Подготовка
к ЕГЭ по биологии. Самая сложная тема в разделе «Ботаника»
Подготовила:
учитель биологии
МОУ
«СОШ № 64 имени героя Советского Союза
И.В.
Панфилова Ленинского района г. Саратова»
Бадретдинова
Венера Абдуллаевна.
ЖИЗНЕННЫЙ
ЦИКЛ РАСТЕНИЙ
Систематика
растений
Царство
Растения
Подцарство
Низшие растения Подцарство Высшие растения
(нет
тканей и органов, тело – слоевище) (есть ткани
и органы)
Отделы:
Красные
водоросли
Споровые Семенные
Бурые водоросли
Отделы:
Зелёные
водоросли Моховидные Отдел
Отдел
Плауновидные Голосеменные Покрытосеменные
Хвощевидные
Папоротниковидные
Чередование поколений – закономерная смена в жизненном цикле
организмов поколений, различающихся способом размножения. Способы размножения:
половое – происходит с образованием половых клеток (гамет), бесполое –
происходит без образования половых клеток — с помощью спор.
Поколение, образующее органы полового размножения, называется половым
поколением, или гаметофитом (рождающий гаметы). Гаметофит преобладает у
водорослей и мхов (листостебельное растение). Исключение – водоросль
Ламинария, у неё преобладает спорофит.
Поколение, на котором образуются органы бесполого размножения, с
развивающимися в них спорами, называется бесполым, или спорофитом (рождающий
споры). Оно развивается из зиготы. На спорофите образуются споры, которые
затем прорастают в гаметофит. Спорофит преобладает у Папоротников, Хвощей,
Плаунов, голосеменных и Покрытосеменных растений.
Спорофит и гаметофит могут быть похожи внешне друг на друга, могут иметь
одинаковую или разную продолжительность жизни.
Спорофит и гаметофит могут развиваться либо как самостоятельное растение и быть
относительно независимыми друг от друга, а могут занимать подчинённое
положение: гаметофит существует за счёт спорофита, либо спорофит существует за
счёт гаметофита, но всегда преобладает какое-то одно поколение: либо половое,
либо бесполое.
В жизненном цикле растений происходит чередование бесполого и полового
размножения и связанное с этим чередований поколений. Одновременно с
чередованием поколений происходит чередование хромосомного набора: диплоидного
и гаплоидного.
Схема
чередования поколений.
Запомни!!!
У
высших растений половые клетки (гаметы) образуются при помощи митоза,
а споры – при помощи мейоза.
У
высших растений зигота и спорофит диплоидны (2n). Все
остальные – споры, гаметофит и гаметы – гаплоидны (n).
Цикл
развития растений.
Зигота
(2n) → митоз → спорофит
(2n) → мейоз
→ спора (n) → митоз
→ гаметофит (n) →
→
митоз → гаметы (n) →
оплодотворение → зигота (2n)
Способы
деления клеток
1.
Митоз
–
деление эукариотической (2n) клетки. Происходит строго одинаковое
распределение хромосом между дочерними ядрами, что обеспечивает образование
генетически идентичных дочерних клеток. Из одной клетки (2n) получаются две
точно такие же (2n).
2.
Мейоз —
редукционное деление клетки (2n). Происходит уменьшение числа хромосом в два
раза (n).
Гаплоидный (n) растительный организм, образующий гаметы, называется гаметофитом
(n). Он представляет половое поколение. Гаметы формируются из клеток гаметофита
(в половых органах — гаметангиях) путём митоза: сперматозоиды (n) — в
антеридиях (n), яйцеклетки (n) – в архегониях (n).
Гаметофиты бывают обоеполые (на нём развиваются антеридии и архегонии) и
раздельнополые (антеридии и архегонии развиваются на разных растениях).
После слияния гамет (n) образуется зигота с диплоидным набором хромосом (2n), а
из неё развивается путём митоза бесполое поколение – спорофит (2n). В
специальных органах — спорангиях (2n) из спорофита (2n) после мейоза образуются
гаплоидные споры (n), при делении которых митозом развиваются новые гаметофиты
(n).
Отдел
зелёные водоросли.
Представители:
хламидомонада, хлорелла, спирогира, улотрикс, вольвокс, ульва.
Жизненный
цикл зелёных водорослей.
Название
своё зелёные водоросли получили благодаря окраске, которая зависит от
преобладающих пигментов. В зелёных водорослях преобладает пигмент хлорофилл,
подавляющий прочие. Он поглощает красные и сине-фиолетовые лучи солнечного
спектра, а зеленые отражает.
В
жизненном цикле зелёных водорослей преобладает гаметофит (n), то есть клетки их
слоевища гаплоидны (n). При наступлении неблагоприятных условий (похолодание,
пересыхание водоёма) происходит половое размножение – образуются гаметы (n),
которые попарно сливаются в зиготу (2n). Зигота (2n), покрытая плотной оболочкой
зимует, а при наступлении благоприятных условий делится мейозом с образованием
гаплоидных спор (n), из которых развиваются новые особи (n).
Хламидомонада —
крошечная зеленая водоросль, состоящая из единственной клетки. При этом
водоросль активна и подвижна, передвигаться ей помогают жгутики. Обитают
хламидомонады в пресной воде: реках, прудах, даже бассейнах и лужах. Летом
водоемы «зацветают», покрываются зеленым ковром. Хламидомонада может питаться
гетеротрофно, то есть потреблять готовые органические вещества.
Строение
1. Имеет типичные органоиды
эукариот (ядерных организмов), а также два жгутика.
2. Крупный хлоропласт,
хроматофор — чашевидной формы.
3. Светочувствительный глазок
(стигма), функция которого заключается в обеспечении положительного фототаксиса
(движение на свет).
4. Две мелкие пульсирующие
вакуоли, выбрасывающие из хламидомонады избыток воды.
5. В цитоплазме имеет пиреноид
(включение внутри хлоропласта), запасающий крахмал.
Размножение
В жизненном цикле преобладает гаметофит
(взрослая хламидомонада) – половое поколение (n). Хламидомонада
может размножаться и бесполым способом, и половым — его выбор зависит от
условий внешней среды.
Бесполое размножение
1. Летом, при благоприятных условиях,
внутри водоросли в результате митотического деления ядра образуются зооспоры
(подвижные) — четыре клетки.
2. Зооспоры вырастают и становятся
молодыми.
Половое размножение
1. При неблагоприятных условиях среды
в материнской клетке идет процесс множественного митотического деления ядра.
В результате образуются абсолютно одинаковые по строению (изогамия) половые
клетки (n) — гаметы со жгутиками.
2. Гаметы покидают материнский
организм и выходят «в свободное плавание». При удачной встрече двух гамет
разных водорослей, образуется диплоидная зигота (2n), которую зимой сохраняет
ее плотная оболочка.
3. В благоприятных условиях
зигота делится мейозом, итогом которого становятся четыре гаплоидные клетки —
зооспоры, из них вырастают новые хламидомонады.
4. Таким образом, большую часть
жизни хламидомонады у нее преобладает гаплоидная стадия (диплоидной является
только зигота).
Многоклеточные зеленые водоросли. Улотрикс.
Строение и размножение
Улотрикс — еще один представитель зеленых
нитчатых водорослей. Обитает в проточных водоемах, гораздо чаще встречается в
пресных, чем в соленых.
Строение
Клетки улотрикса формируют неветвящуюся
ниточку, длина которой достигает 10 сантиметров. Хроматофор имеет вид кольца
или пояска в пристеночном слое цитоплазмы.
Размножение
Как и названные выше водоросли, улотрикс
может размножаться вегетативно, фрагментами слоевища. Нить улотрикса
также сочетает возможности для бесполого и полового размножения. В жизненном
цикле преобладает гаметофит (взрослая зелёная водоросль) – половое
поколение (n). Спорофит
– это зигота (2n).
Бесполое размножение
1. При
благоприятных условиях происходит митоз, из одной клетки образуются две зооспоры,
каждая имеет по четыре жгутика.
2. Зооспоры
свободно плавают, защищенные слизистым мешочком. Прикрепившись к грунту или
другой поверхности, из них путем митоза вырастает новый улотрих.
Половое размножение
1. В процессе митоза происходит изогамия
(когда сливаются две близкие по размеру гаметы), образуется до двух сотен
двухжгутиковых гамет.
2. Они выходят и сливаются с
гаметами, принадлежащими другим особям, образуется четырёхжгутиковая зигота.
Жгутики отваливаются, зигота покрывается защитными оболочками, зимует.
3. В
зиготе идет мейоз, она делится, образуют безжгутиковые споры. Они крепятся ко
дну, делятся митозом, из них развиваются новые улотриксы.
Строение
улотрикса: 1
– оболочка, 2 – цитоплазма, 3 — ядро, 4 – хроматофор в виде незамкнутого
кольца. Размножение улотрикса: 1) половое размножение (5-9) и 2) бесполое
размножение (10-11): 5 – гаметы, 6 – слияние гамет, 7 – зигота (спорофит), 8 –
споры, 9 – гаметофит (новая особь, образующая гаметы), 10 – зооспоры, 11 —
гаметофит (новая особь, образующая гаметы).
В цикле развития большинства водорослей доминирует гаплоидный
гаметофит, то есть сама водоросль, это и есть гаметофит. Значит она
образует гаплоидные гаметы, которые, сливаясь, формируют диплоидную зиготу
(n+n=2n). Зигота — это всё, что есть у водоросли от спорофита, т.е. зигота=спорофит.
Значит зигота делится мейозом, с образованием гаплоидных подвижных зооспор
(споры у растений всегда образуются мейозом, а гаметы — митозом). Затем спора
прорастает в своё половое поколение — гаметофит — саму водоросль хламидомонаду.
Спирогира. Строение и размножение
Спирогира
— нитчатая водоросль. Обитает в прудах, в стоячей воде, где ее густая масса
образует тину.
Строение
1. Тело спирогиры представлено
ниточкой, в которой в один ряд выстроились цилиндрические клетки. Снаружи
каждая нить покрыта слизистым чехлом.
2. Хроматофор спиральный, имеет
вид закрученной ленты.
3. Крупное ядро с ядрышком.
4. Большая вакуоль.
Размножение
В жизненном цикле преобладает гаметофит
(взрослая зелёная водоросль) – половое поколение (n).
Спирогира способна размножаться как
бесполым способом, так и половым.
При бесполом размножении идет
процесс фрагментации (размножение кусочками нитей),
нить водоросли рвется на отдельные участки, из которых формируются новые новая
спирогиры.
Половое размножение спирогиры
идет путем конъюгации.
1. При конъюгации две нити сближаются
между собой, между клетками разных спирогир образуются выросты — канал.
2. Живое содержимое одной клетки по
этим каналам перетекает в другую клетку. При этом ядра клеток соединяются
вместе, образуется зигота (2n).
3. Зигота покрывается защитной
оболочкой и называется зигоспорой. Зимует .
4. Весной зигота делится
мейозом, давая в результате четыре клетки. Три из них отмирают, а из одной
митозом вырастает новая спирогира.
5. Гаметы не образуются, так как у
конъюгатов нет подвижных стадий размножения: зооспор и гамет.
Отдел
бурые водоросли. Ламинария.
Название своё бурые водоросли получили благодаря окраске, которая
зависит от преобладающих пигментов. В бурых водорослях содержатся пигменты
каротиноиды, преобладает пигмент фукоксантин, подавляющий прочие.
Он поглощает солнечный свет в сине-зеленой части видимого спектра, придают водорослям желтовато-бурый цвет. Бурые
водоросли очень редко встречаются в пресных водах, предпочитая моря и океаны. Бурые
водоросли являются бентосными формами, то есть прикрепляются ко дну.
Бурые водоросли можно встретить повсеместно, но больше всего их
произрастает в холодных морях. Они растут на грунте, скалах и других
поверхностях на глубине 20-30 метров, либо совсем неглубоко в приливно-отливной
зоне. Могут образовать настоящие подводные леса — обширные и наполненные
живностью. Интересно, что эти водоросли способны в течение нескольких часов,
пока длится отлив, находиться без воды.
Клетки бурых водорослей имеют по одному ядру и несколько мелких хроматофоров. Бесполое
размножение у них осуществляется при помощи спор, а половое —
посредством гамет. Однако бурые водоросли приспособлены и к вегетативному
размножению, которое идет путем деления слоевища (таллома).
К бурым водорослям относят ламинарию, фукус (имеет рассеченное слоевище и
«плавники»), саргассум, чьё слоевище похоже на побег с листьями и плодами.
Ламинария. Строение и размножение
Ламинария, которую в обиходе прозвали
«морской капустой», — широко распространенная крупная водоросль, употребляемая
в пищу (содержит большое количество йода) и используемая в качестве удобрения.
Строение
1. Тело — слоевище.
2. Имеет ризоиды — похожие
на тонкие нити выросты на нижней части слоевища, выполняют функцию прикрепления
к субстрату, но не выполняют функцию всасывания.
3. Внутри слоевища
имеются ситовидные клетки, которые напоминают ситовидные трубки. Сосудов
нет.
Размножение
1.В цикле развития ламинарии
идет чередование поколений — бесполого и полового, которые сменяют
друг друга. Фактически бесполое размножение плавно переходит в половой процесс.
2. Бесполое размножение ламинарии
осуществляется с помощью зооспор. На спорофите образуются спорангии, в которых
под действием мейоза образуются подвижные зооспоры (n).
3. Далее зооспоры прорастают в два
типа заростков — мужской или женский — нитевидные образования,
которые недолго живут на дне моря.
Обратите внимание, заростки —
это гаметофиты, так как в них образуются гаметы (половые клетки). Значит,
у ламинарии образуются мужской и женский гаметофит.
4. На мужских гаметофитах формируются
антеридии – мужские половые органы, в них созревают сперматозоиды (n). На
женских гаметофитах – архегониях созревают яйцеклетки (n).
5. После слияния и
оплодотворения образуется зигота (2n), которая делится митозом, из нее
образуется новая ламинария.
6. Сама водоросль ламинария
— спорофит, или бесполое поколение, так как образует споры (зооспоры).
7. Вывод:
в жизненном цикле ламинарии преобладает стадия спорофита (взрослая
ламинария), гаметофит представлен слабее, в виде заростков.
Отдел
красные водоросли.
Представители:
анфельция, филлофора, родимения, порфира.
На
большие глубины морей проникают не все лучи светового спектра, а
только синие и фиолетовые, которые поглощаются красными и желтыми
пигментами — фикобилинами, поэтому на больших глубинах
водоросли приобретают красную окраску.
Практикум.
Задача
1. Какой
набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его
гамет?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они
образуются.
Ответ:
1.
В клетках слоевища гаплоидный набор хромосом (n), они развиваются из споры с
гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2.
В гаметах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток слоевища с
гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
Задача
2. Какой
набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных водорослей? Объясните,
из каких исходных клеток и как они образуются.
Ответ:
1.
В зиготе диплоидный набор хромосом (2n), она образуется при слиянии гамет с
гаплоидным набором хромосом (n).
2.
В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из зиготы с диплоидным
набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача
3.
У
хламидомонады преобладающим поколением является гаметофит. Определите
хромосомный набор споры и гамет хламидомонады. Объясните, из каких исходных
клеток и в результате какого деления образуются эти клетки при половом
размножении.
Ответ:
1)
Споры (зооспоры) хламидомонады гаплоидны – 1n. Весеннее поколение зооспор
образуется в результате мейотического деления зиготы;
2)
Летние поколения зооспор формируются в ходе митотического деления гаплоидной
вегетативной клетки – взрослой особи хламидомонады.
3)
Гаметы хламидомонады гаплоидны — 1n. Они формируются в ходе нескольких
митотических делений вегетативной клетки.
Задача 4. Какой
набор хромосом характерен для клеток слоевища улотрикса и для его
гамет? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления они
образуются.
Ответ:
1)
Слоевище улотрикса имеет гаплоидный (n) набор хромосом в клетках, т.к.
формируется из спор, а они гаплоидны.
2)
Рост слоевища осуществляется в ходе митотического деления клеток.
3)
Гаметы улотрикса образуются из отдельных клеток гаплоидного слоевища (n)
(гаметофита) в ходе митотического деления и тоже имеют гаплоидный набор
хромосом.
Задача
5. Какой
набор хромосом характерен для зиготы и для спор зелёных
водорослей? Объясните, из каких исходных клеток и как они
образуются.
Ответ:
На
примере
улотрикса:
1)
Зигота образуется при слиянии двух мелких гаплоидных клеток, выступающих в роли
гамет. Набор хромосом в зиготе диплоидный – 2n.
2)
Споры улотрикса гаплоидны – 1n. Весеннее поколение спор образуется в ходе
мейотического деления зиготы, летние поколения спор (зооспоры) образуются в
ходе митоза гаплоидных клеток слоевища.
Задача
6.
Ответ: 12112
Жизненный
цикл мхов (Кукушкин лён)
Строение
1.
Имеет покровную и поводящую ткань простого строения. Проводящая ткань —
тяж водопроводящих клеток без утолщений, в зрелом виде не имеющих
цитоплазмы.
2.
Можно утверждать, что настоящих проводящих тканей — древесины и луба — у
кукушкиного льна, как и у других мхов, нет.
3.
В клетках листостебельного растения (гаметофита) имеется гаплоидный набор
хромосом. Диплоидны только клетки спорофита — гаустории, ножки и коробочки.
4. Зеленая
нить в цикле развития мхов (протонема) имеет сильное сходство с нитчатой зеленой
водорослью, и это является веским доказательством того, что предками первых
мхов на планете были именно водоросли.
Мхи высотой
до 50 см, корней нет, имеются ризоиды, проводящей ткани нет, механическая ткань
развита плохо. Это примитивные растения – тупиковая ветвь эволюции. Самые
близкие родственники риниофитов, псилофитов. Обильно растут в местах с высокой
влажностью. Плохо приспособлены к жизни на суше. Гаметофит (половая
стадия жизненного цикла, развивается из спор, производит гаметы) –
листостебельное растение. В конце весны или в начале лета можем видеть
спорофит мха. Спорофит (бесполая стадия) – коробочка на ножке (в
ней созревают споры) формируется на гаметофите.
Жизненный
цикл мха (кукушкин лён)
Размножение
1. Мужские растения мха имеют
красно-желтый верх стебельков, где расположены длинные мешочки, мужские половые
органы — антеридии, со сперматозоидами, имеющими по два жгутика.
2. Женские растения имеют сверху
колбочки с длинной шейкой — это женские половые органы, архегонии.
Яйцеклетка находится в расширенной части колбочки.
3. С помощью воды (во время
дождя) сперматозоиды (n) попадают к яйцеклеткам (n), происходит оплодотворение,
возникает зигота (2n).
4. Зигота
находится на женском гаметофите (n), она делится митозом и развивается спорофит
(2n) – коробочка на ножке. Таким образом, спорофит (2n) у мхов живёт за счёт
женского гаметофита (n), т.е. спорофит паразитирует на гаметофите. Спорофит
и гаметофит – это одно растение.
5. В коробочке спорофита (2n) путём
мейоза образуются споры (n). Мхи – разноспоровые растения, различают микроспоры
– мужские и макроспоры – женские.
6. Споры высыпаются, прорастают при
делении митозом и превращаются в разветвленную зеленую нить, состоящую из
многих клеток — протонему, или предросток.
7. Протонема
начинает почковаться. Из каждой почки (n) затем вырастает гаплоидный (n)
гаметофит — взрослые растения.
У
мхов в цикле развития преобладает половое поколение — гаметофит (n).
Листостебельные растения мхов – раздельнополые гаметофиты (n). Мхи – двудомные
растения, т.к. антеридии и архегонии развиваются на разных растениях. На
мужских растениях (n) формируются антеридии (n) со сперматозоидами (n), на
женских (n) – архегонии (n) с яйцеклетками (n).
Практикум
Задача
1. Какой
хромосомный набор характерен для гамет и спор кукушкина льна? Объясните, из
каких исходных клеток и в результате, какого деления они образуются.
Ответ:
1.
В гаметах мха кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из
антеридиев (n) и архегониев (n) мужского и женского гаметофитов с гаплоидным
набором хромосом (n) путём митоза.
2.
В спорах гаплоидный набор хромосом (n), они образуются из клеток спорофита —
коробочки на ножке с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
Задача2. Какой
хромосомный набор характерен для клеток листьев и коробочки на ножке кукушкина
льна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления они
образуются.
Ответ:
1.
В клетках листьев кукушкина льна гаплоидный набор хромосом (n), они, как и всё
растение, развиваются из споры с гаплоидным набором хромосом (n) путём митоза.
2.
В клетках коробочки на ножке диплоидный набор хромосом (2n), она развивается из
зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём митоза.
Задача
3. Какой
набор хромосом характерен для листьев и для спор зелёного мха кукушкина льна?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.Листья
мха образуются в результате митотического деления почек на протонеме, а споры в
результате мейоза в коробочке на ножке.
Задача
9.
Ответ:
235
Жизненный
цикл папоротников
Папоротники произошли
от псилофитов (риниофитов). От вымерших Семенных папоротников произошли
Голосеменные растения.
Строение
1. В основном это травы
(Щитовник мужской, орляк, Страусник), но древовидные формы также встречаются
(древовидные папоротники Тропиков). Обитают почти во всех природных зонах.
2. Имеют крупные и рассечённые листья
(вайи). Черешки листа часто покрыты чешуйками.
3. Молодые листья закрученные,
улиткообразные и выходят из почки, расположенной на корневище.
4. Лист длительно растет верхушкой,
как побег, так как имеет побеговое происхождение.
5. Нижняя часть листа
покрыта сорусами со спорангиями, в которых созревают споры.
6. Камбия нет.
7. Имеют придаточные корни, отходящие от
корневища.
8. Хорошо развита проводящая система.
Стебли плохо развиты (листва по биомассе преобладает над стеблем).
Образуют залежи каменного угля. Как шел процесс образования каменного угля?
1.
Угольные
пласты формируются из продуктов
разложения папоротникообразных при
наличии повышенных давления и температуры.
2. Уголь начал откладываться в силуре
палеозойской эры, но активнее этот процесс пошел в каменноугольный период.
3. В заболоченных лесах карбона деревья
падали в воду, их гниение было затруднено в связи с недостатком кислорода.
4.В таких условиях — при небольших
температурах и давлении, а также недостатке кислорода образовывался бурый уголь.
5.С течением времени, под воздействием
более высоких температур и давления он превратился в каменный уголь.
Жизненный цикл щитовника мужского
Гаметофит
и спорофит у папоротников — это самостоятельные организмы. У
папоротников (также хвощей, плаунов) в жизненном цикле преобладает
спорофит (2n), бесполое поколение – мощное многолетнее листостебельное
растение (2n).
1.
На
нижней стороне листьев растения (2n) развиваются спорангии (2n), в которых
путём мейоза образуются споры (n).
2.
Споры
(n) делятся митозом и, попав во влажную почву, прорастают в заросток (n) —
обоеполый гаметофит.
3.
Гаметофит
(половое поколение) очень маленький – зелёная фотосинтезирующая сердцевидная
пластинка (размер с 50-копеечную монету), которая крепится в почве ризоидами.
На её нижней стороне в нижней части развиваются антеридии (n) и в верхней
части — архегонии (n), а в них путём митоза образуются сперматозоиды (n)
(сперматозоиды папоротника обладают подвижностью) и яйцеклетки (n).
4.
С
капельками росы или дождевой воды сперматозоиды (n) попадают к
яйцеклеткам (n), образуется зигота (2n) на заростке.
5.
Из
зиготы образуется молодой спорофит – зародыш нового растения (2n). Молодой
спорофит прорастает во взрослый спорофит — новый папоротник.
Схема
3. Жизненный
цикл папоротников
Отдел плауновидные. Род Плаун. Вид
плаун булавовидный.
Плауны — наиболее
древние из высших растений, преобладают в тропическом и субтропическом поясах,
реже встречаются в умеренных широтах, — прежде всего во влажных сосновых лесах.
Строение
1. Имеют побеги с придаточными
корнями.
2. Выделяется два типа побегов: горизонтальные стелющиеся
и множественные вертикальные со спороносными
колосками.
3. Листья относительно мелкие.
4. Стебель густо покрыт листьями.
Жизненный цикл плауна булавовидного
1. Преобладает спорофит, в котором
внутри колосков развиваются спорангии со спорами. Происходит мейоз с
образованием спор.
2. Споры прорастают и дают бесцветный
обоеполый заросток (гаметофит).
3. Заросток живет под землей и
получает питание
от гифов гриба. Развитие идет чрезвычайно долго, в течение 15-20
лет. Именно поэтому плауны считаются редкими растениями и подлежат охране.
4. Заросток обоеполый: в
антеридиях митозом образуются сперматозоиды, в архегониях — яйцеклетки, на нем
при наличии воды идет оплодотворение. Некоторые плауновидные, например,
селягинелла, являются разноспоровыми растениями (имеют разнополые заростки).
5. Из зиготы митозом развивается
новый спорофит — взрослый плаун.
Отдел хвощевидные. Класс Хвощовые.
Род Хвощ. Вид Хвощ полевой.
Преобладают в умеренных широтах.
Предпочитают влажную почву, имеющую повышенную кислотность (на болотах, лугах).
Часто являются сорными травами, как, например, известный хвощ полевой, от
которого очень трудно избавиться.
Строение
1. Имеют ветвящиеся корневища с
придаточными почками.
2. Два типа надземных побегов — вегетативные зеленые
с чешуевидными листьями (летние побеги) и спороносные, не содержащие хлорофилла (весенние).
3. Листорасположение мутовчатое, листья
редуцированы до зубчиков,
сросшихся в каждом узелке в пленчатое кольцо.
4. Фотосинтез чаще идет в стебле, в
эпидерме которого накапливается кремнезем.
Цикл развития хвоща полевого
1.Преобладающей жизненной фазой является
спорофит.
2. Весной на корневище трогаются в
рост придаточные почки, из которых вырастают спороносные побеги бурого цвета (весенние
побеги), продуцирующие споры путём мейоза.
3. Из спор развиваются заростки, в
которых при наличии воды идет оплодотворение, образуется зигота.
4. На последнем этапе из зиготы путём
митоза вырастает спорофит — зеленый вегетативный (летний) побег.
Практикум
Задача
1. Какой
хромосомный набор характерен для листьев (вай) и заростка папоротника?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.
В клетках листьев папоротника диплоидный набор хромосом (2n), так они, как и
всё растение, развиваются из зиготы с диплоидным набором хромосом (2n) путём
митоза.
2.
В клетках заростка гаплоидный набор хромосом (n), так как заросток образуется
из гаплоидной споры (n) путём митоза.
Задача
2.
Какой
хромосомный набор характерен для заростка и зародыша растения плауна?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
клетки заростка и зародыша плауна.
Ответ:
1.Клетки
заростка будут гаплоидны (n), они образовались в результате митоза
при прорастании споры.
2.Клетки
зародыша – диплоидны (2n), зародыш
развивается в результате митоза из зиготы.
Задача
3. Установите
соответствие между характеристиками жизненных циклов и группами растений: к
каждой позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из
второго столбца.
ХАРАКТЕРИСТИКИ
ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛОВ ГРУППЫ РАСТЕНИЙ
А)
преобладание спорофита в жизненном цикле 1) Мхи
Б)
образование спор в
коробочке 2)
Папоротники
В)
наличие заростка в жизненном цикле
Г)
гаплоидный набор хромосом в соматических
клетках взрослого растения
Д)
расположение спорангиев на листьях-вайях
Ответ:
21212
Задача
4. Установите
соответствие между процессами в жизненных циклах и отделами растений: к каждой
позиции, данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго
столбца.
ПРОЦЕССЫ
В ЖИЗНЕННЫХ ЦИКЛАХ ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ
А)
образование коробочки на
ножках 1) Моховидные
Б)
развитие взрослых растений-гаметофитов 2)
Папоротниковидные
В)
развитие взрослого растения из зиготы
Г)
образование заростка
Д)
образование спорангиев на листьях
Е)
формирование протонемы
Ответ:
112221
Задача
5.
Какой хромосомный набор (n)
характерен для клеток листьев и коробочки на ножке (спорогона) у мха кукушкина
льна? Объясните, в результате какого деления и из каких исходных клеток
образуются эти органы.
Ответ:
1)
в
листьях мха гаплоидный набор хромосом – n;
2)
листья
взрослого растения мха развиваются их гаплоидной споры (протонемы) митозом;
3)
в
коробочке на ножке (спорогоне) диплоидный набор хромосом – 2 n;
4)
коробочка
на ножке (спорогон) развивается из диплоидной зиготы (оплодотворённой
яйцеклетки), которая делится путём митоза.
Задача
6.
Ответ: 211211
Задача
8.
Какой хромосомный набор характерен для клеток заростка и клеток корневища
щитовника мужского? Объясните, из каких клеток и в результате какого деления
образуются эти клетки.
Ответ:
1)
клетки
заростка папоротника имеют n (гаплоидный) набор хромосом;
2)
заросток
– гаметофит, развивается из гаплоидной споры в результате деления митозом;
3)
клетки
корневища папоротника имеют 2n (диплоидный) набор хромосом;
4)
корневище
(как и всё взрослое растение) развивается из диплоидной зиготы (клеток
зародыша) в результате деления митозом.
Задача
9. Какой
набор хромосом характерен для клеток спороносных колосков (стробилов) и
заростка плауна? Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого
деления они образуются?
Ответ:
1) в клетках
спороносных колосков диплоидный набор хромосом – 2n;
2) спороносные
колоски развиваются из зиготы в результате митоза (в результате деления клеток
взрослого растения митозом);
3) в клетках заростка
гаплоидный набор хромосом – n;
4) заросток
развивается из споры в результате митоза.
Жизненный
цикл голосеменных растений (сосна).
Условия
размножения
1.
У
споровых (Мхи, Папоротники, Хвощи, Плауны) сперматозоиды подвижны, для
оплодотворения споровым растениям нужна вода. Размножаются спорами – одноклеточные
образования без запаса питательных веществ.
2.У семенных
(Голосеменные, Покрытосеменные) спермии неподвижны, для оплодотворения
семенным растениям вода не нужна. Размножаются семенами – многоклеточные
образования с запасом питательных веществ. В их цикле развития преобладает
спорофит. Гаметофит редуцирован до предела – имеет микроскопические размеры и развивается
внутри спорофита в спорангиях. Женский гаметофит – зародышевый мешок, мужской –
пыльцевое зерно.
Голосеменные
растения
Жизненные
формы: деревья и кустарники.
Игольчатые
листья (хвоя) покрыты жёсткой кутикулой, устьица погружены в ткань (уменьшение
транспирации – испарения воды через листья). Могут расти на песчаных почвах. Имеют
стержневую корневую систему. В стебле есть смоляные каналы.
Классы:
1.
Гинговые.
Гинга двулопастный.
2.
Гнетовые.
Эфедра, Вельвичия.
3.
Хвойные.
Семейства: сем. Кипарисовые –Кипарис, Можжевельник; сем. Тисовые –Тис ягодный;
сем. Хвойные – Сосна, Ель, Пихта, Лиственница.
Голосеменные размножаются семенами, семя лежит открыто на чешуе шишки, не имеют
цветков и плодов. Шишка не плод, а видоизменённый побег(ось, несущая
много чешуек). Эндосперм семени гаплоидный (n), опыление только
ветром, семена развиваются из семяпочек, лежащих открыто (голо) на чешуйках
шишек.
Листостебельное растение голосеменных растений – это спорофит (2n),
на котором развиваются женские и мужские шишки (2n). Это разноспоровые растения, у них мужские и женские
споры развиваются на разных шишках.
Жизненный цикл голосеменных
растений (сосна)
Весной
на спорофите образуются шишки:
1)
зеленовато-жёлтые мужские шишки, в них образуется пыльца (каждая пылинка имеет
две воздушные камеры).
2)
Красновато-коричневые женские шишки, в них образуются семязачатки (по два
семязачатка на одной чешуе), а после оплодотворения семена. Развитие
семязачатка происходит медленно, обычно больше года
На внутренней стороне каждой семенной чешуи женских шишек располагаются два
семязачатка – это мегаспорангии (макроспорангии) (2n), в них путём мейоза
образуются 4 мегаспоры (макроспоры) (n), 3 из них погибают, а из одной оставшейся
– развивается женский гаметофит – эндосперм (n) с двумя архегониями (n). В каждой
архегонии образуется митозом по 1 яйцеклетке (n), одна погибает.
На нижней стороне чешуек мужских шишек располагаются по два пыльцевых мешка –
микроспорангии (2n), в которых путём мейоза образуются микроспоры (n), из них
развиваются мужские гаметофиты – пыльцевые зёрна (n), состоящие из двух
гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной) и двух воздушных камер.
Пыльцевые зёрна (n) (пыльца) ветром переносятся на женские шишки, где митозом
из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а из вегетативной (n) –
пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая спермии (n)
к яйцеклетке (n). Один спермий погибает, а второй участвует в оплодотворении,
образуется зигота (2n), из которой митозом формируется зародыш растения (2n).
В результате из семязачатка формируется семя, покрытое кожурой, содержащее
внутри зародыш (2n) и эндосперм (n).
Схема.
Жизненный
цикл голосеменных растений (сосна)
Практикум
Задача
1. Какой
хромосомный набор характерен для клеток пыльцевого зерна и спермиев сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.
В клетках пыльцевого зерна гаплоидный набор хромосом (n), так как оно
образуется из гаплоидной микроспоры (n) путём митоза.
2.
В спермиях гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из
генеративной клетки пыльцевого зерна с гаплоидным набором хромосом (n) путём
митоза.
Задача
2. Какой
хромосомный набор характерен для мегаспоры и клеток эндосперма сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате, какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.
В мегаспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток
семязачатка (мегаспорангия) с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2.
В клетках эндосперма гаплоидный набор хромосом (n), так как эндосперм
формируется из гаплоидных мегаспор (n) путём митоза.
Задача 3. Какой
хромосомный набор характерен для клеток мякоти иголок и спермиев сосны?
Объясните, из каких исходных клеток и в результате какого деления образуются
эти клетки.
Ответ:
1.Мякоть
иголок сосны диплоидна (2n), она
образуется в результате митоза при прорастании и росте семени сосны (2n).
2.Спермии сосны – это гаметы (n), образуются путём митоза из гаметофита,
который образовался из микроспор (n).
Задача 4.
Ответ:
212121
Задача
5. Определите
число хромосом (n) и число
молекул ДНК (с) при формировании пыльцевого зерна сосны перед началом деления
материнской клетки микроспор и в каждой клетке тетрады микроспор. Ответ
обоснуйте.
Ответ:
1)
Число
хромосом перед началом деления материнской клетки микроспор – 2n, число
молекул ДНК – 4c;
2)
Это
наблюдается потому, что клетка относится к спорофиту (диплоидна), а число
молекул ДНК перед делением удваивается;
3)
Число
хромосом в каждой клетке тетрады микроспор – n, число молекул
ДНК – с;
4)
Это
наблюдается потому, что тетрада микроспор образуется из диплоидной материнской
клетки микроспор в результате мейоза.
Задача
6. Какой
хромосомный набор характерен для вегетативной, генеративной клеток и спермиев
пыльцевого зерна цветкового растения? объясните, из каких исходных клеток и в результате
какого деления образуются эти клетки.
Ответ:
1)
Набор
хромосом вегетативной и генеративной клеток – n;
2)
Вегетативная
и генеративная клетки пыльцевого зерна образуются путём митоза из гаплоидной
микроспоры (мужские споры);
3)
Хромосомный
набор спермиев – n;
4)
Спермии
образуются из генеративной клетки пыльцевого зерна путём митоза.
Жизненный
цикл покрытосеменных растений
Жизненные формы: деревья, кустарники, травы. Покрытосеменные растения образуют
цветки и плоды, размножаются семенами. Опыление ветром, насекомыми, животными.
Двойное оплодотворение. Появление семени – крупный ароморфоз. Семя содержит
многоклеточный зародыш, питательные вещества, мощные оболочки. Семя находится
внутри плода и защищено.
Спорофит (2n) – это листостебельное растение. Гаметофит спрятан внутри
спорофита, он редуцирован до предела, имеет микроскопические размеры. Где
спрятан гаметофит? Покрытосеменные (цветковые) растения в процессе развития
приобрели важный ароморфоз – цветок (видоизменённый побег), орган семенного
размножения. Главные части цветка: тычинки и пестики. В них будут формироваться
мужские и женские гаметофиты.
Мужской гаметофит. Тычинки состоят из пыльников и из тычиночной нити. В пыльнике
(пыльцевом мешке или микроспорангии -2n), расположенном на тычинке, путём
мейоза созревают половые клетки – пыльцевые зёрна (микроспоры — n). Из них
развивается мужской гаметофит. Зрелый гаметофит – это пыльцевое зерно (пылинка).
Гаметофит состоит из двух гаплоидных клеток (вегетативной и генеративной).
Генеративная разделится путём митоза и превратится в два спермия. Вегетативная
будет делиться митозом и образует пыльцевую трубку, по которой спермии попадут
в завязь пестика.
Женский гаметофит. Он образуется в пестике. В нём есть три части:
завязь, столбик и рыльце. В завязи пестиков цветка находятся семязачатки –
мегаспорангии (2n). Сколько семязачатков в завязи пестика, столько и будет
семян. Одна из клеток семязачатка дважды делится мейозом и образуются четыре
мегаспоры (n). Три из них — погибают, а из оставшейся (мегаспоры), которая трижды
делится митозом, развивается женский гаметофит (зародышевый мешок) из 8 гаплоидных
клеток (n). Четыре клетки располагаются на одном полюсе (антиподы), а четыре
другие на противоположном полюсе (синергиды). Затем от каждого полюса в центр
зародышевого мешка мигрируют по одной клетке, сливаясь, они образуют центральную
диплоидную клетку зародышевого мешка(2n). Одна из трёх гаплоидных клеток,
расположенных у пыльцевхода, является крупной яйцеклеткой, две другие –
вспомогательные клетки — спутницы (синергиды). Формируется зрелый женский
гаметофит – зародышевый мешок.
Когда
сформируются мужской и женский гаметофиты происходит перенос пыльцы на рыльце
пестика. После опыления из генеративной клетки (n) образуются 2 спермия (n), а
из вегетативной (n) – пыльцевая трубка (n), врастающая внутрь семязачатка и доставляющая
спермии (n) к яйцеклетке (n) и центральной клетке (2n) . Один спермий (n)
сливается с яйцеклеткой (n) и образуется зигота (2n), из которой митозом
формируется зародыш растения (2n). Второй спермий (n) сливается центральной
клеткой (2n) с образованием триплоидного эндосперма (3n) – запасное питательное
вещество семени.
Процесс
Слияния яйцеклетки и сперматозоида, в результате чего
образуется зигота – зародышевая клетка или первая клетка нового
организма, называется оплодотворением.
Такое
оплодотворение у покрытосеменных растений называется двойным.
Из
покровов семязачатка образуется семенная кожура. В целом из семязачатка
формируется семя, покрытое кожурой и содержащее внутри зародыш
(2n) и эндосперм триплоидный (3n). К стенкам завязи будет притекать вода,
питательные вещества (сахара) — образуется плод.
Покрытосеменное
растение в целом, в том числе и цветок, плод, семена – это спорофит. Гаметофит
– это пыльцевые зёрна (n) и
зародышевый мешок (n).
Практикум
Задача
1. Какой
хромосомный набор характерен для микроспоры, которая образуется в пыльнике, и
клеток эндосперма семени цветкового растения? Объясните, из каких исходных
клеток и как они образуются.
Ответ:
1.
В микроспорах гаплоидный набор хромосом (n), так как они образуются из клеток
микроспорангиев с диплоидным набором хромосом (2n) путём мейоза.
2.
В клетках эндосперма триплоидный набор хромосом (3n), так как эндосперм
образуется при слиянии гаплоидного спермия (n) с диплоидной центральной клеткой
(2n).
Задача 2. Установите
соответствие между примерами клеток и их наборами хромосом: к каждой позиции, данной
в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИМЕРЫ
КЛЕТОК НАБОРЫ
ХРОМОСОМ
А) спермии
покрытосеменных 1)
гаплоидный
Б) клетки
заростка папоротника
2) диплоидный
В) клетки спорофита
мхов
Г) споры хвощей
Д) бластомеры
ланцетника
Е) клетки
энтодермы гаструлы гидры
Ответ:
112122
Задача
3. Выберите
три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они
указаны.
В
процессе размножения и развития покрытосеменных растений происходит
1)
Формирование
заростка с ризоидами
2)
Формирование
пыльцы
3)
Образование
семязачатка в завязи пестика
4)
Двойное
оплодотворение
5)
Расселение
с помощью спор
6)
Формирование
гаплоидного эндосперма
Ответ:
234
Задача 4. Установите
последовательность процессов, происходящих при размножении цветковых растений.
Запишите в таблицу соответствующую последовательность цифр.
1) Формирование
зиготы и эндосперма
2) Проникновение
спермиев в семязачаток
3) Перенос пыльцы на
рыльце пестика
4) Слияние спермиев с
ядрами зародышевого мешка
5) Формирование
пыльцевой трубки
Ответ: 35241
Задача 5.
Установите соответствие между признаками и отделами растений: к каждой позиции,
данной в первом столбце, подберите соответствующую позицию из второго столбца.
ПРИЗНАКИ
ОТДЕЛЫ РАСТЕНИЙ
А) развитие
заростка
1) Цветковые
Б) редукция
гаметофита до нескольких клеток 2)
Папоротниковидные
В) расселение
спорами
Г) оплодотворение
при наличии воды
Д) осуществление
опыления и оплодотворения
Е) развитие
зародышевого мешка в семязачатке
Ответ: 212211
Общие
выводы
В процессе эволюции растений происходила постепенная редукция гаметофита и
развитие спорофита.
Чередование поколений – это закономерная смена бесполого и полового поколения.
На бесполом поколении, которое называется спорофитом (2n), образуются путём
мейоза гаплоидные споры (n). Они прорастают в гаплоидный гаметофит. На
гаметофите образуются гаметангии, в которых формируются гаметы (n) путём
митоза. Когда гаплоидные гаметы сливаются, происходит оплодотворение и в зиготе
восстанавливается диплоидный набор хромосом. Из диплоидной зиготы вырастает
диплоидный спорофит.
Значение
чередования поколений.
Выгоден для
растений:
1. Преимущество
бесполого размножения – простота, быстрота и эффективность. Можно быстро
увеличить количество особей.
2. Преимущество
полого размножения – происходит объединение генетического материала двух
особей, перекомбинация признаков. Позволяет увеличить генетическое разнообразие
и усилить приспособленность организмов к окружающей среде.
Список использованных
источников
ЕГЭ Биология: Типовые
экзаменационные варианты: 30 вариантов/ под ред. В.С. Рохлова (задания и
ответы). – М.: Издательство «Национальное образование», 2021. – 368 с.: ил. –
(ЕГЭ. ФИПИ – школе).
ЕГЭ 2021. Биология: Сборник
заданий: 600 заданий с ответами/ Г.И. Лернер, — Москва: Эксмо. 2020. – 256 с. –
(ЕГЭ. Сборник заданий).
ЕГЭ 2021. Биология:
Тренировочные варианты. 20 вариантов/ Г.И. Лернер, — Москва: Эксмо. 2020. – 280
с. – (ЕГЭ. Тренировочные варианты).
https://urok.1sept.ru/articles/652893 — Решение задач ЕГЭ по жизненному циклу растений
https://vk.com/idbiorepetitor — Катерина Лукомская (Егэ-Огэ-Биология)
https://vk.com/bio_darvin
— Вебиум Биология 2020
https://vk.com/bubo_bio
— Готовим к ЕГЭ по биологии онлайн. Биология с
Линой
https://vk.com/concentrate_27bio — КОНЦЕНТРАТ ПО 27 ЗАДАНИЮ ЕГЭ | Биология с Линой
https://vk.com/zhanna239
Жанна Фрейд
https://www.youtube.com/channel/UCu3dnuQf7OP2jw7Fld6qsXw/videos
— краб-канал Жанны Фрейд
https://www.youtube.com/channel/UCW5E1IyPfdF6c2Vz4yu0uXA
— ЕГЭ 2021. БИОЛОГИЯ ОТ СЕРДЦА
https://www.youtube.com/channel/UCQJlbjd2TOANxns0XVP380g
— Bubo Unicus: ЕГЭ БИОЛОГИЯ С
ЛИНОЙ КЛЕВЕР
https://www.youtube.com/channel/UC-sOFt9AYTUaz7mFYCex9Bw
— ЕГЭ БИОЛОГИЯ / Даниил Дарвин /
Вебиум
https://www.youtube.com/channel/UCxPzpxcfMmyo3FEy_dsXybA
— Екатерина Лукомская — ЕГЭ
БИОЛОГИЯ
http://biologyonline.ru/index.php/2-uncategorised/55-zhiznennye-tsikly-rastenij-teoreticheskie-voprosy-chast-2
-Биология ЕГЭ
https://www.yaklass.ru/p/biologia/bakterii-griby-rasteniya/protcessy-zhiznedeiatelnosti-rastenii-14968/razmnozhenie-rastenii-13861/re-ed6044be-f890-444f-80b2-aba2b90b8288
-ЯКЛАСС
Царство растений
Царство растений объединяет около 400 тыс. видов организмов, поражающих разнообразием форм, размеров, окраски и т. д. — от микроскопической одноклеточной водоросли хламидомонады до стометровых секвой и эвкалиптов. Характерными признаками растений являются автотрофный способ питания (фотоавтотрофный), преобладание процессов синтеза над процессами распада, сильное расчленение тела, прикрепленный способ жизни и открытый рост.
В зависимости от наличия тканей и органов растения делят на низшие и высшие. Тело низших растений представлено практически одинаковыми клетками и называется слоевищем, или талломом. К низшим растениям относят водоросли. Тело высших растений расчленено на ткани и органы, а их органы бесполого и полового размножения представлены не одноклеточными, а многоклеточными образованиями. Высшими растениями являются семенные и споровые. Формирование тканей и органов явилось следствием выхода растений на сушу, так как водная среда не только обеспечивала растения водой и необходимыми веществами, но и поддерживала их тело, а в воздушной среде появилась необходимость в защите от высыхания, механическом поддержании тела растения, а также доставке воды и минеральных веществ из почвы.
Растения являются объектом науки ботаники, основы которой были заложены еще учеником Аристотеля Теофрастом (Феофрастом). В настоящее время ботаника представляет собой комплекс наук о растениях, в который входят анатомия, физиология, биохимия, генетика и систематика растений, а также частные ботанические науки, изучающие отдельные их группы, например альгология — наука о водорослях.
Строение (ткани, клетки, органы), жизнедеятельность и размножение растительного организма
(на примере покрытосеменных растений)
Клетки растений
Растения относятся к эукариотическим организмам, следовательно, их клетки обязательно содержат ядро хотя бы на одном из этапов развития. Также в цитоплазме растительных клеток имеются разнообразные органоиды, однако их отличительным свойством является наличие пластид, в частности хлоропластов, а также крупных вакуолей, наполненных клеточным соком. Основное запасающее вещество растений — крахмал — откладывается в виде зерен в цитоплазме, особенно в запасающих органах. Еще одним существенным признаком растительных клеток является наличие целлюлозных клеточных оболочек. Следует отметить, что у растений клетками принято называть и образования, живое содержимое которых отмерло, а клеточные стенки остались. Нередко эти клеточные стенки пропитываются лигнином в процессе одревеснения, или суберином при опробковении.
Ткани растений
В отличие от животных, у растений клетки склеены углеводной срединной пластинкой, между ними также могут быть межклетники, заполненные воздухом. В течение жизни ткани могут изменять свои функции, например, клетки ксилемы вначале выполняют проводящую функцию, а затем — опорную. У растений насчитывают до 20–30 типов тканей, объединяющих около 80 видов клеток. Ткани растений делят на образовательные и постоянные.
Образовательные, или меристематические, ткани принимают участие в процессах роста растения. Они расположены на верхушках побегов и корней, в основаниях междоузлий, образуют слой камбия между лубом и древесиной в стебле, а также подстилают пробку в одревесневших побегах. Постоянное деление этих клеток поддерживает процесс неограниченного роста растений: образовательные ткани верхушек побега и корня, а у некоторых растений — и междоузлий обеспечивают рост растений в длину, а камбий — в толщину. При повреждении растения из клеток, оказавшихся на поверхности, формируются раневые образовательные ткани, которые заполняют возникшие промежутки.
Постоянные ткани растений специализируются на выполнении определенных функций, что отражается на их строении. Они неспособны к делению, однако при определенных условиях могут вновь приобретать эту способность (за исключением мертвых тканей). К постоянным тканям относятся покровные, механические, проводящие и основные.
Покровные ткани растений защищают их от испарения, механических и термических повреждений, проникновения микроорганизмов, обеспечивают обмен веществ с окружающей средой. К покровным тканям относятся кожица и пробка.
Кожица, или эпидерма, — это однослойная ткань, лишенная хлоропластов. Кожица покрывает листья, молодые побеги, цветки и плоды. Она пронизана устьицами и может нести различные волоски и железки. Сверху кожица покрыта кутикулой из жироподобных веществ, которая защищает растения от избыточного испарения. Для этого же предназначены и некоторые волоски на ее поверхности, тогда как железки и железистые волоски могут выделять различные секреты, в том числе воду, соли, нектар и др.
Устьица — это специальные образования, через которые происходит испарение воды — транспирация. В устьицах замыкающие клетки окружают устьичную щель, под ними располагается свободное пространство. Замыкающие клетки устьиц чаще всего имеют бобовидную форму, в них встречаются хлоропласты и зерна крахмала. Внутренние стенки замыкающих клеток устьиц утолщены. Если замыкающие клетки насыщены водой, то внутренние стенки растягиваются и устьице открывается. Насыщение водой замыкающих клеток связано с активным транспортом в них ионов калия и других осмотически активных веществ, а также накоплением растворимых углеводов в процессе фотосинтеза. Через устьица происходит не только испарение воды, но и газообмен в целом — поступление и удаление кислорода и углекислого газа, которые проникают далее по межклетникам и потребляются клетками в процессе фотосинтеза, дыхания и т. д.
Клетки пробки, которая в основном покрывает одревесневшие побеги, пропитываются жироподобным веществом суберином, что, с одной стороны, вызывает гибель клеток, а с другой — пред отвращает испарение с поверхности растения, обеспечивая тем самым термическую и механическую защиту. В пробке, как и в кожице, имеются специальные образования для проветривания — чечевички. Клетки пробки образуются в результате деления пробкового камбия, подстилающего ее.
Механические ткани растений выполняют опорную и защитную функции. К ним относят колленхиму и склеренхиму. Колленхима — это живая механическая ткань, имеющая удлиненные клетки с утолщенными целлюлозными стенками. Она характерна для молодых, растущих органов растений — стеблей, листьев, плодов и т. д. Склеренхима — это мертвая механическая ткань, живое содержимое клеток которой отмирает вследствие одревеснения клеточных стенок. По сути дела, от клеток склеренхимы остаются только утолщенные и одревесневшие клеточные стенки, что как нельзя лучше способствует выполнению ими соответствующих функций. Клетки механической ткани чаще всего вытянуты в длину и называются волокнами. Они сопровождают клетки проводящей ткани в составе луба и древесины. Одиночные или собранные в группы каменистые клетки склеренхимы округлой или звездчатой формы обнаруживаются в незрелых плодах груши, боярышника и рябины, в листьях кувшинки и чая.
По проводящей ткани осуществляется транспорт веществ по телу растения. Существует два вида проводящей ткани: ксилема и флоэма. В состав ксилемы, или древесины, входят проводящие элементы, механические волокна и клетки основной ткани. Живое содержимое клеток проводящих элементов ксилемы — сосудов и трахеид — рано отмирает, от них остаются только одревесневшие клеточные стенки, как и в склеренхиме. Функцией ксилемы является восходящий транспорт воды и растворенных в ней минеральных солей от корня к побегу.
Флоэма, или луб, также является сложной тканью, поскольку образована проводящими элементами, механическими волокнами и клетками основной ткани. Клетки проводящих элементов — ситовидных трубок — живые, однако в них исчезают ядра, а цитоплазма смешивается с клеточным соком для облегчения транспорта веществ. Клетки располагаются одна над другой, клеточные стенки между ними имеют многочисленные отверстия, что делает их похожими на сито, из-за чего клетки называют ситовидными. По флоэме транспортируются вода и растворенные в ней органические вещества из надземной части растения в корень и другие органы растения. Загрузку и разгрузку ситовидных трубок обеспечивают прилегающие к ним клетки-спутницы.
Основная ткань не только заполняет промежутки между другими тканями, но и выполняет питательную, выделительную и другие функции. Питательную функцию выполняют фотосинтезирующие и запасающие клетки. Большей частью это паренхимные клетки, т. е. они имеют почти одинаковые линейные размеры: длину, ширину и высоту. Основные ткани расположены в листьях, молодых стеблях, плодах, семенах и других запасающих органах. Некоторые виды основной ткани способны выполнять всасывающую функцию, как, например, клетки волосконосного слоя корня.
Выделение осуществляют разнообразные волоски, железки, нектарники, смоляные ходы и вместилища. Особое место среди основных тканей принадлежит млечникам, в клеточном соке которых накапливаются каучук, гутта и др. вещества. У водных растений возможно разрастание межклетников основной ткани, вследствие чего образуются крупные полости, с помощью которых осуществляется проветривание.
Органы растений
Вегетативные и генеративные органы
В отличие от животных, тело растений расчленено на небольшое количество органов. Они делятся на вегетативные и генеративные. Вегетативные органы поддерживают жизнедеятельность организма, но не участвуют в процессе полового размножения, тогда как генеративные органы выполняют именно эту функцию. К вегетативным органам относят корень и побег, а к генеративным (у цветковых) — цветок, семя и плод.
Корень
Корень — это подземный вегетативный орган, выполняющий функции почвенного питания, закрепления растения в почве, транспорта и запасания веществ, а также вегетативного размножения.
Морфология корня. Корень имеет четыре зоны: роста, всасывания, проведения и корневой чехлик. Корневой чехлик защищает клетки зоны роста от повреждения и облегчает продвижение корня среди твердых частиц почвы. Он представлен крупными клетками, способными со временем ослизняться и отмирать, что облегчает рост корня.
Зона роста состоит из клеток, способных к делению. Часть из них после деления увеличивается в размерах в результате растяжения и начинает выполнять присущие им функции. Иногда зону роста подразделяют на две зоны: деления и растяжения.
В зоне всасывания расположены клетки корневых волосков, выполняющие функцию всасывания воды и минеральных веществ. Клетки корневых волосков живут недолго, слущиваясь через 7–10 дней после образования.
В зоне проведения, или боковых корней, вещества транспортируются из корня в побег, а также происходит ветвление корня, т. е. образование боковых корней, что способствует заякориванию растения. Кроме того, в данной зоне возможно запасание веществ и закладывание почек, с помощью которых может происходить вегетативное размножение.
Внутреннее строение корня. На поперечном срезе в зоне всасывания корня видны покровная ткань, первичная кора и центральный цилиндр. Покровная ткань выполняет не только защитную функцию, но и функцию всасывания, так как она представляет собой волосконосный слой. Первичная кора корня достаточно мощная, в ней может происходить запасание питательных веществ, через нее осуществляется транспорт воды и растворенных в ней минеральных веществ к центральному цилиндру. Центральный цилиндр содержит проводящие ткани, по которым происходит транспорт веществ из корня в побег и из побега в корень.
Корневые системы. Совокупность корней растения образует корневую систему. В ней выделяют главный, придаточные и боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка семени, тогда как придаточные корни отрастают от надземной части растения.
Боковые корни формируются как на главном, так и на придаточных корнях. В тех случаях, когда главный корень выражен, как у одуванчика, говорят о стержневой корневой системе, а когда он теряется среди придаточных, как у пшеницы, такая корневая система называется мочковатой. Первая характерна для двудольных растений, а вторая — для однодольных.
Для формирования более мощной корневой системы в растениеводстве используют как минимум два приема: пикирование и окучивание. Пикированием называют удаление точки роста главного корня с целью стимуляции роста боковых, расположенных в более плодородных верхних слоях почвы. Окучивание также способствует развитию корневой системы, однако в большей степени за счет придаточных корней, образующихся на стебле вследствие поднятия уровня почвы.
Видоизменения корня. Видоизменениями корня являются корнеплоды, корневые клубни, корни-присоски, цепляющиеся, дыхательные, воздушные, опорные, ходульные, сократительные корни и корневые отпрыски.
Корнеплоды и корневые клубни выполняют запасающую функцию и функцию вегетативного размножения, как у моркови, редиса, редьки, георгина, топинамбура и свеклы. Корни-присоски способствуют закреплению растения в теле растения-хозяина, а также поглощению питательных веществ из организма хозяина. Они характерны для омелы белой, петрова креста, повилики и заразихи. Цепляющиеся корни закрепляют растение на опоре, например, у плюща и винограда. Дыхательные корни присущи растениям, произрастающим в чрезмерно увлажненной почве, они помогают растениям в обеспечении кислородом для дыхания. В частности, без них не обойтись болотному кипарису и авиценнии. Воздушные корни имеются у растений-эпифитов, с их помощью они поглощают воду прямо из воздуха, как многие орхидеи. Опорные корни не дают опуститься на землю ветвям растений с очень развесистыми кронами, как у индийского фикуса баньяна, а ходульные корни поддерживают тело растений на зыбкой почве, например в мангровых зарослях в приливной зоне у ризофоры. Сократительные корни втягивают точку роста растения в почву при неблагоприятных условиях, как у одуванчика. Существуют также корни, выполняющие функцию вегетативного размножения, как корневые отпрыски сирени.
Корневые симбиозы. Почвы достаточно часто содержат недостаточное количество минеральных солей, что вынуждает растения искать другие способы их получения. Одни из них приспособились получать азот в результате питания насекомыми (насекомоядные растения), а другие образовали симбиозы с грибами и бактериями.
Симбиоз корней растения с грибами называют микоризой. Некоторые растения настолько «сжились» с грибами, что вообще перешли к паразитированию на своем грибе-сожителе и не осуществляют фотосинтеза, как орхидея гнездовка.
Корни также способны формировать симбиозы с азотфиксирующими бактериями. Эти бактерии называют также клубеньковыми, поскольку они вызывают разрастание тканей корня бобовых и некоторых других растений, что приводит к образованию своеобразных клубеньков. Клубеньковые бактерии фиксируют азот воздуха и переводят его в доступную для растения форму — нитраты. Взамен растение обеспечивает клубеньковые бактерии органическими веществами.
Побег
Побег — это надземный орган растения, выполняющий функцию воздушного питания. Он образован стеблем, листьями и почками.
Побег отличается наличием многочисленных повторяющихся сегментов: место прикрепления листа к побегу называется узлом, а участок побега между узлами — междоузлием.
Если междоузлия настолько невелики, что кажется, будто листья выходят буквально из одной точки, то такой побег называют укороченным. Они характерны для вишни и сосны. Растения с единственным таким побегом, например одуванчик и подорожник, называют розеточными. Все остальные побеги, у которых узлы достаточно удалены друг от друга, называются удлиненными.
Порядок размещения листьев на стебле называют листорасположением. Выделяют три основных типа листорасположения: очередное, супротивное и мутовчатое. Если лист в узле только один, то говорят об очередном листорасположении (вишня, яблоня). Если их два — это супротивное листорасположение (сирень), а если их три и более, то это мутовчатое листорасположение (ветреница, олеандр).
В зависимости от расположения в пространстве выделяют прямостоячие, наклоненные, лежачие, ползучие, цепляющиеся, вьющиеся и свисающие побеги.
Если на побеге имеются цветки, плоды или иные генеративные органы, его называют генеративным, в противном случае — вегетативным.
Побеги, стебли которых всегда остаются покрытыми кожицей, называют неодревесневающими, если же кожица сменяется пробкой только в нижней части растения, то это — полуодревесневающий побег. В тех случаях, когда стебель способен покрываться пробкой до самой верхушки, говорят об одревесневающем побеге.
Жизненные формы растений. По степени одревеснения побегов и продолжительности их жизни у растений выделяют три основные жизненные формы: древесные, кустарниковые и травянистые. У травянистых растений побег никогда не одревесневает, хотя продолжительность их жизни может составлять сотни лет. По продолжительности жизненного цикла травянистые растения делят на однолетние, двулетние и многолетние. Однолетние растения завершают свой жизненный цикл и дают плоды в течение одного года (горчица, тыква), тогда как двулетние чаще всего в первый год вегетируют, а дают плоды и погибают на второй год (морковь, редис), многолетние же цветут и дают плоды в течение длительного времени (земляника, пырей).
Кустарники характеризуются наличием нескольких одревесневших в той или иной степени побегов-стволиков, постепенно сменяющихся в течение жизни растения. К ним относятся сирень, красная смородина, крыжовник, терен и др.
У деревьев побег также одревесневает, однако он сохраняется всю жизнь и называется стволом. Ствол несет на себе все остальные ветви дерева — крону. Примерами древесных растений являются дуб, сосна и береза.
Почка
Почка — это орган побега, обеспечивающий его нарастание в длину и ветвление. Почки содержат зачаток побега, прикрытый почечными чешуями. Зачаточный побег может быть вегетативным или генеративным, в соответствии с чем различают вегетативные и генеративные, или цветочные почки. Генеративные почки обычно более крупные и округлые, в сравнении с вегетативными, и чаще располагаются на концах побегов.
В зависимости от расположения на побеге почки делят на верхушечные и боковые. Верхушечные почки располагаются в точках роста побега, а боковые — во всех остальных местах. Боковые почки, расположенные в пазухах листьев, называются пазушными, а разбросанные вне пазух почки относят к придаточным. Например, у бриофиллума они размещаются по краям листьев и со временем превращаются в «детки», осуществляющие вегетативное размножение. При распускании верхушечных почек побег растет в длину, тогда как развитие боковых почек приводит к его ветвлению. Придаточные почки как правило распускаются при повреждении или нарушении роста вышележащих почек.
Стебель
Стебель — осевая часть побега, которая выносит листья к свету, поддерживает генеративные органы, осуществляет транспорт веществ от одних органов к другим, может выполнять запасающую функцию и функцию вегетативного размножения.
Молодые зеленые стебли и стебли кактусов также способны осуществлять функцию фотосинтеза. На поперечном срезе стебли могут иметь округлую, четырехугольную, трехугольную, ребристую и другие формы.
Внутреннее строение стебля. Независимо от формы поперечного сечения и степени одревеснения внутреннее строение побега имеет единый план: снаружи они покрыты покровной тканью, под которой располагаются первичная кора и центральный цилиндр с сердцевиной, что не характерно для корня. У травянистых растений покровная ткань в течение всей жизни представлена кожицей, тогда как у одревесневающих она со временем заменяется пробкой.
Первичная кора несет клетки основной и механической ткани, которые выполняют не только защитную, но и запасающую и фотосинтетическую функции.
Центральный цилиндр содержит луб, или флоэму, и древесину, или ксилему, а также сердцевину. По ситовидным трубкам флоэмы осуществляется нисходящий транспорт воды и растворенных в ней органических веществ из листьев в другие органы растения. У древесных растений он может функционировать несколько лет, а затем сплющиваться. В умеренном климате на зиму луб закупоривается во избежание замерзания.
Функцией ксилемы является восходящий транспорт воды и минеральных солей из корня в побег. Ее проводящие элементы также могут функционировать несколько лет, однако позднее они утрачивают проводящую функцию и превращаются в опорные элементы. Между древесиной и лубом у двудольных растений располагается прослойка камбия, который откладывают новые клетки этих тканей, тогда как у однодольных их нет.
Древесину и луб в направлении от сердцевины к первичной коре пронизывают тяжи основной ткани — сердцевинные лучи, имеющие различную ширину. По ним осуществляется радиальный транспорт веществ.
В зависимости от проводящих тканей в центральном цилиндре выделяют два типа строения стебля: пучковое и непучковое. При пучковом строении ксилема и флоэма собраны в отдельные тяжи — проводящие пучки, пронизывающие стебель, что характерно для многих травянистых растений. Характер прохождения пучков у цветковых растений является одним из диагностических признаков: если пучки расположены по кругу, то это двудольное растение, а если беспорядочно — однодольное.
Для древесных и некоторых травянистых растений характерен непучковый тип строения стебля, при котором древесина и луб закладываются сплошными кольцами, причем древесина располагается ближе к центру стебля, чем луб, а между ними находится кольцо камбия. Ежегодно откладывается новое кольцо древесины, вследствие чего на поперечном срезе древесных растений видны годичные кольца, по которым можно подсчитать приблизительный возраст растения. По ним можно также узнать, какие условия были на планете более-менее продолжительное время назад: более широкие годичные кольца свидетельствуют о благоприятных условиях, а более узкие — о засухах, заморозках и т. д.
В центре стебля располагается сердцевина, представленная основной тканью. Она выполняет запасающую и выделительную функции. Во многих случаях сердцевина разрушается под действием бактерий и грибов, но у некоторых растений она исчезает как следствие расхождения клеток. Например, в соломине злаков все междоузлия полые, тогда как в узлах сохраняются тоненькие пленки. Такое строение стебля помогает злакам поддерживать колос, который может быть в десятки раз тяжелее самой соломины.
Лист
Лист — это боковая часть побега, осуществляющая функцию воздушного питания.
Помимо этого он также осуществляет газообмен с окружающей средой через устьица, в том числе транспирацию, может служить запасающим органом и органом вегетативного размножения.
Морфология листа. Лист состоит из листовой пластинки, черешка, основания листа и прилистников и прикрепляется в узле своим основанием к стеблю. Основание листа — это расширение черешка, которое может разрастаться и образовывать влагалище, охватывающее стебель, как у листьев злаков. При этом влагалище защищает почки и длительно растущие основания междоузлий.
Черешок служит для соединения листа со стеблем. Листья делятся на черешковые и сидячие. Если лист имеет черешок, он называется черешковым, если таковой отсутствует — сидячим.
Прилистники — это парные боковые выросты по бокам основания листа. Обычно они развиваются раньше листовой пластинки и защищают молодой лист, а затем опадают, однако у ряда видов они сохраняются и даже разрастаются настолько, что по размерам превышают сами листовые пластинки. В этом случае они берут на себя фотосинтетическую функцию.
Листовая пластинка — это расширенная плоская наиболее важная часть листа, в которой и происходит фотосинтез.
В зависимости от количества листовых пластинок различают простые и сложные листья. У простых листьев листовая пластинка на черешке только одна, и она опадает вместе с ним, тогда как на сложном листе размещается несколько листовых пластинок, каждая из которых может опадать самостоятельно. Сложные листья классифицируют по количеству и размещению листовых пластинок. К ним относят пальчатые, непарноперистосложные и парноперистосложные листья. У пальчатых листьев все листовые пластинки отходят от одной точки общего черешка, а у перистосложных — из разных точек, у непарноперистосложных листьев этот черешок заканчивается непарным листочком, тогда как у парноперистосложных он отсутствует.
Формы листовых пластинок поражают своим разнообразием, среди них есть игловидные, ланцетные, стреловидные, копьевидные, щитовидные, сердцевидные, почковидные, яйцевидные, овальные и т. д.. Листовая пластинка может быть цельной или расчлененной. По степени расчлененности выделяют лопастные, раздельные и рассеченные листья. Листовой край также не всегда бывает ровным, чаще он пильчатый, зубчатый, выемчатый и т. д.
Листья различаются и по характеру прохождения проводящих пучков, или жилок, — жилкованию. Основными типами жилкования являются параллельное, или дуговое, и сетчатое (перисто-сетчатое и пальчато-сетчатое). Они имеют существенное значение в определении принадлежности растений к классам покрытосеменных (двудольных и однодольных). От основных жилок листа берут начало более мелкие жилки, соединяющиеся между собой тонкими перемычками.
Окраска, консистенция и другие характеристики листа также существенно варьируют. Если у алоэ лист мясистый, сизоватый, то у кувшинки он тонкий и имеет темно-зеленый цвет. Некоторые листья покрыты опушением, что служит защитой их от избыточного испарения.
Листья бывают крошечными, как у вольфии бескорневой, так и гигантскими многометровыми, как у пальм или виктории амазонской, способной выдерживать массу до 40 кг.
Внутреннее строение листа. Снаружи лист покрыт кожицей, снабженной устьицами и покрытой кутикулой. Толщина кожицы и покрывающей ее кутикулы, форма замыкающих клеток устьиц, их расположение на листе, а также наличие различных волосков, железок и т. д. зависит от вида растения и условий его произрастания.
Мякоть листа представлена основной тканью, выполняющей функцию фотосинтеза. Большинство растений имеют две разновидности этой ткани — столбчатую и губчатую. Столбчатая, или палисадная паренхима, расположена в 1–2 ряда под верхней кожицей листа, содержит много хлоропластов и осуществляет функцию фотосинтеза. Губчатая, или рыхлая паренхима, образует нижнюю часть листа и имеет большие межклетники. Она обеспечивает не только фотосинтез, но и газообмен в листе, в том числе процесс транспирации. По ней также осуществляется транспорт веществ из палисадной паренхимы.
Паренхима пронизана проводящими пучками — жилками. По проводящим элементам ксилемы в лист поступают вода и растворенные в ней минеральные соли, а по флоэме происходит отток синтезированных в нем органических веществ в молодые растущие и запасающие органы. Механические элементы придают прочность и упругость листовой пластинке. Таким образом, жилки выполняют как проводящую, так и опорную функции.
У многих растений можно наблюдать видоизменения листа, обусловленные выполняемыми ими функциями. К ним относятся колючки кактуса, усики гороха, мясистые листья суккулентов, ловчие листья кувшиночников и др.
Видоизменения побега. Видоизменениям подвержены не только листья и стебли, но и побеги в целом. К ним относятся корневища, клубни, луковицы, столоны, колючки боярышника, усики тыквенных, кочаны капусты и даже соцветия.
Корневище — это видоизмененный побег, выполняющий функции запасания и вегетативного размножения. От корня его отличает то, что на нем видны листовые следы, а нарастание происходит в сторону образования надземного побега, тогда как старая часть постепенно отмирает. На корневище образуются многочисленные придаточные корни. Корневища имеются у ириса, купены, ландыша и др.
Клубень — это видоизмененный побег, также выполняющий функции запасания и вегетативного размножения. Он имеет листовые следы («бровки») и боковые почки («глазки»). Подземные клубни есть у картофеля, а надземные характерны для капусты кольраби.
Луковица в основном служит для переживания неблагоприятных условий и вегетативного размножения. Ее стебель сильно укорочен и превращен в донце, а в листьях-чешуях накапливаются питательные вещества в растворенном виде. Почки спрятаны в пазухах листьев. Луковицы характерны для лука репчатого, чеснока и др.
Столоны — это подземные или надземные побеги, служащие для вегетативного размножения. На подземных столонах картофеля закладываются и развиваются клубни, а на надземных ползучих столонах («усах») земляники формируются новые розетки.
Цветок
Цветок — это сложный репродуктивный орган покрытосеменных растений, представляющий собой укороченный и видоизмененный побег.
Исключительность цветка как генеративного органа состоит в том, что он совмещает в себе все функции бесполого и полового размножения.
Цветок состоит из цветоножки, цветоложа, околоцветника, тычинок и пестиков. При этом цветоножка и цветоложе — это видоизмененный стебель, тогда как остальные части цветка — видоизмененные листья.
В зависимости от размещения на побеге цветки делятся на верхушечные и боковые. Верхушечными называют цветки, располагающиеся на верхушке побега, а боковыми — находящиеся в пазухе листа.
С помощью цветоножки цветок крепится к побегу. На цветоножке могут располагаться один или несколько листочков — прицветников. Если цветоножка отсутствует, то цветок называется сидячим.
Цветоложе служит для прикрепления всех частей цветка, в некоторых случаях оно впоследствии разрастается и образует особую структуру, в которой располагаются плоды, как, например, у шиповника.
Околоцветник служит для защиты генеративной части цветка и привлечения опылителей. Он образован чашечкой и венчиком. Чашечка состоит из чашелистиков, обычно зеленого цвета, служащих для защиты тычинок и пестика от повреждения в бутоне. Чашелистики могут быть раздельными (свободно- или раздельнолистная чашечка) и сросшимися (сростнолистная чашечка).
Венчик образован лепестками, как правило ярко окрашен и обеспечивает привлечение опылителей. Если лепестки венчика срослись, то венчик называется сростно- или спайнолепестным, в противном же случае — раздельнолепестным.
Околоцветник, имеющий и чашечку, и венчик, называется двойным, а образованный только чашечкой или венчиком — простым. Простой околоцветник, представленный зелеными листочками, называется чашечковидным, характерен для крапивы и конопли. А если он представлен иначе окрашенными листочками — это венчиковидный околоцветник (тюльпан, ветреница). Цветки, вовсе не имеющие околоцветника, называются голыми. Такие цветки присущи в основном ветроопыляемым растениям, в том числе древесным.
В зависимости от формы венчики делят на двугубые, мотыльковые, колокольчатые, воронковидные, колесовидные, гвоздевидные, язычковые, трубчатые и др.
В цветках могут быть также специальные железки, волоски и нектарники, выделяющие пахучие вещества — эфирные масла и сладковатую жидкость — нектар, служащие для привлечения опылителей.
Непосредственно генеративная сфера цветка представлена тычинками и пестиками. Тычинки в цветке могут срастаться или оставаться свободными. Совокупность тычинок в цветке называется андроцеем. Каждая тычинка состоит из тычиночной нити, пыльников и связника.
В гнездах пыльников образуется пыльца. Пыльцевое зерно покрыто плотной оболочкой, позволяющей пыльце длительное время сохранять способность к прорастанию. Повышение влажности приводит к растрескиванию этой оболочки, поэтому большинство растений имеет приспособления для защиты пыльцы в цветке от дождя, как, например, поникание цветка или самих тычинок.
Пестик является наиболее важной частью цветка, из которой впоследствии формируется плод. Пестик или пестики располагаются обычно в центре цветка и состоят из завязи, столбика и рыльца. Завязь может содержать один или несколько семязачатков, поэтому ее называют одно- или многогнездной. Совокупность пестиков в цветке называется гинецеем.
Если завязь не срастается с окружающими стерильными частями цветка, а возвышается над цветоложем, ее называют верхней. Такая завязь присуща бобовым, пасленовым и др. Если происходит полное обрастание завязи элементами околоцветника или цветоложем, что встречается значительно реже, она называется нижней, как у тыквенных. Между этими двумя вариантами наблюдается огромное количество промежуточных, которые все вместе получили название полунижней завязи (земляника).
Цветок с пестиками и тычинками называют обоеполым. Такие цветки характерны для подавляющего большинства покрытосеменных растений, например вишни, яблони, картофеля и многих других. В том случае, если цветок имеет только тычинки, он называется тычиночным, или мужским, а если только пестики — пестичным, или женским. Раздельнополые цветки имеются у кукурузы и тыквы. Однако встречаются и цветки без генеративных органов, как, например, краевые цветки корзинки подсолнечника — они называются стерильными.
В большинстве случаев раздельнополые цветки располагаются на одном растении, и тогда оно называется однодомным, например кукуруза, дуб, бук, ольха, огурец, тыква, дыня, арбуз. У двудомных же растений мужские и женские цветки находятся на разных растениях — это тополь, облепиха, конопля и др.
Отличительной чертой цветка является упорядоченность расположения его частей: они располагаются не беспорядочно, а чаще всего по спирали или кругами. Вследствие этого через цветок часто можно провести одну или несколько плоскостей симметрии. Если их можно провести несколько, то цветок называется правильным, или актиноморфным (капуста, гвоздика, примула), если только одну — это неправильный, или зигоморфный цветок (горох, соя), а если вообще ни одной — асимметричный (валериана лекарственная).
Формула и диаграмма цветка. Для удобства в систематике растений используют условные записи — формулы и диаграммы цветков.
Формула цветка — это условное обозначение строения цветка буквами, символами и цифрами. Тип цветка обозначается следующим образом: $⚥$ — обоеполый (этот значок в формуле часто опускают), $♀$ — пестичный, $♂$ — тычиночный, $↑$ — актиноморфный, $↓$ — зигоморфный, $↯$ — асимметричный цветок. Чашечка обозначается буквой Ч, венчик — Л, тычинки — Т или А, пестики — П или Г. Количество членов цветка обозначается по нижнему индексу соответствующей буквы. Если их много, то ставится символ бесконечности. Если они срастаются, то цифра берется в круглые скобки. В случае неравноценности членов цветка их указывают по отдельности и соединяют знаком «+».
Другим типом схематического обозначения цветка является диаграмма, которая зачастую даже более информативна, нежели формула, поскольку четко и зримо показывает взаимное расположение в цветке всех его членов. Диаграмма цветка — это тип схематического обозначения цветка, который представляет собой проекцию поперечного разреза генеративного органа. Ось соцветия в диаграмме обозначают маленьким кружком сверху, а кроющий лист — серповидной дугой с килем внизу. У верхушечных цветков ось не обозначают. Так же, как и кроющий лист, обозначают прицветники и чашелистики, а лепестки венчика — серповидными дугами, но без киля. Символом тычинок в диаграмме является фигура, напоминающая пыльник или тычиночную нить, а плодолистика — завязь (кроме того, в завязи могут быть обозначены семязачатки). В случае срастания между собой фигуры, обозначающих их на диаграмме, соединяют дугами.
Соцветия
Только у немногих растений встречаются одиночные цветки (тюльпан, магнолия, мак), чаще они собраны группами, образующими соцветия. Соцветие — это система видоизмененных побегов покрытосеменного растения, несущих цветки. Биологическое преимущество соцветий перед одиночными цветками несомненно, так как огромная масса цветков будет всегда более заметной для опылителей, чем один цветок, а гибель одного цветка в соцветии не приведет к потере наследственной информации данного растения. Кроме того, цветки в соцветии распускаются не одновременно, что еще больше увеличивает шансы на оплодотворение. Количество цветков в соцветии колеблется от 1–3 (горох) до 6 000 000 (пальма корифа). Длина соцветий может достигать 12 м (пальма калафус).
Соцветия делят на простые и сложные. Простым соцветиям свойственна только одна ось соцветия, которая может быть удлиненной или укороченной. К простым соцветиям относят простой колос, початок, кисть, корзинку, щиток, головку, зонтик и др. В простом колосе подорожника многочисленные цветки с едва заметными цветоножками сидят на длинном стебле. В отличие от колоса, в початке кукурузы ось соцветия сильно утолщена, а в головке клевера имеет округлые очертания. В кисти ландыша майского и капусты огородной цветки расположены на хорошо заметных цветоножках, отходящих от длинного стебля. Щиток, характерный для яблони, похож на кисть, однако все его цветки расположены в одной плоскости, хотя цветоножки отходят от оси соцветия в разных местах. Простой зонтик лука, первоцвета домашнего действительно похож на зонтик, «спицы»-цветоножки цветков которого расходятся от верхушки побега. Корзинка подсолнечника и одуванчика лекарственного похожа на один большой цветок. В ней мелкие цветки располагаются по центру утолщенной и расширенной оси соцветия, и защищены зелеными листьями — обверткой.
Сложные соцветия образуются из простых вследствие разветвления главной оси соцветия. Из сложных соцветий чаще всего встречаются сложный колос, сложный зонтик, метелка и сережка. В сложном колосе пшеницы мягкой и ржи посевной на оси соцветия сидят небольшие простые колоски, состоящие из нескольких цветков. Соцветие сложный зонтик, характерное для моркови посевной, укропа огородного и петрушки огородной, образовано несколькими простыми зонтиками, сидящими на укороченной главной оси. Метелка отличается обильным ветвлением и более сильным ветвлением нижних соцветий, вследствие чего сложное соцветие приобретает пирамидальную форму (сирень, мятлик, овес). Она может быть образована такими простыми соцветиями, как простой колос, корзинка и т. д.
Вместе с тем имеются и некоторые соцветия, которые могут быть отнесены как к простым, так и к сложным соцветиям. Например, сережка березы рассматривается как среди первых, так и среди вторых. Как простое соцветие сережка определяется как повислый колос с мягкой осью. Она обычно образована однополыми цветками и после цветения опадает (береза, тополь). Нередко встречаются соцветия со столь сложным строением, что бывает порой даже трудно определить, к какому типу его отнести.
Наиболее древним типом соцветия считают кисть, от которой происходят все остальные типы соцветий.
Семя
Семя — генеративный орган растений, служащий для распространения семенных растений; развивается из семязачатка в результате оплодотворения. Размер, форма и окраска зрелых семян различных цветковых растений поражают своим разнообразием. Наиболее крупные семена имеет сейшельская пальма (до 17 кг), а самые мелкие — грушанки, которые по этому параметру опережают даже орхидей. Чаще всего семена имеют округлую форму, реже встречаются вытянутые или уплощенные.
Снаружи семя покрыто плотной семенной кожурой, которая отграничивает зародыш и запасные вещества от окружающей среды и обеспечивает защиту от различного рода внешних повреждений. Кожура покрыта кутикулой, иногда имеется и восковой слой, которые защищают семена от проникновения влаги. На семенной кожуре в месте прикрепления семени в плоде остается рубчик, рядом с которым часто заметен семявход, служащий для проникновения воды в процессе прорастания семени. Рядом с этим отверстием располагается кончик зародышевого корешка.
Зрелое семя обычно содержит хорошо развитый зародыш со всеми зачатками вегетативных органов: зародышевым корешком, семядолями, зародышевым стебельком, или почечкой. Весь зародыш состоит из образовательной ткани. Он может располагаться как в центре семени, так и на его периферии.
В семенах таких растений, как горох, тыква, томат зародыш имеет два листочка — семядоли, в которых к тому же откладывается запас питательных веществ, поэтому такие растения называют двудольными. У злаков же зародыш, напротив, имеет только одну семядолю, а питательные вещества у них откладываются в эндосперме, занимающем значительную часть внутреннего пространства семени, поэтому их относят к однодольным. Семядоля зародыша злаков называется щитком. Он отделяет зародыш от эндосперма, и в ходе прорастания всасывает из эндосперма питательные вещества, обеспечивая ими зародыш.
Плод
Плод — это генеративный орган растений, представляющий собой видоизмененный в процессе оплодотворения цветок. В его развитии принимают участие различные части цветка, но прежде всего — завязь. Плод образован семенами и трехслойным околоплодником, или перикарпием, который надежно защищает семена от высыхания, проникновения микроорганизмов, механического повреждения, поедания травоядными животными, а иногда и от прорастания. Околоплодник также может способствовать распространению семян, как у сухих вскрывающихся плодов или у сочных, поедаемых птицами и другими животными. Внутренний слой околоплодника довольно часто бывает деревянистым и препятствует поеданию плодов и проникновению к ним влаги. Околоплодник может также срастаться с семенной кожурой, что затрудняет определение принадлежности этих слоев. Количество семян в плодах существенно варьирует от одного до нескольких тысяч, и зависит от количества семязачатков в завязи. Так, у пшеницы только один семязачаток и одно семя, у мака — более 1000, а у орхидей — до 1 млн. Масса плодов может быть различной: от менее чем 1 г у пшеницы до 500 и более килограммов у тыквы.
Существует множество вариантов классификации плодов, в том числе по морфологическим признакам. Согласно этой классификации плоды делят на простые, сборные и соплодия. Простые плоды развиваются из единственного пестика цветка. Они могут быть сухими и сочными, невскрывающимися и вскрывающимися, односемянными и многосемянными.
К сухим относят плоды, все слои околоплодника которых кожистые или деревянистые и плотно срастаются между собой. Они бывают как многосемянными, так и односемянными. В отличие от односемянных плодов, многосемянные сухие плоды как правило являются вскрывающимися. Многосемянными плодами являются листовка, боб, стручок, стручочек и коробочка.
Листовка — это плод, вскрывающийся с одной стороны. Когда он вскрывается, то становится похожим на лист, отсюда и его название. Он характерен для живокости, аконита, калужницы, магнолии и др.
Боб — сухой одно- или многосемянный плод, который одновременно вскрывается и со спинной, и с брюшной стороны, благодаря чему его створки еще и закручиваются, разбрасывая семена, прикрепленные к створкам, в разные стороны, способствуя тем самым их распространению. Такие плоды характерны для семейства бобовых.
Стручок — сухой многосемянный плод, внешне похожий на боб, и вскрывающийся также с двух сторон, но имеющий при этом в середине плода перегородку, к которой и прикрепляются семена. Разновидностью стручка является стручочек, отличающийся только пропорциями. Стручок характерен для капусты, редьки, горчицы, маттиолы и др., а стручочек — для пастушьей сумки, ярутки и др.
Коробочка — это сухой одно-, двух- или многогнездный плод, вскрывающийся вследствие неодновременного высыхания клеток стенки плода в процессе его созревания. Вскрытие происходит различными способами, начиная от крышечки и заканчивая полным растрескиванием коробочки. Плод данного типа характерен для мака, белены, гвоздичных, фиалки и др.
Сухие односемянные плоды обычно не вскрываются, к ним относятся орех, орешек, желудь, семянка, зерновка, крылатка.
Орех — это односемянный плод с жестким деревянистым околоплодником, не сросшимся с семенем. Такие плоды у лещины. Мелкие орехи называют орешками, как у гречихи.
Желудь отличается от ореха менее жестким околоплодником, который окружен у основания чашевидной плюской, как у дуба.
Семянка — это односемянный плод с кожистым околоплодником, не прирастающим к семени, например у подсолнечника.
Крылатка — плод, похожий на семянку по плотности околоплодника, но имеющий тонкий крыловидный вырост, способствующий распространению плода. Крылатки характерны для вяза, клена и ясеня.
Зерновка — односемянный плод, околоплодник которого срастается с семенной кожурой, что характерно для злаков.
Сочные плоды отличаются от сухих тем, что имеют хотя бы один слой околоплодника не кожистой или деревянистой консистенции. К сочным плодам относятся ягода, тыквина, яблоко, земляничина, костянка, померанец.
В костянке наружный слой околоплодника тонкий и кожистый, средний — мясистый и сочный, а внутренний — деревянистый, образующий косточку (вишня, слива). Иногда костянки бывают сухими (миндаль, грецкий орех, кокосовая пальма). Костянки односемянны, тогда как многосемянные костянки относятся к сборным плодам.
В ягодах, в отличие от костянок, не образуется косточек: многочисленные семена погружены в мясистые средний и внутренний слои околоплодника (крыжовник, смородина, виноград, баклажан).
Тыквина — разновидность ягоды, имеет жесткий наружный слой околоплодника, мясистый средний и сочный внутренний (огурец, тыква, арбуз, дыня).
Яблоко — тип плода, в образовании которого, помимо завязи, принимают участие цветоложе, а также основания чашелистиков, лепестков и нижние части тычинок. Плод имеет сочный и мясистый средний слой околоплодника, тогда как внутренний — твердый и кожистый (яблоня, груша, айва, рябина и др.)
Яблоко — тип плода, в образовании которого, помимо завязи, принимают участие цветоложе, а также основания чашелистиков, лепестков и нижние части тычинок. Плод имеет сочный и мясистый средний слой околоплодника, тогда как внутренний — твердый и кожистый (яблоня, груша, айва, рябина и др.)
Цветок
Цветок представляет собой видоизмененный укороченный побег, приспособленный для образования спор, половых клеток (гамет) и перекрестного опыления. После опыления и последующего полового процесса (оплодотворения) образуются семена и плоды. Таким образом, цветок является репродуктивным органом, все части которого приспособлены к функции размножения и воспроизведения.
Стеблевая часть цветка представлена цветоножкой и цветоложем, на котором расположены видоизмененные листья (цветолистики): чашелистики, лепестки, тычинки, пестики. Чаще они располагаются кругами (мутовками) в несколько рядов.
Чашелистики образуют чашечку, лепестки – венчик. Венчик и чашечка являются составными частями околоцветника. Околоцветник выполняет защитную функцию и функцию привлечения опылителей. Чаще всего он состоит из различно окрашенных чашелистиков и лепестков, его называют двойным. Если околоцветник окрашен в один цвет, то его называют простым. Простой чашечковидный околоцветник имеет обычно зеленый цвет, простой венчиковидный окрашен ярко. Цветки, не имеющие околоцветника, называют голыми (мужской и женский цветки). Чашелистики бывают свободными или с более или менее сросшимися основаниями. Венчик состоит из ярко окрашенных лепестков (часто они крупнее чашелистиков) — свободнолепестных или сростнолепестных.
Главными частями цветка являются тычинки и пестики. Цветки, имеющие тычинки и пестики, называют обоеполыми (гермафродитами). Раздельнополые содержат или только тычинки, или только пестики. Поэтому различают соответственно цветки тычиночные (мужские) и пестичные (женские). Растения с тычиночными и пестичными цветками на одном экземпляре называют однодомными, а растения, несущие только тычиночные или пестичные цветки — двудомными. Так, ива, тополь, финиковая пальма относятся к числу растений, у которых одни особи несут только тычиночные цветки, а другие — только пестичные.
|
Тычинка |
Пестик |
|
|
Внешнее строение |
Тычинка (мужская часть цветка) состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить чаще простая, неветвящаяся. Если тычиночная нить отсутствует, то тычинку называют сидячей. |
В самом центре цветка располагается один или несколько пестиков. Пестик состоит из завязи, столбика и рыльца. Иногда столбик отсутствует, тогда рыльце будет сидячим. Рыльце обычно выделяет липкую жидкость для улавливания и удержания пыльцевых зерен. В зависимости от числа несообщающихся между собой гнезд завязи бывают одногнездными и многогнездными. |
|
Внутреннее строение |
Пыльник, как правило, состоит из двух половинок (тек), каждая из которых содержит по два пыльцевых гнезда (микроспорангия). Таким образом, у подавляющего большинства цветковых растений тычинка несет четыре микроспорангия. Из клеток спорогенной ткани пыльника сначала образуются материнские клетки пыльцы. |
Внутри завязи образуются семяпочки, где расположен женский спорангий (мега— или макроспорангий). Он окружен одним или двумя интегументами (покровами). Как правило, каждая семяпочка содержит одну диплоидную материнскую клетку макроспоры, которая в результате мейоза образует четыре гаплоидные макроспоры. Лишь одна из них становится археспориальной и развивается в макрогаметофит, а три других разрушаются.
|
|
Развитие микро- и мегаспор |
В результате мейоза каждая материнская диплоидная клетка пыльцы образует четыре гаплоидных микроспоры, которые после митотического деления ядра превращаются в микрогаметофиты (или пыльцевые зерна пыльцы). При митотическом делении ядра образуется крупное ядро пыльцевой трубки (вегетативное ядро) и меньшее по размерам генеративное ядро. В большинстве случаев на этой стадии пыльца освобождается из пыльника и переносится на рыльце пестика того же или ближайшего цветка. Строение пыльцы довольно однообразно, но покровы ее отличаются разнообразием. |
В типичном случае макроспора увеличивается в размерах и ее ядро делится три раза подряд митозом. Образующийся макрогаметофит, называемый зародышевым мешком, представляет собой восьмиядерную клетку с четырьмя ядрами у каждого конца. По одному ядру с каждого конца перемещаются к центру (эти ядра называются полярными). Одно из трех ядер, находящееся на том конце спорофита, где расположено микропиле (вход в семяпочку), становится ядром яйцеклетки, а два других (синергиды) и три ядра (антиподы), находящиеся на другом конце, в последующем (после оплодотворения) исчезают. |
Число членов каждой части цветка обозначается цифрами. Строение цветка можно выразить в виде формулы, введя обозначения для каждой части:
calyx (Ca) — чашка (Ч);
corolla (Co) — венчик, лепестки (Л);
androecium (A) — андроцей, тычинки (Т);
gynoecium (G) — гинецей, пестик (П).
Если число членов цветка одного и того же вида непостоянно (больше 12), то оно обозначается значком ∞. В случае срастания между собой цветолистиков число заключается в
скобки.
Например, для розоцветных формула цветка будет иметь следующий вид: 
, а для гороха — 
.
Еще более полное представление о строении цветка дает диаграмма, являющаяся проекцией цветка на плоскость, перпендикулярную к его оси. Диаграмма отражает не только наличие частей цветка и число членов, но и их расположение относительно друг друга. Члены цветка обозначаются строго определенными значками.
Цветки располагаются на растении либо одиночно (крупные и чаще яркие), либо собраны в соцветия. Соцветие — это побег или система побегов, несущих цветки. Биологическое преимущество соцветий перед одиночными цветками несомненно, поскольку повышается гарантия опыления, поскольку насекомое посетит в единицу времени больше цветков, если они собраны в соцветия, кроме того, уменьшается вероятность повреждения цветов неблагоприятными факторами среды, особенно при распускании цветков. Цветки, собранные в соцветия, более заметны среди зелени листьев, нежели одиночные цветки. Многие поникающие соцветия легко раскачиваются под влиянием движения воздуха, способствуя тем самым рассеиванию пыльцы. Различают два типа соцветий: простые, в которых цветки (с цветоножками или без них) располагаются непосредственно на главной оси, и сложные, в которых цветки располагаются на разветвленной главной оси (оси второго, третьего порядков). По характеру ветвления различают соцветия с моноподиальным ветвлением (каждая ось соцветия формируется за счет деятельности одной апикальной меристемы, и является побегом одного порядка) и соцветия с симподиальным ветвлением (представляют собой совокупность побегов нескольких порядков).
Соцветия с моноподиальным ветвлением:
Капуста, ландыш, Подорожник Белокрыльник, Примула, Груша Клевер Ромашка
Черемуха кукуруза вишня астра.
- Сложные:
Сложный зонтик пшеница, ячмень, рожь Сложная кисть Метелка
морковь, петрушка донник сирень, рябина, яблоня
Соцветия с симподиальным ветвлением:
Завиток Извилина
зверобой петуния, незабудка
После созревания пыльцы пыльники лопаются и пыльца попадает на рыльце пестика — происходит опыление. Различают два вида опыления: самоопыление и перекрестное опыление. Самоопыление осуществляется только в обоеполых цветках. Особенно оно хорошо выражено у нераскрывающихся цветков. Преимущество самоопыления, ведущего к самооплодотворению, состоит в том, что оно более надежно, особенно в тех случаях, когда представители данного вида встречаются относительно редко и на больших расстояниях один от другого. Самоопыление не зависит от внешних агентов (ветер, насекомые), но может приводить к уменьшению жизнеспособности.
Перекрестное опыление происходит с помощью ветра, воды, насекомых, птиц и др. Оно более прогрессивно, поскольку происходит обновление наследственного (генетического) материала, а это открывает более широкие возможности в приспособлении к различным условиям существования. Подавляющее большинство растений имеет перекрестное опыление. Широко известны приспособления цветков к определенным насекомым-опылителям (клевер, орхидея и др.). Различают две формы перекрестного опыления: соседнее, когда опыление осуществляется в пределах одного растения, но пыльца с одного цветка попадает на рыльце другого, и собственно перекрестное, когда пыльца с одной особи переносится на рыльце цветка другой особи. Для предотвращения самоопыления у растений выработались разнообразные приспособления: разновременное созревание тычинок и пестиков в обоеполом цветке; в обоеполых цветках пестики с длинными столбиками, а тычинки с короткими тычиночными нитями или наоборот.
Перекрестное опыление возможно благодаря насекомым, ветру, животным, воде. Животными опыляются тропические растения. Распространено опыление колибри, цветочницами, нектарницами, а также есть случаи опыления летучими мышами. Опыление с помощью воды характерно для роголистников, наяд, водяной чумы и др. Самыми распространенными являются опыление с помощью ветра и насекомых. Первоначально пыльцевые зерна разносились ветром, но в ходе эволюции стали появляться растения, использующие для этой цели насекомых как более надежный способ переноса пыльцы.
Типичные различия между ветроопыляемыми и насекомоопыляемыми цветками следующие:
Ветроопыляемые
- малозаметные цветки с мелкими лепестками или их нет;
- лишены запаха
- не имеют нектарников
- рыльце крупное, многолопастное, свешивается из цветка для захвата пыльцы
- тычинки свешиваются из цветка наружу так, что пыльца высыпается
- пыльники подвижные (прикрепляются к тычиночным нитям в средней части — легко раскачиваются)
- производят большое количество пыльцы, т.к. потери велики
- пыльцевые зерна мелкие, легкие, с сухими гладкими стенками
- строение цветка очень простое
- цветки располагаются выше листьев или появляются раньше листьев
Насекомоопыляемые
- цветки с крупными яркими лепестками, хорошо заметны. Если цветки невзрачные, то могут быть собраны в соцветия
- издают запах
- нектарники в цветках имеются
- рыльце в пестике маленькое, не выступающее из цветка, выделяет клейкое вещество, к которому прилипает пыльца
- тычинки находятся внутри цветка
- пыльники неподвижные, срастаются с тычиночной нитью
- производят небольшое количество пыльцы
- пыльцевые зерна тяжелые, крупные, имеют шипики на стенках, клейкие
- строение цветка часто усложненное, приспособлено к переносу пыльцы каким-либо определенным видом насекомого (орхидеи, клевер и т.д.)
- расположение цветков по отношению к листьям закономерностей не имеет, но часто цветки – выше листьев
В результате опыления пыльца попадает на рыльце пестика и прорастает в завязь. Попав на рыльце, пыльца прорастает с помощью пыльцевой трубки по столбику вниз к семяпочке, расположенной в завязи пестика. Кончик пыльцевой трубки выделяет ферменты, растворяющие клетки столбика, что создает возможность для дальнейшего ее прорастания. Генеративное ядро мигрирует в пыльцевую трубку с образованием двух ядер спермиев (митоз генеративного ядра). В результате зрелый мужской гаметофит состоит из двух клеток (генеративной и пыльцевой трубки), ядра трубки и двух ядер спермиев. Проникнув в макрогаметофит через микропиле, кончик пыльцевой трубки лопается и оба генеративных ядра проникают в макрогаметофит. Перед оплодотворением полярные ядра образуют одну диплоидную клетку, каждая из шести оставшихся окружается цитоплазмой и образует клетку. Формируется восьмиядерная семиклеточная структура зрелого женского гаметофита. Одно из ядер спермиев перемещается к ядру яйцеклетки и сливается с ним, образуя диплоидную (2n) зиготу, давая начало новому поколению спорофита. Другое
генеративное ядро (спермий) перемещается к двум полярным ядрам, все три ядра сливаются и образуют ядро эндосперма, содержащее тройной набор хромосом (Зn). Описанное явление двойного оплодотворения, приводящее к возникновению диплоидной зиготы и триплоидного эндосперма, специфично и характерно для цветковых растений. Открытие двойного оплодотворения принадлежит русскому ученому академику С.Г.Навашину (1898 г.). Триплоидность эндосперма впервые была доказана его сыном А.С.Навашиным в начале ХХ века. После двойного оплодотворения из зиготы образуется зародыш (2n), из триплоидной клетки — эндосперм (запасающая ткань, Зn), из покровов — семенная кожура (2n), а из всего семязачатка — семя. Синергиды и антиподы после оплодотворения растворяются, а питательные вещества используются при развитии зародыша, иногда они могут превращаться в запасающую ткань.
Орган представляет собой обособленную часть организма растения, имеющую определенное строение и выполняющую ряд функций. Тело высших растений можно разделить на
вегетативные (от лат. vegetare — расти) и генеративные (лат. generate порождать, производить) органы.
Вегетативные органы
Эти органы — базис, без которого растение существовать не может, они выполняют жизненно важные функции. Перечислим вегетативные органы (с их функциями вы подробнее
познакомитесь в следующих темах, сейчас мы заложим фундамент для их изучения):
- Корень
- Побег
- Лист
- Стебель
Состоит из стебля с расположенными на нём листьями и почками. Запишите себе такую «биологическую» формулу: побег = «стебель + листья + почки». Вы поймете
в следующих темах, насколько вам пригодится эта формула 
Имеет радиальную симметрию, растет вверх, против силы тяжести (отрицательный геотропизм). На стебле формируются листья, цветки, плоды.
Все вегетативные органы способны к бесполому (вегетативному) размножению. Так, у срезанной ветки растения, поставленной в воду, начинают развиваться придаточные корни,
и, если такую ветку поместить в землю, создав оптимальные условия, она прорастет в новое растение. Такие же возможности открываются у корня, который разделили надвое,
или у листа, поставленного в воду.
Вегетативные способы размножения растений
Вегетативное размножение изобретено природой, а не садоводом! Однако способы, до которых додумалось человечество в отношении цветковых растений, не могут не
вдохновлять. Многие из них покажутся чудом, что ж давайте их классифицировать!
- Прививка
- Размножение клубнелуковицами
- Размножение клубнями
- Размножение корнеплодами
- Размножение корневищами
- Размножение усами (столонами)
- Размножение отводками
- Размножение черенками
- Размножение луковицами
- Размножение делением кустов
Выполняется путем плотного сопоставления частей разных растений. Главное условие, для того чтобы части срослись —
срастание тканей сосудистого камбия. Выделяется подвой и привой.
Подвой — это растение с сохраненным стеблем и корневой системой, на которое
«подселяют» привой — прививаемые стебель, листья и цветки, также плоды.
Увеличение количества клубнелуковиц происходит путем образования нескольких дочерних (деток). Клубнелуковицы образуют гладиолус,
шафран и другие растения.
Корневые клубни есть, в частности, у георгина, чистяка, батата. Хороший садовод знает, что из каждой почки на клубне может начать развитие новое растение,
так что для размножения нужного сорта перед посадкой клубень разрезают на несколько частей по числу глазков.
С целью размножения растений корнеплодами (свекла, редис, морковь)
листья у корнеплодов-маточников обрезают таким образом, чтобы оставить черешки длиной 1-2 см и верхушечную почку,
из которой будет развиваться новое растение.
Небольшого участка корневища для вегетативного размножения вполне достаточно, главное, чтобы этот участок содержал почку. Корневищные растения отличаются крайне быстрым
распространением на территории, ежегодный прирост одного корневища пырея ползучего может достигать 30 — 40 см. Разветвленная сеть корневищ в почве скрепляет ее, подобно сетке, в связи с этим такие растения активно используют для укрепления оврагов, сыпучих берегов, для предотвращения оползней.
Весьма эффективный способ размножения (к примеру, один экземпляр земляники за два года дает начало в среднем 200 новым растениям) и расселения (куст земляники за год заселяет 1,5 м2 окружающей территории).
Отводком называют однолетний побег, прижатый к почве и в этом месте присыпанный землей. В присыпанной части из побега развиваются придаточные корни, и
формируется новое растение.
Довольно часто для искусственного вегетативного размножения применяют черенки — отрезки, отделенные от родительского растения. В зависимости от места взятия черенка, различают: корневые, стеблевые и листовые черенки.
Каждый год из луковицы можно выделять дочерние луковички, которые также называют детками.
От материнской луковицы можно отделить сразу несколько деток.
Такой способ применяют весной или ближе к осени, в отношении кустарников для увеличения посадочного материала нужных сортов кустарников.
Куст необходимо разделить так, чтобы у каждой части остались надземные побеги и собственная корневая система.
Генеративные органы
Основная функция генеративных органов — семенное размножение растений, или половое. Генеративных органа три:
- Цветок
- Семя
- Плод
При половом размножении происходит слияние гамет, в результате которого образуется зародыш. Органом полового размножения
покрытосеменных растений является цветок, который подробно освещен в соответствующей теме.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2023
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Решаем САМЫЕ СЛОЖНЫЕ задания по БОТАНИКЕ | ЕГЭ по биологии 2023
Канал видеоролика: Сдача ЕГЭ, подготовка к ВУЗу
Смотреть видео:
#биофак #биологияегэ #мисис #рхту #сфу #пгниу #кубгу #мгавмиб #егэ_биология
Свежая информация для ЕГЭ и ОГЭ по Биологии (листай):
С этим видео ученики смотрят следующие ролики:
12 ВАРИАНТ: решаем и разбираем сложные задания! Сборник Рохлов ЕГЭ ПО БИОЛОГИИ 2023
Сдача ЕГЭ, подготовка к ВУЗу
Тема: «Самые сложные задания из сборника ФИПИ» | ЕГЭ БИОЛОГИЯ 2019 | Онлайн-школа СОТКА
Биология ЕГЭ сотка
Самые сложные задания ЕГЭ из открытого банка ФИПИ
Екатерина Лунькова
Самые сложные темы по биологии и грамотный подход к изучению | ЕГЭ БИОЛОГИЯ 2021| Онлайн-школа СОТКА
Биология ЕГЭ сотка
Облегчи жизнь другим ученикам — поделись! (плюс тебе в карму):
11.11.2022
- Комментарии
RSS
Написать комментарий
Нет комментариев. Ваш будет первым!
Ваше имя:
Загрузка…