Половое размножение цветковых растений
Цветок у покрытосеменных растений представляет собой укороченный спороносный побег. Развивается цветок из пазушных и верхушечных почек, завершая собой рост побега. Служит он для образования спор, гамет, опыления и полового процесса, после которого образуются плоды с семенами
Листья, в пазухах которых находится цветок, называются прицветниками (кроющими), которые у некоторых соцветий (корзинка) образуют обвёртку.
Хорошо развитый цветок (рис.) состоит из цветоножки (служит для прикрепления цветка к стеблю; при ее отсутствии цветки называются сидячими), цветоложа (верхняя расширенная часть цветоножки, служит для прикрепления остальных частей цветка; может быть плоское, выпуклое и вогнутое), околоцветника (защищает собственно цветок – тычинки и пестики от внешних неблагоприятных погодных условий, привлекает насекомых для опыления), тычинок или андроцея (от греч. «андрос» — мужчина) и пестиков или гинецея (от греч. «гинес» — женщина).
С троение цветка: А – вишни (нижняя завязь); Б – яблони (средняя завязь); в – сирени (верхняя завязь): 1 – рыльце, 2 – столбик, 3 – завязь, 4 – цветоложе, 5 – цветоножка, 6 – чашелистики, 7 – лепестки, 8 – пыльник, 9 – тычиночная нить.
Околоцветник состоит из чашечки, построенной из видоизмененных зеленых листочков – чашелистиков, образуя сростнолистную или раздельнолистную чашечку, и венчика, состоящего из свободных или сросшихся, чаще окрашенных в различные цвета лепестков.
Околоцветник может быть простым (образован только чашечкой – крапива, свекла, щавель, вяз, или только венчиком – ландыш, тюльпан, лилия) и двойным (состоит из чашечки и венчика: роза, яблоня, сирень, герань, и многие другие растения). Если околоцветник отсутствует, цветки называются голыми (ясень, ива, клен, тополь, дуб и др.).
Форма, размер и окраска лепестков венчика очень разнообразны. Если все лепестки венчика одинакового размера и формы и расположены радиально-симметрично, то цветок называется правильным (актиноморфным), например, у тюльпана, яблони, вишни, герани и др. Если через цветок можно провести только одну плоскость симметрии, то цветок называют неправильным (зигоморфный).
Лепестки у таких цветков различной формы и величины (фиалка, горох, шалфей, львиный зев, и др.).
Цветки, через которые нельзя провести ни одной плоскости симметрии называются асимметричными (валериана).
Яркая окраска венчика необходима для привлечения насекомых. Цвет зависит от двух групп пигментов – антоцианов (красный, синий, фиолетовый) и антохлора (желтый). Белый цвет обусловлен воздушными полостями и полным отсутствием пигментов. Черный цвет наблюдается при сгущении фиолетового пигмента.
По форме венчик цветка может быть:
Источник
bio_repetitor
Итак, в прошлый раз мы учили много умных слов: микроспора, женский гаметофит, антеридий и т.д. И если по отношению к споровому растению все эти слова имеют однозначное наименование, то с отделом Покрытосеменных все немного по-другому. У его представителей каждая из этих структур имеет и традиционное название.
Покрытосеменные — разноспоровые растения, поэтому вспомним схему жизненного цикла разноспорового плауна селагинеллы:
Такой же жизненный цикл будут иметь Покрытосеменные растения. Теперь осталось подобрать для каждой стадии соответствующую структуру Покрытосеменного растения.
Спорофит — и так понятно, взрослое растение. Далее нужно найти спорангии, сидящие на стробилах. Стробилы — это генеративные побеги, на которых имеются спорофиллы — листья, несущие спорангии, иными словами — спороносные колоски. Генеративный побег у нас уже есть — это цветок. За генеративную функцию у него отвечают пестики и тычинки. Вот это и есть наши спорофиллы.
Эволюция тычинок: сначала широкое основание листа, несущего, как и у спорового растения, спорангии, затем листовая пластинка сужается, количество жилок уменьшается, постепенно остается практически одна лишь центральная жилка, на которой сидят спорангии.
Эволюция пестиков: вначале были плодолистики. Это листики, несущие спорангии, и при этом свернувшиеся с местом перегиба по средней жилке, так что спорангии оказались внутри этого свертка. Эту стадию мы и видим на рисунке 1. Затем мы уже можем преобразовывать щель между двумя сторонами спорофилла, которая постепенно замыкается и становится улавливающей поверхностью рыльца.
Совокупность плодолистиков мы называем гинецей. Гинецей может состоять как из отдельных плодолистиков, как на рисунке г), так плодолистики могут срастаться и образовывать пестики с единой (внешне, только внешне) завязью, при дальнейшем срастании может образовываться единый столбик и рыльце. Чаще всего количество лопастей на рыльце может указывать на количество плодолистиков в пестике. Различные типы срастания плодолистиков можно посмотреть на следующем рисунке.
Так как плодолистик это мегаспорофилл (лист, на котором образуются мегаспорангии), то теперь можно на нем найти мегаспорангий. Семяпочка? Не совсем. Мегаспорангий у Покрытосеменных покрыт двумя оболочками, которые называются интегументы. Сам мегаспорангий называется нуцеллус.
На данной картинке 1 — нуцеллус, а 3 — интегументы. В мегаспорангии должно происходить образование материнской клетки мегаспор (в данном случае одной), которая и обозначена цифрой 5 на рисунке б. Материнская клетка спор — последняя диплоидная клетка, которая отличается от остальных только тем, что делится мейозом с образованием четырех клеток — гаплоидных мегаспор (цифра 6). Но у Покрытосеменных 3 мегаспоры редуцируются и остается одна мегаспора. Далее мегаспора должна прорастать и образовывать женский гаметофит. На рисунках 8-12 это как раз и показано: митотические деления, приводящие к образованию зародышевого мешка. Который по сути и является женским гаметофитом. В результате делений образуется 8 ядер, которые могут огораживаться цитоплазматической мембраной (а могут и нет) и в результате образуется: 13 — яйцеклетка, 14 — 2 клетки, лежащие около нее (синергиды), 15 — двухядерная центральная клетка (они могут и сливаться) (на следующем рисунке она названа вторичным ядром), 16 — клетки, лежащие напротив яйцеклетки (антиподы). Женский гаметофит образован, яйцеклетка — тоже. Смотрим на верхний рисунок и понимаем, что где-то мы пропустили еще одну стадию: образование архегония. На самом деле нет, не пропустили. Архегония в данном случае не образуется.
В результате семязачаток выглядит так (обычно он еще перевернут относительно ножки):
Все, путь от мегаспорангия до яйцеклетки пройден.
Теперь разберемся с микроспорангиями.
Мы уже выяснили, что тычинка у нас это микроспорофилл, т.е. лист, несущий микроспорангии. На каждом листе имеется два пыльника, каждый из который состоит из двух пыльцевых мешков. Вот пыльцевой мешок — это и есть микроспорангий. В нем образуется спорогенная ткань (т.е. множество материнских клеток спор), которая делится путем мейоза и образует гаплоидные микроспоры.
Микроспоры — это и есть пыльцевое зерно (рисунок а). Но здесь тут же начинает развиваться мужской гаметофит, сначала состоящий из 2 клеток (рисунок б), а потом из 3 (рисунок в). Опять же, речи о возникновении антеридиев не идет, т.к. гаметофит слишком мал. При опылении пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика, в это время оно может представлять собой любую стадию от микроспоры до 3-клеточного гаметофита. Клетка пыльцевой трубки прорастает, два спермия (1n) достигают зародышевого мешка и происходит двойное оплодотворение, которое является специфическим для покрытосеменных растений. При оплодотворении яйцеклетки (1n) образуется зигота (1n + 1n = 2n), при оплодотворении центральной клетки (2n) образуется первичная клетка эндосперма (1n + 2n = 3n). Из зиготы образуется зародыш семени, из первичной клетки эндосперма — соответственно, эндосперм.
Что из всего этого нужно знать? Пожалуй, двойное оплодотворение вместе с плоидностью клеток. Все остальное — это уже для олимпиад и для дополнительных вступительных испытаний в престижные ВУЗы.
Источник