§ 11. Отдел покрытосеменные (цветковые)

Определения и обозначения

Покрытосеменные (цветковые) — растения, у которых семязачатки находятся внутри завязи цветка, а после созревания семена оказываются в плоде. Завязь — нижняя часть пестика, где расположены семязачатки. Такое расположение защищает их и отличает цветковые растения от голосеменных.

Цветок — орган размножения покрытосеменных. В тычинках образуется пыльца, а в завязи пестика находятся семязачатки; после опыления и оплодотворения из них развиваются семена. Части цветка связаны с размножением и создают условия для образования плода.

Плод — орган, который образуется из завязи после оплодотворения и содержит семена. Его стенки защищают семена от повреждений и высыхания. Плоды также помогают растениям расселяться: семена могут переноситься ветром, водой или животными.

Двойное оплодотворение — процесс, при котором один спермий сливается с яйцеклеткой, а другой — с центральной клеткой зародышевого мешка. В результате из первой клетки развивается зародыш, а из второй — питательная ткань семени. Она нужна зародышу для питания во время развития.

Как это устроено

Главный отличительный признак покрытосеменных — семязачатки спрятаны внутри завязи, а не лежат открыто. Поэтому после оплодотворения семена развиваются внутри образующегося плода. Такая защита помогает им пережить развитие и способствует их распространению, когда плод отделяется от растения.

Строение цветка связано с тем, что для размножения нужно соединить мужские и женские половые клетки. Пыльца образуется в пыльниках тычинок и содержит мужские половые клетки. Семязачатки находятся в завязи пестика, поэтому пыльца должна попасть на его рыльце, чтобы клетки смогли встретиться.

Попадание пыльцы на рыльце называется опылением, но само по себе оно ещё не означает слияния половых клеток. Пыльцевое зерно прорастает и образует тонкую пыльцевую трубку, которая растёт к семязачатку. По ней спермии достигают зародышевого мешка — части семязачатка, где находятся яйцеклетка и центральная клетка.

У покрытосеменных происходит двойное оплодотворение, потому что два спермия участвуют в образовании разных частей семени. Один спермий сливается с яйцеклеткой, и возникает зигота — клетка, из которой развивается зародыш растения. Другой спермий сливается с центральной клеткой зародышевого мешка, из которой формируется питательная ткань для зародыша.

После оплодотворения семязачаток развивается в семя, а завязь — в плод. В семени находится зародыш, которому при прорастании предстоит дать начало новому растению. Стенки плода защищают семена, а его особенности помогают им распространяться: например, плод может цепляться за шерсть животного или переноситься ветром.

Сравнение покрытосеменных и голосеменных растений

Пользуйтесь таблицей, чтобы сравнить растения по каждому признаку, а не по одному случайному сходству. Если семена находятся внутри плода, это указывает на покрытосеменное растение. Для голосеменных характерны открытые семязачатки и отсутствие цветка и плода.

Разбор задач

Задача 1

На рисунке цветка найдите тычинки, пестик и завязь. Укажите, где образуются пыльца и семязачатки. Чтобы ответить, нужно связать каждую часть цветка с её ролью в размножении, а не путать органы, расположенные рядом.

1. Найдите тычинки: на их верхушках находятся пыльники.
2. Укажите, что пыльца образуется в пыльниках тычинок.
3. Найдите пестик и его нижнюю расширенную часть — завязь.
4. Укажите, что семязачатки находятся внутри завязи пестика.

Ответ: пыльца образуется в пыльниках тычинок, а семязачатки находятся в завязи пестика. Эти части участвуют в размножении, но выполняют разные функции. Поэтому их расположение важно назвать точно.

Задача 2

У растения семена развиваются внутри плода. Объясните, к какому отделу оно относится и почему. Рассуждение строится по признаку, который отличает покрытосеменные от голосеменных, — наличию завязи и образующегося из неё плода.

1. Определите, где находятся семена: по условию они заключены в плод.
2. Вспомните, что плод образуется из завязи после оплодотворения.
3. Сопоставьте этот признак с характеристикой покрытосеменных растений.

Ответ: растение относится к покрытосеменным, потому что его семена развиваются внутри плода. У голосеменных плода нет, и семена не заключены в него. Для вывода достаточно использовать именно этот отличительный признак.

Задача 3

Опишите, что произойдёт с пыльцой после попадания на рыльце пестика и как в результате образуются зародыш и питательная ткань семени. Важно расположить события по порядку: перенос пыльцы ещё не является оплодотворением. Затем нужно проследить путь спермиев и указать результат слияния каждого из них.

1. После попадания на рыльце пыльцевое зерно прорастает и образует пыльцевую трубку.
2. По трубке два спермия достигают зародышевого мешка семязачатка.
3. Один спермий сливается с яйцеклеткой; образуется зигота, из которой развивается зародыш.
4. Другой спермий сливается с центральной клеткой; из неё развивается питательная ткань семени.

Ответ: после прорастания пыльцы спермии попадают в зародышевый мешок и участвуют в двойном оплодотворении. Один даёт начало зародышу через зиготу, другой — питательной ткани. Так из семязачатка постепенно формируется семя.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что пыльца и семязачатки образуются в одной части цветка. Их путают, потому что оба участвуют в размножении и находятся в одном цветке. Проверьте себя: пыльца образуется в пыльниках тычинок, а семязачатки находятся в завязи пестика.

Ошибка: называть опыление оплодотворением. Эти события происходят последовательно, поэтому их можно смешать. Проверьте формулировку: перенос пыльцы на рыльце — опыление, а слияние половых клеток — оплодотворение.

Ошибка: путать семя и плод, считая их одним и тем же. Они развиваются из разных частей цветка. Проверьте происхождение: семя образуется из семязачатка, а плод — преимущественно из завязи.

Ошибка: считать, что оба спермия образуют зародыш. При двойном оплодотворении они сливаются с разными клетками зародышевого мешка. Проверьте результат: один спермий участвует в образовании зародыша, второй — питательной ткани семени.

Связь с другими темами

Для изучения цветковых растений полезно знать основные части цветка и строение семени: это помогает понять, где находятся половые клетки и что развивается после оплодотворения. Также нужны знания о способах размножения растений. Позже признаки цветка пригодятся при сравнении групп цветковых и их приспособлений к опылению и распространению семян.

Сравнение покрытосеменных с голосеменными помогает упорядочить признаки семенных растений. У обеих групп образуются семена, но у покрытосеменных семязачатки защищены завязью, а семена заключены в плод. Это различие помогает определить, к какой группе относится растение.

Что запомнить

• Покрытосеменные — самый многочисленный отдел современных растений.
• Семязачатки покрытосеменных находятся внутри завязи.
• Цветок — орган полового размножения покрытосеменных.
• После опыления пыльца прорастает и образует пыльцевую трубку.
• При двойном оплодотворении образуются зародыш и питательная ткань семени.
• Из семязачатка развивается семя, а из завязи — плод.