§12. Цветок. Однодомные и двудомные растения

Определения и обозначения

Цветок — видоизменённый укороченный побег, служащий для полового размножения и образования семян и плодов. В отличие от обычного побега, он несёт специальные части, связанные с размножением. Благодаря цветку растение может образовать семена, из которых развиваются новые растения.

Околоцветник — совокупность чашечки и венчика или листочков простого околоцветника, защищающая внутренние части цветка и привлекающая опылителей. Чашечка и венчик окружают тычинки и пестик, а яркая окраска или запах могут помочь привлечь насекомых. Поэтому околоцветник одновременно выполняет защитную и привлекающую функции.

Однодомные растения — растения, у которых тычиночные и пестичные цветки находятся на одном экземпляре. Это не означает, что каждый цветок содержит оба органа: цветки раздельнополые, но растут на одном растении. Например, так устроены кукуруза и огурец.

Двудомные растения — растения, у которых тычиночные и пестичные цветки расположены на разных экземплярах. Одно растение несёт цветки, образующие пыльцу, другое — цветки с пестиками. Такое различие нужно учитывать, если растение должно образовать семена: требуется участие экземпляров обоих полов.

Как это устроено

Цветок считают видоизменённым побегом, потому что у него есть осевая часть и расположенные на ней образования, происходящие от листьев. Ось образуют цветоножка и цветоложе: первая соединяет цветок со стеблем, а второе расширено и несёт остальные части. Чашелистики, лепестки, тычинки и пестик в ходе развития приобрели особое строение и функции. Такое устройство позволяет побегу участвовать в размножении, а не только поддерживать листья и расти.

В цветке различают цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестик. Цветоножка удерживает цветок и связывает его с побегом, а цветоложе служит местом прикрепления частей цветка. Околоцветник защищает внутренние органы, а тычинки производят пыльцу. Пестик принимает пыльцу рыльцем; его столбик соединяет рыльце с завязью, где находятся семязачатки. После опыления и оплодотворения из семязачатков развиваются семена, а завязь может превратиться в плод.

Если околоцветник разделён на чашечку и венчик, его называют двойным: чашечка состоит из чашелистиков, а венчик — из лепестков. У простого околоцветника листочки не разделены на эти два типа и обычно похожи друг на друга. Чашелистики помогают защищать цветок, особенно до раскрытия, а лепестки нередко привлекают опылителей окраской и запахом. У некоторых растений опыление происходит с помощью ветра, поэтому яркий венчик им может быть не нужен.

Обоеполый цветок имеет одновременно тычинки и пестик, то есть оба типа органов размножения. Раздельнополый цветок содержит только тычинки либо только пестик; его называют соответственно тычиночным или пестичным. Это характеристика отдельного цветка, а не всего растения. Поэтому на одном растении могут находиться разные раздельнополые цветки.

Однодомность и двудомность показывают, как раздельнополые цветки распределены между растениями. Если тычиночные и пестичные цветки растут на одном экземпляре, растение однодомное; если на разных экземплярах — двудомное. В обоих случаях для образования семян пыльца должна попасть на пестичный цветок, но у двудомного вида она должна поступить с другого растения. Так расположение цветков определяет, какие экземпляры должны участвовать в размножении.

Сравнение однодомных и двудомных растений

Сначала выясни, находятся ли оба типа цветков на одном экземпляре или на разных, а затем соотнеси это с возможностью переноса пыльцы. Таблица помогает отличить однодомность от обоеполости: однодомность описывает растение целиком, а обоеполость — отдельный цветок.

Разбор задач

Задача 1. По схеме цветка назовите цветоножку, цветоложе, околоцветник, тычинки и пестик и укажите функцию каждой части. Чтобы выполнить задание, сначала найдите основание цветка и его ось, затем расположенные на цветоложе части. После этого свяжите каждую часть с её работой, не смешивая органы размножения с защитными частями.

1. Нижнюю суженную часть, соединяющую цветок со стеблем, назовите цветоножкой: она удерживает цветок и связывает его с побегом.
2. Расширенное основание, к которому прикреплены остальные части, — цветоложе; оно служит их опорой.
3. Наружные листочки вокруг органов размножения составляют околоцветник: он защищает их и может привлекать опылителей.
4. Тычинки распознайте по пыльникам, где образуется пыльца. Пестик ищите в центре: он принимает пыльцу и содержит завязь с семязачатками.

Ответ. Цветоножка соединяет цветок с побегом, цветоложе несёт его части, околоцветник защищает и помогает привлечь опылителей. Тычинки образуют пыльцу, а пестик принимает её и содержит семязачатки в завязи. При разборе схемы ориентируйтесь на положение и функцию частей, а не только на их размер.

Задача 2. Распределите кукурузу, огурец, иву и тополь на однодомные и двудомные растения. Укажите, где у каждого растения расположены тычиночные и пестичные цветки. Ключ к решению — выяснить, находятся ли оба типа цветков на одном экземпляре. Не нужно считать, что каждый цветок обязательно содержит тычинки и пестик.

1. У кукурузы мужские, то есть тычиночные, цветки собраны в верхушечную метёлку, а женские, пестичные, находятся в початках на том же растении.
2. У огурца тычиночные и пестичные цветки развиваются отдельно, но на одном растении.
3. Ива и тополь двудомные: тычиночные цветки растут на одних экземплярах, пестичные — на других.

Ответ. Кукуруза и огурец — однодомные растения, ива и тополь — двудомные. У первых оба типа цветков можно найти на одном экземпляре, у вторых для этого нужны разные растения. Такое распределение не означает, что цветки однодомного растения обязательно обоеполые.

Задача 3. Объясните, почему для получения семян у двудомной ивы недостаточно посадить только одно растение, а у кукурузы семена могут образоваться на одном экземпляре. Нужно проследить путь от источника пыльцы к пестичному цветку. Затем проверьте, встречаются ли эти цветки на одном растении или разделены между растениями.

1. Семена могут развиваться после того, как пыльца попадёт на пестичный цветок и произойдёт оплодотворение.
2. У ивы один экземпляр несёт тычиночные цветки, а другой — пестичные. Если посадить только растение одного пола, второго типа цветков и необходимого источника пыльцы поблизости не будет.
3. У кукурузы метёлка с тычиночными цветками и початки с пестичными цветками находятся на одном растении. Поэтому его пыльца может попасть на пестичные цветки того же или соседнего экземпляра.

Ответ. Для образования семян у двудомной ивы требуется участие растений с тычиночными и пестичными цветками. У кукурузы оба типа цветков есть на одном экземпляре, поэтому одного растения может быть достаточно при успешном опылении. Само наличие цветков ещё не гарантирует семена: пыльца должна попасть на пестичный цветок.

Типичные ошибки

Цветок иногда считают отдельным органом, не связанным с побегом. Так происходит, если обращать внимание только на его необычный вид и забывать об оси и видоизменённых листьях. Проверь себя: у цветка есть цветоножка и цветоложе, на котором расположены его части. Поэтому верное определение — видоизменённый укороченный побег.

Чашечку или венчик иногда называют частью пестика. Ошибка возникает из-за того, что все части видны рядом, но близкое расположение не означает одинакового строения и функции. Околоцветник окружает органы размножения и защищает их, а пестик принимает пыльцу и содержит завязь. Проверь себя: чашечка и венчик относятся к околоцветнику, а не к пестику.

Однодомные растения путают с растениями, имеющими обоеполые цветки. Причина в том, что в обоих случаях на растении присутствуют органы обоих типов, но они расположены по-разному. У однодомного растения цветки раздельнополые и находятся на одном экземпляре; в обоеполом цветке тычинки и пестик есть вместе. Чтобы проверить ответ, уточни, идёт ли речь об одном цветке или обо всём растении.

Полагают, что двудомному растению достаточно одного экземпляра любого пола. Это неверно, потому что одному растению может не хватить цветков, образующих пыльцу, или пестичных цветков. Для образования семян должны участвовать экземпляры обоих полов и состояться перенос пыльцы. Проверяй себя вопросом: есть ли рядом источник пыльцы и цветки, на которые она должна попасть?

Связь с другими темами

Чтобы понять строение цветка, нужно знать органы растения и строение побега, а также помнить, зачем растениям размножение и семена. Эти знания помогают увидеть, почему цветок — не просто яркая часть растения, а специализированный побег. Дальше тема связана с опылением, оплодотворением, образованием плодов и семян: от переноса пыльцы зависит дальнейшее развитие семени. В практике знания нужны при выращивании культур и размещении растений разных полов, особенно двудомных видов.

Что запомнить

• Цветок — видоизменённый укороченный побег.
• Главные части цветка — околоцветник, тычинки и пестик.
• Тычинка образует пыльцу, а пестик содержит рыльце, столбик и завязь.
• Обоеполый цветок имеет и тычинки, и пестик.
• У однодомных растений тычиночные и пестичные цветки находятся на одном растении.
• У двудомных растений тычиночные и пестичные цветки находятся на разных растениях.
• Для образования семян двудомным растениям необходимо участие экземпляров обоих полов.