на то, что семена не лежат открыто, а защищены тканями плода. Этот признак помогает отличить их от голосеменных растений.

Цветок — орган размножения покрытосеменных растений, в котором образуются половые клетки и происходят опыление и оплодотворение. Тычинки образуют пыльцу, а в пестике находятся семязачатки. Значит, части цветка вместе обеспечивают появление новых семян.

Плод — орган, который образуется из завязи цветка после оплодотворения и защищает семена. Внутри плода семена развиваются, а у многих растений плод также помогает им расселиться. Плоды могут быть сочными или сухими.

Двойное оплодотворение — процесс, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральной клеткой зародышевого мешка. В результате первого слияния начинается развитие зародыша, а второго — питательной ткани семени. Благодаря этому в семени одновременно возникают будущий росток и запас питания для него.

Как это устроено

Цветок считают главным органом размножения цветковых, потому что его части выполняют разные этапы одного процесса. В пыльниках тычинок образуются пыльцевые зёрна, а в завязи пестика находятся семязачатки, внутри которых расположены яйцеклетки. Рыльце пестика принимает пыльцу, поэтому пыльца и женские половые клетки оказываются связанными с одним цветком. Так строение цветка помогает растению образовать семена.

После опыления пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прорастает. Из него растёт пыльцевая трубка, проходящая через столбик пестика к семязачатку. По трубке перемещаются два спермия — мужские половые клетки, которые иначе не смогли бы добраться до зародышевого мешка. Там один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральной клеткой: это и есть двойное оплодотворение.

После слияния спермия с яйцеклеткой из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш будущего растения. Второе слияние приводит к образованию питательной ткани, которая обеспечивает зародыш веществами при развитии. Сам семязачаток превращается в семя, а завязь пестика — в плод. Поэтому разные части цветка дают начало разным органам.

У покрытосеменных завязь окружает семязачатки, а после оплодотворения её стенки становятся частью плода. Плод защищает семена, пока они развиваются, и у некоторых растений помогает переносить их на новые места. У голосеменных семена лежат открыто, например на чешуях шишек, поэтому образование плода — характерное отличие цветковых растений. Защита и распространение семян повышают шансы на появление новых растений.

Цветки и плоды покрытосеменных очень разнообразны, потому что растения опыляются и расселяются разными способами. Например, заметные цветки могут привлекать животных-опылителей, а мелкие и невзрачные цветки часто опыляются ветром. Сочные плоды животные могут съесть и унести, а лёгкие или снабжённые крылышками сухие плоды распространяются ветром. Такая связь строения с условиями распространения помогает растениям осваивать разные места.

Строение цветка и образование органов размножения

Читайте таблицу сверху вниз: она показывает путь от образования пыльцы до формирования плода. В графе «Результат» указано, к чему приводит каждый этап. Так можно проверить, какие части цветка участвуют в оплодотворении, а какие дают начало семени и плоду.

Разбор задач

У цветкового растения после опыления образовались семена внутри сочного органа. Определите, из каких частей цветка развились семена и этот орган.

1. Сначала определим, что в условии названо семенами. У покрытосеменных семя развивается из семязачатка, поэтому искать его исходную часть нужно в завязи пестика.
2. Затем выясним, что представляет собой сочный орган. Если он возник после оплодотворения и окружает семена, это плод, развившийся из завязи.
3. Проверим, не перепутаны ли части: семязачаток находится внутри завязи, но они дают начало разным структурам. Из первого получается семя, из второй — плод.

Ответ: семена развились из семязачатков, а сочный орган — плод — из завязи цветка.

В зародышевом мешке один спермий слился с яйцеклеткой, а второй — с центральной клеткой. Назовите процесс и продукты каждого слияния.

1. Сравним условие с определением двойного оплодотворения: в нём участвуют два спермия, которые сливаются с разными клетками зародышевого мешка. Значит, описан именно этот процесс.
2. Первое слияние — спермия с яйцеклеткой. Оплодотворённая яйцеклетка начинает развиваться в зародыш.
3. Второе слияние — спермия с центральной клеткой. Оно приводит к образованию питательной ткани семени, которая нужна развивающемуся зародышу.

Ответ: процесс называется двойным оплодотворением; первое слияние даёт начало зародышу, второе — питательной ткани.

Сравните два растения: у первого семена лежат открыто на чешуях шишек, у второго заключены внутри плода. Укажите, к каким группам они относятся, и назовите признак, на котором основан вывод.

1. Выделим признак, который нужно сравнить: где находятся семена. У первого растения они расположены открыто на чешуях шишек, а у второго скрыты внутри плода.
2. Открытое расположение семян характерно для голосеменных. Заключённые в плод семена — признак покрытосеменных.
3. Проверим вывод по строению: плод у цветковых развивается из завязи и окружает семена, тогда как у голосеменных такого плода нет.

Ответ: первое растение относится к голосеменным, второе — к покрытосеменным. Вывод основан на расположении семян: открыто они лежат или заключены внутри плода.

Типичные ошибки

Плодом иногда называют семя, потому что они часто находятся рядом и вместе распространяются. Но семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи цветка. Чтобы проверить себя, спросите: что находится внутри, а что окружает семена?

Можно ошибочно решить, что оба спермия сливаются с яйцеклеткой: в процессе участвуют две мужские клетки, и их роли легко смешать. На самом деле один спермий сливается с яйцеклеткой, а второй — с центральной клеткой. Проверка простая: укажите отдельно результат каждого слияния — зародыш и питательную ткань.

Опыление путают с оплодотворением, потому что оба события происходят при размножении и следуют одно за другим. Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика, а оплодотворение — слияние половых клеток. Чтобы различить их, проверьте, описывается ли перемещение пыльцы или слияние клеток.

Утверждение, что все плоды сочные, появляется из-за привычных примеров вроде яблока или ягоды. Однако плоды бывают также сухими, например у гороха или подсолнечника. Для самопроверки спросите не о сочности, а о происхождении органа: плод образуется из завязи после оплодотворения.

Связь с другими темами

Чтобы разобраться в размножении цветковых, нужно знать строение цветка, семязачатка и основные этапы размножения растений. Эти знания помогают проследить путь от образования пыльцы до появления семени. Позже они пригодятся при изучении разнообразия и классификации растений, а также приспособлений к опылению и распространению семян. Строение плода объясняет, как растения расселяются и какую роль они играют в природе и жизни человека.

Что запомнить

• Покрытосеменные — растения, семена которых развиваются внутри завязи.
• Цветок — орган полового размножения цветковых растений.
• Опыление предшествует оплодотворению.
• Для покрытосеменных характерно двойное оплодотворение.
• Семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи.
• Плоды защищают семена и могут участвовать в их распространении.