§ 30. Размножение покрытосеменных растений

Определения и обозначения

Опыление — перенос пыльцы с тычинки на рыльце пестика. Оно помогает соединить части цветка, необходимые для дальнейшего размножения: после попадания пыльцы на рыльце может начаться путь мужских половых клеток к семязачатку. Само по себе опыление ещё не означает, что произошло слияние половых клеток.

Оплодотворение — слияние мужской и женской половых клеток. У покрытосеменных оно происходит в семязачатке, который находится внутри завязи пестика. В результате оплодотворения возникает начало нового растения и формируются условия для развития семени.

Двойное оплодотворение — процесс, при котором два спермия участвуют в образовании зародыша и питательной ткани семени. Один спермий соединяется с яйцеклеткой, второй — с центральной клеткой. Благодаря этому в семени одновременно появляются зародыш и запас питательных веществ для его развития.

Семя и плод — образования, возникающие после оплодотворения. Семя развивается из семязачатка, а плод — из завязи пестика. Семя содержит зародыш, а плод обычно окружает семена, помогая защищать их и распространять.

Как это устроено

В цветке тычинки и пестик расположены так, чтобы стало возможным образование семян. В пыльниках тычинок созревает пыльца, содержащая мужские половые клетки, а в завязи пестика находятся семязачатки с женскими клетками. Рыльце пестика принимает пыльцу, поэтому оно оказывается первым участком пути к семязачатку. Такое устройство связывает образование пыльцы с местом, где позднее произойдёт оплодотворение.

Во время опыления пыльца попадает с пыльника на рыльце пестика. Если она оказывается на пестике того же цветка или растения, это самоопыление; если на цветке другого растения того же вида — перекрёстное опыление. Пыльцу между цветками могут переносить насекомые, ветер и другие факторы. Перекрёстный перенос не требует обязательного участия насекомого: важен источник пыльцы, а не то, чем она была перенесена.

Попав на рыльце, подходящее пыльцевое зерно прорастает и образует тонкую пыльцевую трубку. Она растёт по направлению к завязи и семязачатку, поэтому спермиям не нужно самостоятельно перемещаться по цветку. По трубке к семязачатку доставляются два спермия. Так расположение частей цветка и рост трубки обеспечивают встречу мужских клеток с клетками внутри семязачатка.

Внутри семязачатка происходит двойное оплодотворение. Один спермий сливается с яйцеклеткой, и из образовавшейся клетки развивается зародыш. Второй спермий сливается с центральной клеткой, в результате чего формируется питательная ткань семени. Она будет снабжать зародыш веществами, необходимыми для развития.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод. Семенная оболочка защищает зародыш от повреждений и неблагоприятных условий, а питательная ткань помогает ему на ранних этапах развития. Плод окружает семена и у многих растений способствует их переносу на новые места. Поэтому образование семени и плода увеличивает шансы потомства сохраниться и распространиться.

Способы опыления покрытосеменных растений

Сравнивай способы опыления по источнику пыльцы и участию переносчиков. Сам факт переноса ветром или насекомым не определяет способ: нужно выяснить, с какого растения поступила пыльца. Таблица помогает отличить самоопыление от перекрёстного, не смешивая способ опыления с его переносчиком.

Разбор задач

Задача 1

Условие: пыльца с тычинки одного цветка попала на рыльце пестика того же цветка. Нужно определить способ опыления. Для решения важно не просто заметить перенос пыльцы, а сравнить цветок, откуда она поступила, и цветок, на рыльце которого оказалась. Если это один и тот же цветок, речь идёт о самоопылении.

1. Определяем источник пыльцы: это тычинка данного цветка.
2. Находим, куда попала пыльца: на рыльце пестика того же цветка.
3. Сравниваем источник и место попадания: они принадлежат одному цветку, значит, это самоопыление.

Ответ: самоопыление. Пыльца не переносилась на цветок другого растения того же вида, поэтому перекрёстным такое опыление не является.

Задача 2

Условие: пыльца с цветка одного растения попала на рыльце цветка другого растения того же вида. Нужно назвать способ опыления и определить возможную роль ветра или насекомого. Здесь есть две отдельные части: способ зависит от того, откуда пришла пыльца, а роль переносчика — от того, что помогло ей переместиться. Их нельзя подменять друг другом.

1. Устанавливаем источник: пыльца поступила с растения, отличного от того, на котором находится цветок-получатель.
2. Сверяем условие: оба растения относятся к одному виду.
3. Называем способ: перенос между разными растениями одного вида — перекрёстное опыление.
4. Определяем переносчика: ветер мог перенести пыльцу по воздуху, а насекомое — перенести её на теле при посещении цветков.

Ответ: перекрёстное опыление. Ветер или насекомое могли быть переносчиками пыльцы, но сам способ определяется тем, что пыльца попала с одного растения на другое.

Задача 3

Условие: в схеме обозначены пыльцевая трубка, два спермия и семязачаток. Требуется проследить судьбу спермиев и назвать образования, возникающие из семязачатка и завязи. Решать удобнее по порядку: сначала выяснить, как спермии достигают семязачатка, затем определить результат каждого слияния. В конце нужно не перепутать части цветка, из которых развиваются семя и плод.

1. Пыльцевая трубка растёт к семязачатку и доставляет туда два спермия.
2. Первый спермий сливается с яйцеклеткой; из образовавшейся клетки развивается зародыш.
3. Второй спермий сливается с центральной клеткой; формируется питательная ткань семени.
4. После оплодотворения семязачаток превращается в семя, а завязь пестика — в плод.

Ответ: один спермий участвует в образовании зародыша, второй — питательной ткани. Семязачаток становится семенем, завязь — плодом.

Типичные ошибки

Ошибка: считать опыление и оплодотворение одним событием. Их легко спутать, потому что оба процесса связаны с размножением и происходят последовательно. Проверь себя вопросом: речь о переносе пыльцы на рыльце или о слиянии половых клеток в семязачатке? Перенос — опыление, слияние — оплодотворение.

Ошибка: думать, что при двойном оплодотворении оба спермия сливаются с яйцеклетками. Так можно решить, если не помнить, что в семязачатке участвует также центральная клетка. Проверь, какие две клетки принимает каждый спермий: один соединяется с яйцеклеткой, другой — с центральной клеткой.

Ошибка: путать семязачаток и завязь, считая, что из них образуется одно и то же. Они находятся рядом, но выполняют разные роли в образовании семени и плода. Для самопроверки восстанови пару: семязачаток превращается в семя, завязь — в плод.

Ошибка: считать, что перекрёстное опыление возможно только с помощью насекомых. Насекомые действительно могут переносить пыльцу, но её способен переносить и ветер. Чтобы проверить себя, сначала определи, с какого растения пришла пыльца, а затем отдельно назови возможного переносчика.

Связь с другими темами

Чтобы понять размножение покрытосеменных, нужно знать строение цветка, назначение тычинок и пестика, а также роль половых клеток. Эти знания помогают проследить путь от пыльцы до оплодотворения, не путая части цветка и их функции. Тема связана и с дальнейшим изучением распространения растений, прорастания семян и выращивания культурных растений. Например, сведения об опылении помогают понять, как образуются семена, которые затем используют при посеве.

Что запомнить

• Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика.
• При самоопылении пыльца попадает на пестик того же цветка или растения.
• При перекрёстном опылении пыльца переносится на цветок другого растения того же вида.
• У покрытосеменных происходит двойное оплодотворение.
• Из оплодотворённой яйцеклетки развивается зародыш.
• Из семязачатка образуется семя, из завязи — плод.