Что созревает в завязи пестика
Естествознание.ру
Цветок: строение и участие в размножении
Розы прививают любовь к природе, а шипы — уважение.
Царство растений огромно. В него входят мхи, папоротники, хвощи, плауны, голосеменные и цветковые растения. Все живое способно размножаться, то есть воспроизводить себе подобных особей. Растения — не исключение.
Откуда берутся яблоки, сливы и баклажаны? Сначала появляются цветки и соцветия. Отцветая, они оставляют завязи плодов. Плоды наливаются, в них созревают семена. Под кожурой семени находится зародыш — растительный эмбрион с запасом питательных веществ. Он терпеливо сидит в своей оболочке, ожидая, пока семя окажется во влажной земле или рыхлом дерне. После этого из семени проклевываются корешок и первые нежно-зеленые листики. Так рождается новое растение.
Но как же происходит процесс оплодотворения? На самом деле все гораздо сложнее, чем может показаться. Для чего деревья и травы из года в год радуют нас яркими душистыми соцветиями? Цветок — важный орган растения, орган размножения. Он дает растению возможность оставить после себя потомство.
Деревья могут вегетативно размножаться с помощью укоренения веток. Прижатые к почве, они пускают корни и развиваются в отдельное растение.
Цветок — это видоизмененный укороченный побег растения. Он нужен для семенного размножения. Как любой побег, цветок развивается из почки. Его стеблевая часть представлена цветоножкой, верхнюю часть которой называют цветоложем. Чашечка, венчик, тычинки и пестики — это видоизмененные листья. Цветок снаружи окружает околоцветник. Он защищает внутреннюю часть цветка от внешних воздействий. Кроме того, яркие лепестки привлекают насекомых-опылителей.
Если околоцветник образуют чашелистики и лепестки, то это — двойной околоцветник. У цветов яблони имеются как лепестки, так и ча0елистики — у них двойной околоцветник. Околоцветник, состоящий из более или менее одинаковых лепестков, называют простым. Например, цветок тюльпана состоит из одинаковых лепестков — у него простой околоцветник. Цветки некоторых растений вообще не имеют развитого околоцветника. У цветков ивы он напоминает чешуйки. Такие цветки называют голыми.
В середине цветка находятся репродуктивные части цветка: пестик и тычинки. Именно они играют главную роль в процессе размножения. В них созревают половые клетки — гаметы. Пестик состоит из трех частей: завязи, столбика и рыльца. В пестике образуются женские половые клетки. Тычинка состоит из пыльника и тычиночной нити. В ней образуются мужские половые клетки — пыльца.
Цветки раскрываются и закрываются лишь в определенное время суток:
С полудня и до вечера венчики постепенно начинают никнуть. Цветочное ориентирование во времени обнаружил Карл Линней (1707-1778, шведский ученый и медик). В 1720 году он создал первые в мире цветочные часы. Их циферблат состоял из нескольких секторов, в каждом росли определенные цветы. По ним можно было определять время с погрешностью в полчаса.
Пример цветочных часов
Как известно из вышесказанного, в мире флоры есть растения-мальчики и растения-девочки. У них тычиночные цветки расположены на одних растениях, а пестичные — на других. Для того чтобы мужские гаметы попали на женское растение и наоборот, такие экземпляры нуждаются в помощи опылителей: ос, пчел, шмелей и мух.
Существуют и однодомные растения. У них однополые мужские тычиночные цветки и женские пестичные находятся на одном и том же растении. К однодомным относятся береза, орешник, дуб, бук, тыквенные и многие виды осоки.
Цветки большинства растений имеют и тычинку, и пестик. Такие цветки называют обоеполыми. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пестики — пестичные цветки, а другие — только тычинки — тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.
Существуют виды, у которых на одном растении есть сразу обоеполые и однополые цветки. Это многобрачные (полигамные) растения. К ним относятся гречиха, ясень, георгина и дыня.
Биология (6 класс)/Цветок и плод
Содержание
Цветок
Цвето́к — сложный орган семенного размножения цветковых (покрытосеменных) растений.
В определённую пору жизни зацветает каждое цветковое растение. После того, как цветок отцветает, на его месте развивается плод. В плоде развиваются одно или несколько семян. Размножение растений семенами называется семенным размножением. Все цветковые растения размножаются семенами, в том числе те, которые могут размножаться вегетативно.
Венчик цветка может состоять из нескольких несросшихся лепестков (как у вишни). У многих растений лепестки в нижней части срастаются в трубку (примула, паслен чёрный и др.).
Околоцветник считается простым, если все его листочки более-менее одинаковы, и здесь нет ни чашечки, ни венчика. Такой околоцветник чаще всего встречается у однодольных растений(лилия, тюльпан).
Большая часть цветковых растений имеют как тычинки так и пестики. Такие цветки называются обоеполыми. У некоторых растений одна часть цветков имеет только пестики. Такие цветки называются пестичными. Другая часть цветков имеет только тычинки. Это тычиночные цветки. Такие цветки называются разнополыми.
Соцветия
Соцве́тие (лат. inflorescentia) — группа цветков, расположенных близко друг к другу в определённом порядке.
Простые — соцветия, в которых на главной оси располагаются одиночные цветки и, таким образом, ветвление не превышает двух порядков (например, гиацинт, черёмуха, подорожник и др.).
Сложные — соцветия, в которых на главной оси располагаются частные соцветия, то есть ветвление достигает трёх, четырёх и более порядков (например, сирень, бирючина, калина и др.).
Простые соцветия бывают сгруппированы в сложные.
Сложный колос. Пшеница
Сложный колос. Рожь
Простой зонтик. Примула
Сложный зонтик. Морковь
Сложный зонтик. Петрушка
Корзинка. Подсолнечник однолетний
Перекрестное опыление насекомыми
Имеются в природе растения, которых опыляют только определённые насекомые. Львиный зёв опыляется только шмелями.
Нектар и пыльца служит пчёлам едой. Перелетая с цветка на цветок, они опыляют цветки. Поэтому ульи с пчёлами специально привозят в сады во время цветения. Пчёлы опыляют каждый цветок и урожай плодов повышается
Перекрёстное опыление ветром. Самоопыление
Опыление может происходить с помощью ветра. Такой способ опыления очень распространён у злаков, большинства хвойных и многих лиственных деревьев. Растения, опыляемые ветром чаще всего растут большими скоплениями.
У ветроопыляемых растений созревает очень много пыльцы. Большая её часть пропадает, не опыляя цветков. Большинство растений, опыляемых ветром цветут рано весной, до распускания листьев. Так, листья не мешают их опылению. У растений, опыляемых ветром всегда невзрачные, часто мелкие цветки, пыльники расположены на длинных свисающих нитях, мелкая, сухая пыльца.
Искусственное опыление
Искусственное опыление — это перенесение пыльцы с тычинок на пестики цветков при посредстве человека.
Обычно пыльцу переносят чистой и сухой мягкой кисточкой. Иногда цветки растений, которых собираются опылять искусственно, готовят заранее. Осторожно открыв бутон, удаляют из них тычинки, для того, чтобы они не самоопылились. На бутоны одевают марлевые мешочки, чтобы ветер или насекомые не занесли пыльцу. когда бутоны распустятся, на рыльца наносят заранее приготовленную пыльцу.
Тычиночные цветки созревают раньше, чем пестичные цветки этого же растения. Но в безветренную погоду пыльца осыпается, и урожай получается низким.
Оплодотворение у цветковых растений
При опылении пыльцевые зёрна попадают на рыльца. Пыльцевое зерно одето оболочкой. Поверхность оболочки может быть гладкой, или неровной и покрытой разнообразными шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. У многих растений пыльцевые зерна в форме шариков.
На всей поверхности рыльца выделяется липкая жидкость, помогающая удерживать пыльцу. Пылинка, попадая на рыльце прорастает в очень тонкую и длинную пыльцевую трубку. Она прорастает между клетками рыльца, затем столбика и в конечном итоге врастает в полость завязи.
В этой полости находятся семязачатки (семяпочки). У разных растений число семязачатков в завязях различно. Оно может достигать от одного (пшеница, ячмень, рожь, вишня), до нескольких десятков (хлопчатник), и даже нескольких тысяч (мак).
Пыльцевое зёрнышко попадает на рыльце пестика и прорастает. Пыльцевая трубка растёт, и по ней из пыльцевого зерна перемещаются две клетки. Они имеют крупные ядра. Это спермии. Они всё время держатся вконце пыльцевой трубки.
Образование семян и плодов
После оплодотворения яйцеклетка делится на две клетки. Затем эти две клетки снова делятся каждая на две и т. д. в результате многократного деления клеток развивается зародыш нового растения.
Самая крупная клетка семязачатка, которая слилась со вторым спермием, тоже делится так, как яйцеклетка. Из неё развиваются клетки эндосперма. В эндосперме накапливаются запасы питательных веществ. Этими питательными веществами эндосперм снабжает зародыш.
Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. В итоге, после оплодотворения из одного семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры(изменённый покров семязачатка) и зародыша(слияние яйцеклетки с первым спермием).
После того, как произошло опыление и оплодотворение, к завязи притекают питательные вещества. Затем завязь постепенно развивается в спелый плод. Из её стенок развивается околоплодник, который будет защищать семена от внешних неблагоприятных воздействий. Бывает, что в образовании плода принимают и другие части цветка.
Все спелые плоды можно разделить на сухие и сочные по характеру околоплодника. Односемянный плод образуется если в завязи одна семяпочка, многосемянный, если много почек. Плоды, у цветковых растений могут быть четырёх типов: сочные односемянные, сухие односемянные, сочные многосемянные и сухие многосемянные.
Когда семена созревают в сухих плодах (боб, стручок, разнообразные коробочки), околоплодник должен вскрыться, чтобы семена рассеялись. Некоторые коробочки и бобы разбрасывают семена.
Семена сухих многосемянных плодов имеют сильную семенную кожуру. Она защищает эти семена после того, как они высеялись из плода.
Односемянные сухие плоды (орехи, зерновки) не вскрываются, потому что эти плоды рассеиваются сами вместе с семенами. Их околоплодники разрываются только тогда, когда прорастают семена. У такого плода слабо развита семенная кожура, потому что околоплодник развит достаточно хорошо.
Bio-Lessons
Образовательный сайт по биологии
Опыление и оплодотворение растений. Половое размножение
Половое размножение характерно для большинства растений, за исключением некоторых водорослей.
Опыление — это перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают перекрестное опыление и самоопыление (рис.1).
Рис.1 Виды опыления цветковых растений
При самоопылении происходит перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика в пределах одного и того же цветка.
В природе самоопыление происходит редко, зачастую еще в бутонах, до раскрытия цветка (пшеница, горох, фасоль, фиалка, томат). Главное преимущество самоопыления — оно не зависит от погодных условий и насекомых, поэтому осуществляется при любых условиях. Не все обоеполые цветки являются самоопыляющимися. Большинство растений дают полноценные семена только при перекрестном опылении.
Опыление, при котором пыльца тычинок одного цветка попадает на рыльце пестика другого, называют перекрестным. Перекрестное опыление осуществляется насекомыми и ветром. Реже — птицами, летучими мышами и водой.
Строение цветков насекомоопыляемых растений разнообразно (вишня, слива, яблоня, сирень, роза и многие другие). Они имеют ярко окрашенный или белый венчик и сильный запах. Цветки крупные или собраны в соцветия.
Запах цветков и их яркая окраска привлекают насекомых. Пчелы, шмели, мухи, бабочки, жуки и муравьи питаются пыльцой и нектаром цветка. Нектарники, расположенные в глубине цветка, выделяют нектар до тех пор, пока цветок не завянет. Тело насекомого, пытающегося добраться до нектарников, обильно покрывается пыльцой. Перелетая с одного цветка на другой в поисках пищи, они переносят прилипшую к их телу пыльцу с тычинок одних цветков на рыльца пестиков других.
Опыление ветром возникло в процессе эволюции как приспособление к неблагоприятным условиям. Надежда на немногочисленных тогда мух, бабочек, пчел и других насекомых была слабой. Позже насекомых стало больше. Но наряду с насекомоопыляемыми растениями, существуют опыляемые ветром. Это многие злаковые травы лугов, степей и саванн, обитатели леса (береза, ольха, осина, дуб, орешник), пустынь и полупустынь (полыни, солянки) (рис.2).
У ветроопыляемых растений бывает очень много пыльцы. Она легкая, сухая и мелкая. Околоцветник отсутствует или плохо развит и не препятствует движению ветра. Перистые рыльца пестиков приспособлены к улавливанию пыльцы. Тычиночные нити длинные и свисающие. Раскачиваясь на ветру, они распыляют зрелую пыльцу.
Большинство ветроопыляемых растений цветет до распускания листьев, что облегчает опыление. Но оно зачастую зависит от погоды. В облачные, дождливые дни осадки смывают пыльцу и тем самым снижают урожай.
Искусственное опыление осуществляет человек, перенося пыльцу с тычинок на рыльца пестиков. Такое опыление требует больших затрат времени и трудно осуществимо на больших площадях. Чаще всего к нему прибегают при выведении новых сортов.
Оплодотворение (рис.2) происходит после опыления.Пыльца, или пыльцевое зерно, попав на рыльце пестика, выделяющего липкую жидкость, прорастает, образуя длинную, тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка, постепенно удлиняясь, продвигается по столбику рыльца по направлению к завязи (нижняя, важнейшая часть пестика). В завязи образуются семязачатки (семяпочки). Снаружи они защищены покровами, а внутри находится зародышевый мешок, состоящий из нескольких клеток.
Рис.2 Процесс двойного оплодотворения
Одна из клеток в зародышевом мешке — яйцеклетка, это женская половая клетка (женская гамета). Другая — крупная центральная клетка.
В пыльцевой трубке находятся две маленькие мужские половые клетки (мужские гаметы) — спермии. Когда пыльцевая трубка достигает семязачатка и врастает в него, один спермий сливается с яйцеклеткой. Слияние двух половых клеток (гамет) называется оплодотворением. Из оплодотворенной яйцеклетки впоследствии разовьется зародыш растения. Второй спермий сливается с крупной центральной клеткой. Из нее образуется ткань эндосперм. В клетках этой ткани накапливаются питательные вещества для развития зародыша. Покровы семязачатка превращаются в семенную кожуру. Таким образом два одинаковых спермия сливаются с двумя разными женскими гаметами. Происходит двойное оплодотворение (открыл у лилейных русский ученый в 1898 г. Г.Навашин). После оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется плод.
Опыление — перенос пыльцы на рыльце пестика. Бывает самоопыление — внутри закрытого цветка (горох, пшеница) и перекрестное: насекомыми — цветки яркие, с запахом (яблоня, сирень, роза); ветром — цветки без околоцветника, распускаются до появления листьев, много мелкой легкой пыльцы (береза, дуб, полынь). Искусственное опыление проводит человек. После опыления происходит оплодотворение — процесс слияние мужских и женских половых клеток — гамет. Двойное оплодотворение — два спермия из пыльцы, достигнув завязи пестика по пыльцевой трубке, оплодотворяют две женские гаметы. При слиянии яйцеклетки и спермия образуется зародыш. При слиянии второго спермия и центральной клетки образуется эндосперм (запас питательных веществ). Из покровов семязачатка образуется кожура семени, а из стенки завязи пестика — плод.
Цветок
Цветок — заметная, часто красивая, важная часть цветковых растений. Цветки могут быть крупные и мелкие, ярко окрашенные и зелёные, пахучие и без запаха, одиночные или собранные вместе из многих мелких цветков в одно общее соцветие.
Цветок — видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения. Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег. Как и всякий побег, цветок развивается из почки.
Строение цветка
Цветок — репродуктивный орган покрытосеменных растений, состоящий из укороченного стебля (ось цветка), на котором расположены покров цветка (околоцветник), тычинки и пестики, состоящие из одного или несколько плодолистиков.
Ось цветка — называется цветоложем. Цветоложе, разрастаясь, принимает различную форму плоскую, вогнутую, выпуклую, полушаровидную, конусовидную, удлиненную, колончатую. Цветоложе внизу переходит в цветоножку, соединяющую цветок со стеблем или цветоносом.
Цветки не имеющие цветоножки, называются сидячими. На цветоножке у многих растений располагаются два или один маленьких листочка — прицветники.
Покров цветка — околоцветник — может быть расчленён на чашечку и венчик.
Чашечка образует наружный круг околоцветника, её листочки обычно сравнительно небольших размеров, зелёного цвета. Различают раздельно- и сростнолистную чашечку. Обычно она выполняет функцию защиты внутренних частей цветка до раскрытия бутона. В некоторых случаях чашечка опадает при распускании цветка, чаще всего она сохраняется и во время цветения.
Части цветка расположенные вокруг тычинок и пестика называют околоцветником.
Внутренние листочки — это лепестки, составляющие венчик. Наружные листочки — чашелистики — образуют чашечку. Околоцветник, состоящий, из чашечки и венчика называю двойным. Околоцветник, который не подразделяется на венчик и чашечку, а все листочки цветка более или менее одинаковы — простой.
Венчик — внутренняя часть околоцветника, отличается от чашечки яркой окраской и более крупными размерами. Цвет лепестков обусловлен наличием хромопластов. Различают отдельно- и сростнолепестной венчики. Первый состоит из отдельных лепестков. В сростнолепестных венчиках различают трубку и перпендикулярно расположенный по отношению к ней отгиб, имеющий определённое количество зубцов или лопастей венчика.
Цветки бывают симметричные и несимметричные. Существуют цветки, не имеющие околоцветника, их называют голыми.
Симметричные (актиноморфные) — если через венчик можно провести много осей симметрии.
Несимметричные (зигоморфные) — если можно провести только одну ось симметрии.
Махровые цветки имеют анормально увеличенное число лепестков. В большинстве случаев они возникают в результате расщепления лепестков.
Тычинка — часть цветка, представляющая собой своеобразную специализированную структуру, которая образует микроспоры и пыльцу. Состоит из тычиночной нити, посредством которой она прикреплена к цветоложу, и пыльника, содержащего пыльцу. Число тычинок в цветке является систематическим признаком. Различают тычинки по способу прикрепления к цветоложу, по форме, размеру, строению тычиночных нитей, связника и пыльника. Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем.
Тычиночная нить — стерильная часть тычинки, несущая на своей верхушке пыльник. Тычиночная нить бывает прямой, изогнутой, скрученной, извилистой, изломанной. По форме — волосовидной, конусовидной, цилиндрической, уплощённой, булавовидной. По характеру поверхности — голой, опушённой, волосистой, с железками. У некоторых растений она короткая или вовсе не развивается.
Пыльник расположен на вершине тычиночной нити и прикреплён к ней связником. Состоит он из двух половин, соединённых между собой связником. В каждой половине пыльника имеется две полости (пыльцевые мешки, камеры или гнёзда), в которых развивается пыльца.
Как правило, пыльник четырёхгнёздный, но иногда перегородка между гнёздами в каждой половинке разрушается, и пыльник становится двухгнёздным. У некоторых растений пыльник бывает даже одногнёздным. Очень редко встречается трёхгнёздным. По типу прикрепления к тычиночной нити различают неподвижный, подвижный и качающийся пыльники.
В пыльниках находится пыльца или пыльцевые зёрна.
Строение пыльцевого зерна
Пылинки, образующиеся в пыльниках тычинок, представляют собой мелкие зёрнышки, их так и называют пыльцевые зёрна. Самые крупные достигают 0,5 мм в диаметре, обычно же они гораздо меньше. Под микроскопом видно, что пылинки разных растений совсем не одинаковы. Они отличаются по размерам, и по форме.
Поверхность пылинки покрыта различными выступами, бугорками. Попадая на рыльце пестика, пыльцевые зёрна удерживаются при помощи выростов и выделяющейся на рыльце липкой жидкости.
Гнёзда молодого пыльника содержат особые диплоидные клетки. В результате мейотического деления из каждой клетки образуются четыре гаплоидные споры, которые называются микроспорами за очень маленькие размеры. Здесь же, в полости пыльцевого мешка, микроспоры превращаются в пыльцевые зёрна.
Происходит это следующим образом: ядро микроспоры делится митотически на два ядра — вегетативное и генеративное. Вокруг ядер концентрируются участки цитоплазмы и формируются две клетки — вегетативная и генеративная. На поверхности цитоплазматической мембраны микроспоры из содержимого пыльцевого мешка образуется очень прочная оболочка, нерастворимая в кислотах и щелочах. Таким образом, каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками. Множество пыльцевых зёрен составляет пыльцу растения. Пыльца созревает в пыльниках к моменту распускания цветка.
Прорастание пыльцы
Начало прорастание пыльцы связано с митотическим делением, вследствие чего образуются маленькая репродуктивная клетка (из неё развиваются спермии) и большая вегетативная клетка (из неё развивается пыльцевая трубка).
После того как пыльца тем или иным способом попадает на рыльце, начинается её прорастание. Липкая и неровная поверхность рыльца способствует удерживанию пыльцы. Кроме того, рыльце выделяет специальное вещество (энзим), которое действует на пыльцу, стимулируя её прорастание.
Пыльца набухает, а сдерживающее влияние экзины (наружный слой оболочки пыльцевого зерна) заставляет содержимое пыльцевой клетки разрывать одну из пор, через которую интина (внутренняя, лишенная пор оболочка пыльцевого зерна) выпячивается наружу в виде узкой пыльцевой трубки. В пыльцевую трубку переходит содержимое пыльцевой клетки.
Под эпидермисом рыльца находится рыхлая ткань, в которую проникает пыльцевая трубка. Она продолжает расти, проходя либо по специальному проводящему каналу между ослизняющимися клетками, либо извилисто по межклеточникам проводниковой ткани столбика. При этом обыкновенно в столбике одновременно продвигается значительное число пыльцевых трубок, и от индивидуальной скорости роста зависит «успех» той или другой трубки.
В пыльцевую трубку переходят два спермия и одно вегетативное ядро. Если образование спермиев в пыльце ещё не произошло, то в пыльцевую трубку переходит генеративная клетка, и здесь уже путём её деления образуются спермии-клетки. Вегетативное ядро часто располагается впереди, у растущего конца трубки, а за ним последовательно расположены спермии. В пыльцевой трубке цитоплазма находится в постоянном движении.
Пыльца богата питательными веществами. Эти вещества, особенно углеводы, (сахар, крахмал, пентозаны) усиленно расходуются во время прорастания пыльцы. Кроме углеводов в химический состав пыльцы входят белки, жиры, зола и обширная группа ферментов. В пыльце находится высокое содержание фосфора. Вещества находятся в пыльце в подвижном состоянии. Пыльца легко переносит низкие температуры до — 20Сº и даже ниже, в течение продолжительного времени. Высокие температуры быстро понижают всхожесть.
Пестик
Пестик — часть цветка, образующая плод. Возникает из плодолистика (листовидная структура, несущая семязачатки) впоследствии срастания краёв последнего. Бывает простым, если составлен одним плодолистиком, и сложным, если составлен несколькими простыми пестиками, сросшимися между собой боковыми стенками. У некоторых растений пестики недоразвиты и представлены лишь рудиментами. Пестик расчленён на завязь, столбик и рыльце.
Завязь — нижняя часть пестика, в которой находятся семенные зачатки.
Войдя в завязь, пыльцевая трубка растёт дальше и входит в семяпочку в большинстве случаев через пыльцевход (микропиле). Внедряясь в зародышевый мешок, конец пыльцевой трубки лопается, и содержимое изливается на одну из синергид, которая темнеет и быстро разрушается. Вегетативное ядро разрушается ещё обычно до того, как пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок.
Цветки правильные и неправильные
Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии. Такие цветки называют правильными. Цветки, через которые можно провести одну плоскость симметрии, называют неправильными.
Цветки обоеполые и раздельнополые
Большинство растений имеют цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пестики — пестичные цветки, а другие — только тычинки — тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.
Растения однодомные и двудомные
Растения, на которых развиваются как пестичные, так и тычиночные цветки называются однодомными. Двудомные растения — тычиночные цветки на одном растении, а пестичные — на другом.
Существуют виды, у которых на одном растении можно обнаружить обоеполые и однополые цветки. Это так называемые многобрачные (полигамные) растения.
Соцветия
Цветки образуются на побегах. Очень редко они расположены по одиночке. Гораздо чаще цветки собраны в заметные группы, которые называются соцветиями. Начало изучению соцветий положено было Линнеем. Но для него соцветие не являлось типом ветвления, а способом цветения.
В соцветиях различают главную и боковую оси (сидячие или на цветоножках), то такие соцветия называют простыми. Если цветки на боковых осях — то это сложные соцветия.
| Тип соцветия | Схема соцветия | Особенности | Пример |
| Простые соцветия | |||
| Кисть |  | Отдельные боковые цветки сидят на удлинённой главной оси и при этом имеют свои цветоножки, приблизительно равной длины | Черёмуха, ландыш, капуста |
| Колос |  | Главная ось более или менее удлинённая, но цветки без ножек, т.е. сидячие. | Подорожник, ятрышник |
| Початок |  | Отличается от колоса мясистой утолщённой осью. | Кукуруза, белокрыльник |
| Корзинка |  | Цветки всегда сидячие и сидят на сильно утолщённом и расширенном конце укороченной оси, имеющем вогнутый, плоский или выпуклый вид. При этом соцветие снаружи имеет так называемую обёртку, состоящую из одного или много последовательных рядов прицветных листьев, свободных или сросшихся. | Ромашка, одуванчик, астра, подсолнечник, василёк |
| Головка |  | Главная ось сильно укорочена, боковые цветки сидячие или почти сидячие, тесно расположенные друг к другу. | Клевер, скабиоза |
| Зонтик |  | Главная ось является укороченной; боковые цветки выходят как бы из одного места, сидят на ножках разной длины, располагаясь в одной плоскости или куполообразно. | Примула, лук, вишня |
| Щиток |  | Отличается от кисти тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, так что в результате цветки располагаются почти в одной плоскости. | Груша, спирея |
| Сложные соцветия | |||
| Сложная кисть или метелка |  | От главной оси отходят боковые ветвящиеся оси, на которых расположены цветки или простые соцветия. | Сирень, овёс |
| Сложный зонтик |  | От укороченной главной оси отходят простые соцветия. | Морковь, петрушка |
| Сложный колос |  | Отдельные колоски расположены на главной оси. | Рожь, пшеница, ячмень, пырей |
Биологическое значение соцветий
Биологическое значение соцветий в том, что мелкие, часто невзрачные цветки, собранные вместе, становятся заметными, дают наибольшее количество пыльцы и лучше привлекают насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок.
Опыление
Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика.
Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление.
Самоопыление
При самоопылении пыльца с тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овёс, ячмень, горох, фасоль, хлопчатник. Самоопыление у растений чаще всего происходит в ещё не раскрывшемся цветке, то есть в бутоне, когда цветок раскроется, оно уже закончено.
При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение.
Перекрёстное опыление
При перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно. В природе перекрёстное опыление встречается значительно чаще, чем самоопыление.
Перекрёстное опыление осуществляется с помощью разных внешних факторов.
Анемофилия (ветроопыление). У анемофильных растений цветки мелкие, часто собраны в соцветия, пыльцы образуется очень много, она сухая, мелкая, при раскрывании пыльника с силой выбрасывается наружу. Лёгкая пыльца этих растений может переноситься ветром на расстояния до нескольких сотен километров.
Пыльники расположены на длинных тонких нитях. Рыльца пестика широкие или длинные, перистые и высовываются из цветков. Анемофилия свойственна почти всем злакам, осокам.
Энтомофилия (перенесение пыльцы насекомыми). Приспособлением растений к энтомофилии являются запах, цвет и размер цветков, липкая пыльца с выростами. Большинство цветков двуполые, но созревание пыльцы и пестиков происходит не одновременно либо высота рылец больше или меньше высоты пыльников, что служит защитой от самоопыления.
В цветках насекомоопыляемых растений имеются участки, выделяющие сладкий ароматный раствор. Эти участки называются нектарниками. Нектарники могут находиться в разных местах цветка и иметь разные формы. Насекомые, подлетев к цветку, тянутся к нектарникам и пыльникам и во время трапезы пачкаются пыльцой. Когда насекомое перебирается на другой цветок, переносимые им пыльцевые зёрна прилипают к рыльцам.
При опылении насекомыми меньше пыльцы тратится впустую, и поэтому растение экономит вещества, производя меньше пыльцы. Пыльцевым зёрнам нет необходимости долго удерживаться в воздухе, и поэтому они могут быть тяжёлыми.
Насекомые могут опылять редко расположенные цветки и цветки в безветренных местах — в лесной чаще или гуще травы.
Как правило, каждый вид растений опыляется насекомыми нескольких видов и каждый вид насекомых-опылителей обслуживает несколько видов растений. Но есть такие виды растений, цветки которых опыляются насекомыми лишь одного вида. В таких случаях взаимное соответствие образов жизни и строения цветков и насекомых бывает настолько полным, что кажется чудесным.
Орнитофилия (опыление птицами). Характерно для некоторых тропических растений с яркоокрашенными цветками, обильным выделениям нектара, прочной эластичной структурой.
Гидрофилия (опыление с помощью воды). Наблюдается у водных растений. Пыльца и рыльце этих растений чаще всего имеют нитеобразную форму.
Зоофилия (опыление с помощью животных). Для этих растений характерны крупные размеры цветка, обильное выделение нектара, содержащего слизи, массовая продукция пыльцы, при опылении летучими мышами — цветение ночью.
Оплодотворение
Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прикрепляется к нему благодаря особенностям строения оболочки, а также липким сахаристым выделениям рыльца, к которым пыльца прилипает. Пыльцевое зерно набухает и прорастает, превращаясь в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Сначала эта трубка растёт между клетками рыльца, затем — столбика и наконец врастает в полость завязи.
Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота.
Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, второй — с крупной центральной клеткой. Этот процесс открыл в 1898 году русский ботаник, академик С.Г.Навашин и назвал его двойным оплодотворением. Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.
Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения.
Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ.
После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий, развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.
Образование спор
Одновременно с образованием пыльцы в тычинках, в семяпочке происходит образование крупной диплоидной клетки. Эта клетка делится мейотически и даёт начало четырём гаплоидным спорам, которые называются макроспорами, так как по размерам они больше, чем микроспоры.
Из четырёх образовавшихся макроспор три отмирают, а четвёртая начинает разрастаться и постепенно превращается в зародышевый мешок.
Образование зародышевого мешка
В результате трёхкратного митотического деления ядра в полости зародышевого мешка образуются восемь ядер, которые облекаются цитоплазмой. Образуются лишённые оболочки клетки, которые располагаются в определённом порядке. На одном полюсе зародышевого мешка формируется яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух вспомогательных клеток. На противоположном полюсе располагаются три клетки (антиподы). С каждого полюса к центру зародышевого мешка мигрирует по одному ядру (полярные ядра). Иногда полярные ядра сливаются и образуют диплоидное центральное ядро зародышевого мешка. Зародышевый мешок, в котором произошла дифференцировка ядер, считается зрелым, он может воспринимать спермии.
К моменту созревания пыльцы и зародышевого мешка цветок раскрывается.
Строение семязачатка
Семязачатки развиваются на внутренних сторонах стенок завязи и, как все части растения, состоят из клеток. Число семязачатков в завязях разных растений различно. У пшеницы, ячменя, ржи, вишни завязь содержит только один семязачаток, у хлопчатника — несколько десятков, а у мака их число достигает нескольких тысяч.
Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал — пыльцевход. Он ведёт к ткани, занимающей центральную часть семязачатка. В этой ткани в результате деления клеток образуется зародышевый мешок. Напротив пыльцевхода в нём находится яйцеклетка, а центральную часть занимает крупная центральная клетка.
Развитие покрытосеменных (цветковых) растений
Образование семени и плода
При образовании семени и плода один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. В дальнейшем зигота делится многократно, и в результате развивается многоклеточный зародыш растения. Центральная клетка, слившаяся со вторым спермием, также многократно делится, однако второй зародыш не возникает. Образуется особая ткань — эндосперм. В клетках эндосперма накапливаются запасы питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру.
Таким образом, в результате двойного оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется стенка плода, называемая околоплодником.
Половое размножение
Половое размножение покрытосеменных растений связано с цветком. Его важнейшие части — тычинки и пестики. В них происходят сложные процессы, связанные с половым размножением.
У цветковых растений мужские гаметы (спермии) очень мелкие, женские (яйцеклетки) гораздо крупнее.
В пыльниках тычинки происходит деление клетки, в результате которого образуются пыльцевые зёрна. Каждое пыльцевое зерно покрытосеменных растений состоит из вегетативной и генеративной клеток. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками. Наружная оболочка, как правило, неровная, с шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. Это помогает пыльцевым зёрнам удерживаться на рыльце пестика. Пыльца растения, созревающая в пыльниках, к моменту распускания цветка состоит из множества пыльцевых зёрен.
Формула цветка
Для условного выражения строения цветков применяют формулы. Для составления формулы цветка используют следующие обозначения:
Простой околоцветник, состоящий из одних чашелистиков или из одних лепестков, его части называют листочками околоцветника.
Пример формулы цветка вишни:
Диаграмма цветка
Строение цветка можно выразить не только формулой, но и диаграммой — схематическим изображение цветка на плоскость, перпендикулярную к оси цветка.
Составляют диаграмму по поперечным срезам нераскрытых цветочных почек. Диаграмма даёт более полное, чем формула, представление о строении цветка, поскольку на ней отображено и взаимное расположение его частей, чего нельзя показать в формуле.