Происхождение семян и плодов растений их строение. Значение плодов в природе
Лекция 8. Плоды, сем ена
Плоды.
Плод. Плод – репродуктивный орган покрытосеменных растений, внутри которого образуются семена. Красивое образное определение дал американский ботаник Артур Имс – «Плод – это зрелый цветок». Функции плода: формирование, защита и распространение семян.
Плоды характерны только для цветковых растений. Плод образуется из цветка, как правило, после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет гинецей. Нижняя часть пестика – завязь, содержащая семязачатки, разрастается и превращается в плод.
Плод состоит из околоплодника и семян, число которых соответствует числу семязачатков. Иногда в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, тычинки, околоцветник).Околоплодник, или перикарпий – это стенка плода, развивающаяся из стенки завязи. Как правило, перикарп составляет основную массу плода. В нем обычно различают три слоя (рис. 53): экзокарпий – наружный слой околоплодника, мезокарпий – средний слой околоплодника, эндокарпий – внутренний слой околоплодника.
У различных плодов слои околоплодника выражены по-разному. Например, у костянки (плод вишни) экзокарпий – тонкий кожистый, мезокарпий – толстый сочный и мясистый, эндокарпий – твердый деревянистый (косточка). У ореха лещины слои околоплодника практически неразличимы.
Классификация плодов . Общепринятой классификации плодов нет. Различные классификации строятся на основе различных признаков и являются искусственными.
Если в образовании плода участвует один пестик, вне зависимости, образован он одним или несколькими плодолистиками, это простой плод (горох, вишня , мак). Если плод образован из нескольких пестиков, его называют сложным , или сборным (малина, ежевика, лютик). У некоторых растений может образовываться соплодие – более или менее сросшиеся в единое целое плоды, образовавшиеся из цветков одного соцветия (инжир, ананас, шелковица, сахарная свекла).
По консистенции околоплодника плоды делятся на сухие – плоды с сухим, деревянистым или кожистым околоплодником (фасоль, лещина, белена) и сочные – плоды, у которых весь околоплодник или его часть сочная или мясистая (груша, смородина, арбуз). По числу семян плоды делятся на односемянные плоды (слива, пшеница) и многосемянные (крыжовник, дыня, помидор).Сухие плоды.
Коробочковидные плоды (рис. 54).
Боб – образован одним плодолистиком, чаще многосемянный плод (иногда односемянный, например, у клеверов), вскрывающийся одновременно по брюшному и спинному швам, семена прикрепляются к створкам плода вдоль брюшного шва (акация белая, люпин, душистый горошек).
Стручок, стручочек – многосемянный плод, образованный двумя плодолистиками, семена располагаются на перегородке между створками (левкой, сурепка, капуста). У стручка длина в четыре и более раз превышает ширину (горчица, капуста), у стручочка – в два-три раза или равна ей.
Коробочка – многосемянный плод, образованный двумя или более плодолистиками (табак, хлопчатник). Коробочки могут быть одногнездными и многогнездными.
Ореховидные плоды (рис. 55).
Орех – плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенной кожурой, образованный из двух плодолистиков (лещина). У лещины орехи заключены в плюску – листовидную обертку, развивающуюся из трех сросшихся прицветников; орешек – отличается от ореха меньшими размерами (гречиха, липа).
Крылатка – семянка, околоплодник которой имеет крыло, образующееся из сросшихся с околоплодником чешуевидных прицветников и прицветничков (береза, ольха) или из приросших к околоплоднику сегментов околоцветника (вяз, щавель).
Желудь – плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенем, имеет чашевидную плюску, образованную видоизмененными стерильными веточками соцветия, характерен для различных видов дуба.
Семянка – плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенем, образованный чаще всего из двух плодолистиков, характерен для сложноцветных (астра, одуванчик).
Зерновка – плод с тонким пленчатым околоплодником, срастающимся с семенной кожурой, характерен для злаков.
Сочные плоды.
Костянковидные плоды.
Костянка – плод с мясистым сочным мезокарпием и деревянистым эндокарпием (косточка) (слива, вишня, черешня), наружный слой околоплодника, экзокарпий – тонкий, кожица. Встречается и сухая костянка – по строению плод сходен с сочной костянкой, но при полном созревании мезокарпий подсыхает (миндаль, грецкий орех).
Сборная костянка состоит из множества отдельных плодов-костянок, каждый из которых образован из отдельного пестика, и все они собраны на одном цветоложе.
Ягодовидные плоды (рис. 56).
Ягода – как правило, многосеменной плод с сочным мясистым эндо- и мезокарпием, в мякоть которых погружены семена, и тонким пленчатым или кожистым экзокарпием (виноград , томаты, брусника , черника, клюква).Померанец , или гесперидий – плод цитрусовых растений (апельсин, лимон). Экзокарпий ярко окрашен, содержит большое количество вместилищ эфирных масел.
Мезокарпий рыхлый, белый, губчатой консистенции, сухой и безвкусный. Клетки эндокарпа образуют соковые мешочки на длинных ножках, заполненных клеточным соком, из которых состоит съедобная мякоть плода;
Гранатина – плод, мякоть которого образуется из сочного наружного слоя семенной кожуры многочисленных семян. Околоплодник у зрелого плода подсыхает и образует твердую кожистую кожуру.
Ложные плоды – плоды, образованные не только из завязи пестика, но и из других частей цветка (чаще цветоложа). Обычно ложные плоды развиваются у растений, имеющих цветки с нижней завязью.
.Яблоко (рис. 57) – многосемянный ложный плод, у которого мякоть развивается из разросшегося цветоложа. Собственно околоплодник образует стенки гнезд с семенами (яблоня, груша, рябина, боярышник).
Тыквина (рис. 57) – многосемянный ложный плод с твердым, жестким, одревесневающим или кожистым экзокарпием и сочным мезо - и эндокарпием. Тыквина образуется из цветков с нижней завязью, плод тыквину имеют тыква, дыня, арбуз, огурец.
Земляничина , или фрага – ложный плод (земляника, клубника), образованный из выпуклого сочного цветоложа, на котором находятся настоящие плоды-орешки.
Цинародий – также ложный плод, характерный для шиповника. Бокаловидное окрашенное цветоложе скрывает настоящие плоды орешки, густо покрытые волосками.
Семена.
Семя – высокоспециализированный орган полового размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий жизни у семенных растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка.
Типичное семя состоит из покровов (кожуры), зародыша и питательной ткани. Главная функция семенной кожуры – защита зародыша от высыхания, механических повреждений. Формируется кожура из покровов семязачатка, интегументов. Зародыш семени развивается из оплодотворенной яйцеклетки, имеет диплоидный набор хромосом. Зародыш в зачаточной форме имеет все основные органы растения: зародышевый корешок, стебелек, почечку и первые зародышевые листья – семядоли. У двудольных – две семядоли, у однодольных – одна. Запасающие ткани семени – эндосперм, перисперм, основная ткань семядолей. Эндосперм развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка (имеет триплоидный набор хромосом), перисперм – из нуцеллуса (имеет диплоидный набор хромосом). Они состоят из тонкостенных паренхимных клеток, обычно целиком заполненных питательными веществами.
Строение семян двудольных растений. Многие двудольные растения имеют запасные вещества в эндосперме (мак), но наличие эндосперма считается признаком примитивного строения. Кроме того, многие двудольные растения накапливают питательные вещества в перисперме. Перисперм образуется из клеток женского спорангия – нуцеллуса. Есть семена, содержащие и эндосперм, и перисперм (перец). У эволюционно более продвинутых растений питательные вещества накапливаются в тканях самого зародыша – в корешке, стебельке, семядолях. У этих растений запасные питательные вещества эндосперма поглощаются зародышем и откладываются в органах зародыша. Строение семени двудольных растений рассмотрим на примере семени фасоли, состоящего из двух частей – семенной кожуры и зародыша.
Семенная кожура, спермодерма состоит из нескольких слоев клеток, тонкая, кожистая. На вогнутой части семени фасоли, на поверхности семенной кожуры можно заметить маленькое отверстие – бывший семявход, или микропиле , отвечающее за дыхание, а также рубчик – место бывшего прикрепления семязачатка в завязи. Зародыш – главная часть семени, состоящая из корешка, стебелька, почечки с листочками и двух очень крупных семядолей (первых зародышевых листьев). Питательная ткань эндосперма в самом начале формирования семени поглощается развивающимся зародышем, и запасные питательные вещества откладываются в самом зародыше, в двух семядолях.Типы семян . В зависимости от места локализации запасных питательных веществ различают четыре типа семян: семена с эндоспермом (мак), семена с эндоспермом и периспермом (перец), семена с периспермом (куколь), семена без эндосперма и без перисперма (фасоль).
Строение семян однодольных растений. Рассмотрим строение семян с эндоспермом на примере зерновки пшеницы (рис. 51), но зерновка пшеницы – плод, околоплодник которого прочно срастается с семенной кожурой. В зерновке различают три основные части: семенную кожуру, сросшуюся с околоплодником, зародыш семени и питательную ткань – эндосперм, с одной стороны прилегающую к зародышу.
Эндосперм составляет основную часть семени. В центральной части эндосперма находятся триплоидные клетки с запасом питательных веществ в виде зерен крахмала. По периферии эндосперм окружен особыми клетками алейронового слоя с запасным белком в виде алейроновых зерен. К эндосперму прилежит зародыш. В зародыше хорошо различимы корешок, стебелек, почечка с листочками и одна семядоля, которая преобразована в щиток (вторая семядоля редуцирована). Щиток обеспечивает всасывание питательных веществ из эндосперма в период прорастания семени. Корешок прикрыт колпачком – колеоризой, Почечка защищена колпачком – колеоптилем.
Условия прорастание семян . Для прорастания семян необходимы определенные условия, главными из которых являются: наличие воды, кислорода, определенная температура, живой зародыш семени.
Перед прорастанием семена должны набухнуть. При этом семена поглощают большое количество воды. Это необходимо для активизации ферментов, которые переводят запасные вещества семени в легкоусвояемую и доступную для зародыша форму. Семена некоторых растений нуждаются в скарификации . Скарификация – механическое повреждение водонепроницаемых покровов семени. Она может проводиться вручную или с помощью специальных механизмов.
Прорастающие семена более интенсивно дышат, при этом выделяют больше тепла. Сырое зерно, собранное в кучу «горит», внутри быстро повышается температура, что приводит к гибели зародышей. Поэтому хранить семена нужно сухими, в хорошо проветриваемых помещениях.
Температура имеет большое значение для прорастания семян, так как от нее зависит протекание биохимических процессов синтеза и разложения в прорастающих семенах. Семена многих растений способны прорастать в довольно широком диапазоне температур. Однако для каждого вида существуют определенные верхний и нижний пределы. Для большинства растений минимальное значение температуры – 0-5°С, а максимальное – 45-48°С.
Оптимальной для прорастания семян многих растений считается температура 25-35°С. Семена многих растений умеренных и холодных климатических поясов не прорастают без промораживания. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют стратификацию – выдерживание семян во влажном песке при низких температурах. Этот прием ускоряет прорастание семян многих растений.Типы прорастания семян. Существует два типа прорастания семян – надземное и подземное. При надземном прорастании (фасоль) семядоли вытаскиваются на поверхность земли, зеленеют, но питательные вещества из них быстро поглощаются и они подсыхают. Такие семена нельзя слишком глубоко заделывать в почву при посеве. При подземном прорастании семядоли остаются под землей (горох, дуб). Междоузлие между корнем и семядолями называется гипокотиль, между семядолями и первыми настоящими листьями – эпикотиль.
Развитие семян и плодов без оплодотворения. У некоторых растений плоды и семена развиваются без оплодотворения, это явление называется апомиксис (отсутствие смешения). Развитие яйцеклетки без оплодотворения называется партеногенезом и характерно, например, для таких растений как ястребинка, одуванчик. Зародыш может образовываться и из синергид или антипод . У цитрусовых зародыш образуется из клеток нуцеллуса без образования спор (апоспория).
Партенокарпия – образование плодов, лишенных семян. Это явление имеет большое хозяйственное значение и известно у таких растений как виноград, банан, груша, апельсин, мандарин. Такие растения размножают вегетативным путем.
Состав семян. Все вещества семени можно разделить на две группы: неорганические и органические. Неорганические вещества семян представлены водой и минеральными веществами. Даже самые сухие на вид семена содержат от 7 до 12% воды. В этом можно убедиться, нагревая семена в пробирке. При этом на стенках пробирки будут образовываться капли воды. При сжигании семян остается зола, представляющая собой смесь различных минеральных солей.
Семена всех растений содержат органические вещества – белки, жиры и углеводы. Однако их процентное содержание в семенах различных растений не одинаково. В семенах одних растений накапливается большое количество крахмала (у пшеницы 66%), в других – жиры (у клещевины до 70%), в третьих – белки (у сои – 34-45%). В любом случае, в большем или меньшем количестве в семенах содержатся все органические вещества.
Ключевые термины и понятия
1. Плод. 2. Перикарпий: экзокарпий, мезокарпий, эндокарпий. 3. Простые, сложные плоды. 4. Ложные плоды. 5. Семя. 6. Перисперм. 7. Алейроновый слой. 8. Скарификация. 9. Стратификация. 10 Надземное и подземное прорастания семян. 11. Апомиксис. 12. Партеногенез. 13. Партенокарпия.
Основные вопросы для повторения
1. Строение плода.
2. Виды сухих ореховидных и коробочковидных плодов.
3. Виды сочные костянковидных и ягодовидных плодов.
4. Виды ложных плодов.
5. Строение семени фасоли.
6. Строение зерновки пшеницы.
7. Классификация семян в зависимости от локализации питательных веществ.
8. Типы прорастания семян.
1. Что такое цветок?
Цветок - видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения.
2. Перечислите главные части цветка.
Пестик и тычинки - главные части цветка.
3. Какое строение имеет завязь цветка?
Завязь - нижняя утолщённая часть пестика цветка с замкнутой полостью внутри. Внутри расположены надёжно защищённые семязачатки.
4. Что такое соцветие?
Соцветия - это группы цветков, расположенных близко один к другому в определённом порядке.
Лабораторная работа
1. Рассмотрите имеющиеся у вас плоды. Разделите их на сочные и сухие.
2. Сочные плоды разделите на односемянные и многосемянные. С помощью учебника определите их названия.
У томата многосемянный плод(ягода).
У груши многосемянный плод (яблоко).
У персика односемянный плод (костянка).
3. Разделите сухие плоды на односемянные и многосемянные. Определите их названия.
У дуба односемянный плод (желудь).
У пшеницы односемянный плод (зерновка).
У капусты многосемянный плод (стручок).
4. Заполните таблицу «Типы плодов».
Вопросы
1. Каково происхождение и строение плодов?
После того как цветок отцвёл, наступает новый этап его развития - образование плода.
Плод состоит из околоплодника и семян. Околоплодник - разросшиеся и видоизменившиеся стенки завязи. Часто в образовании околоплодника участвуют и другие части цветка, основания тычинок, лепестков, чашелистиков, цветоложе.
Семена образуются из семязачатков.
2. По каким признакам плоды разделяют на простые и сборные; сухие и сочные?
Если в цветке только один пестик, то плод, развившийся из него, называют простым (пшеница, горох, вишня). Из цветка, имеющего несколько пестиков, формируется сборный, или сложный, плод (малина, ежевика).
В зависимости от количества воды в околоплоднике различают сочные и сухие плоды. Созревшие сочные плоды имеют в составе околоплодника сочную мякоть. Созревшие сухие плоды сочной мякоти не имеют.
3. Какие сочные плоды вам известны? У каких растений плоды сочные?
К сочным плодам относят ягоду (черника, клюква, смородина, томат), яблоко (яблоня, айва), тыквину (арбуз, огурец), померанец (лимон, апельсин), костянку (вишня, слива, абрикос), многокостянку (малина, ежевика).
4. Чем ягода отличается от костянки? Какие сухие плоды вы знаете?
У костянки, в отличие от ягоды, внутренний слой околоплодника одревесневел - образовалась косточка, внутри которой находится одно семя.
Сухие плоды: орех, жёлудь, семянка, зерновка, боб, стручок, коробочка.
5. Чем боб отличается от стручка? У каких растений развиваются такие плоды?
Стручок, как и боб, имеет две створки, но семена в нём располагаются не на створках, как у боба, а на перегородке плода.
Бобы характерны для фасоли, гороха, бобов, акации; стручки - для сурепки, капусты, редиса, репы, брюквы, редьки, левкоя.
6. К какому виду плодов можно отнести орехи, жёлуди? Почему?
Орехи и жёлуди можно отнести к односемянным, нераскрывающимся, сухим плодам (после созревания сочной мякоти не имеют).
Подумайте
Какова роль плодов в жизни растений?
Плод необходим для защиты и распространения семян.
Задания
1. Пользуясь памяткой последовательности действий, проведите сравнение 3-4 плодов.
I. Сравниваем плоды яблоко, орех и боб.
II. В образовании яблока, кроме завязи, принимают участие нижние части тычинок, лепестков, чашелистиков и цветоложе. Семена лежат в плёнчатых сухих камерах.
Орех - околоплодник жёсткий, деревянистый. Семя лежит свободно.
Боб - сухой плод, который вскрывается двумя створками. Когда боб созревает, створки его подсыхают и, скручиваясь, выбрасывают семена.
III. Яблоко - плод с сочным околоплодником, многосемянный.
Орех - односемянный, нераскрывающийся плод с сухим околоплодником.
Боб - многосемянный, раскрывающийся плод с сухим околоплодником.
А) Признаки сходства у яблока и боба – многосемянность, у ореха о боба – сухой околоплодник.
Б) Признаки различия: боб в отличии от остальных вскрывается после созревания; яблоко в отличии от остальных имеет сочный околоплодник; орех в отличии от остальных односемянный.
2. Выясните, на каких растениях, растущих в вашем районе, ещё висят плоды. Определите, к какому типу эти плоды относятся.
Клен и ясень (крылатка), боярышник (яблоко), ольха и липа(орешек), рябина(ягода).
Плод – это специфический орган цветковых (покрытосеменных) растений, который является закрытым вместилищем для семян. Он может развиваться и без двойного оплодотворения, и без семян (при апомиксисе).
Разнообразие плодов огромно, и они издавна привлекали внимание исследователей. Уже в 16 веке Цезальпини создал искусственную систему классификации цветковых растений, основываясь на типах плодов. В 18 веке немецкий ученый Гертнер определил науку о плодах, особенностях их строения, онтогенеза, экологии и распространения как карпологию (лат. carpos – плод ).
Пристальное внимание человека к изучению плодов не случайно. Плоды – основа нашей жизни и имеют огромное значение в жизни человека :
1) пища (крахмалоносные, содержащие белок, фрукты, напиточные, овощи, пряные);
2) кормовые (бобы, вика, овес и др.);
3) масличные (тунг, конопля, подсолнечник и др.);
4) лекарственные (боярышник, малина, шиповник и др.);
5) волокнистые (хлопчатник);
6) поделочные (бутылочная тыква и др.).
Использоваться может как весь плод целиком, так и его части (околоплодник, семена.
Плод – это видоизмененный после двойного оплодотворения или апомиксиса гинецей одного цветка, иногда с прирастающими к нему другими частями цветка.
Т.о., плод – это видоизменённый после двойного оплодотворения или апомиксиса цветок.
Функции плода:
1) защита для семян;
2) диссеминация (лат. disseminare – распространять ) – процесс распространения семян.
Значение плодов в природе:
1) обеспечивают расселение, размножение и выживание растений (см функции плода);
2) пища для животных.
Признаки плодов у растений наследственно устойчивы. По плоду часто можно определить растение. В разных группах покрытосеменных растений эволюция плодов шла по-своему, но именно в сторону усиления их функций, => одни плоды становились многосеменными, другие – мало- или односеменными. Но в любом случае появлялись приспособления, способствовавшие их лучшему распространению.
Встречаются случаи, когда у одного и того же вида, и даже на одном растении могут образовываться плоды разного строения или обладающие различными физиологическими особенностями (например, сроками прорастания). Это явление называется гетерокарпия (разноплодие). Она встречается, например, у календулы, в семействах сложноцветных, губоцветных, бурачниковых, крестоцветных и др. (известно два десятка семейств). Гетерокарпия имеет приспособительное значение. Благодаря ей улучшается распространение плодов (плоды разной формы по-разному распространяются), растения имеют резервные пути диссеминации и улучшается выживаемость растений (так как разные плоды прорастают в разные сроки) => улучшается приспособляемость растений к условиям среды.
В Ульяновском педуниверситете работали известные в своем кругу ученые-карпологи: Левина Р.Е. и Войтенко В.Ф., изучавшие гетерокарпию.
Строение плода.
Плод состоит из околоплодника (перикарпия ) и семян. Околоплодник, как правило имеет 3 слоя: наружный (экзокарпий ), средний (мезокарпий ) и внутренний (эндокарпий ). Эти слои могут различаться по консистенции и строению или быть однотипными. Например, у вишни (плод – костянка): экзокарпий - пленчатый, мезокарпий - сочный, мясистый, а эндокарпий - твердый, каменистый образует косточку, заключающую семя. Околоплодник в типичном случае развивается из стенок завязи, но иногда в его образовании могут принимать и другие части цветка (основания тычинок, лепестков, цветоложе и др.).
Плод защищает семена от неблагоприятных воздействий внешней среды, следовательно, гарантия появления новых особей возрастает. Плоды обеспечивают распространение семян птицами, млекопитающими, ветром, водой и т. д.
Снаружи расположен околоплодник, т. е. разросшиеся стенки завязи пестика, под которыми находятся семена. Питательные вещества могут быть в околоплоднике (огурцы, дыня, арбуз, вишня, слива) или в семенах (каштан, орех, фасоль, боб, зерновки злаков).
Классификация плодов
Костянка - сочный плод, у которого внутренний слой околоплодника деревянистый и образует косточку, внутри которой расположено семя. Наружный слой околоплодника - кожица, средний - сочная мякоть (вишня, слива, абрикос, черемуха, алыча).
Ягода
Яблоко
Зерновк
Семянка-
Орех- сухой односемянный невскрывающийся плод с деревянистым околоплодником (орешник, липа, дуб). Нельзя называть орехами плоды грецкого ореха. Его плод - сухая костянка.
Боб-
Стручок-
Коробочка-
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Цветок и плод
Цветки возникают из апикальных и пазушных меристем побегов и представляют собой специализированные репродуктивные структуры, функционирующие и как спороносные, и как половые.
В цветке протекают и спорогенез, и гаметогенез, и оплодотворение.
После опыления и оплодотворения цветки превращаются в плоды, а семязачатки в семена. Плод не может возникнуть независимо от цветка, а всегда образуется из него.
Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем. Количество тычинок в цветке может быть весьма различно - от одной до нескольких сотен.
Однако у большинства растений тычинок сравнительно немного. Так, у ирисовых - 3, у сложноцветных - 5, у лилейных - 6. у мотыльковых - 10.
Пыльник и микроспорангий . Пыльник можно гомологизировать с верхушкой микроспорофилла, у которого листовая часть редуцировалась и несет сросшиеся микроспорангии.
Пыльник прикрепляется к нити неподвижно или бывает качающимся (лилии, злаки и др.).
На ранних этапах онтогенеза пыльник состоит из однородных клеток, окруженных эпидермой. В дальнейшем под эпидермой дифференцируются тяжи так называемой археспориальной ткани.
Слой клеток, лежащий непосредственно под эпидермой, т.е. самый наружный из слоев, возникающих в результате деления париетальных клеток, образует эндотеций, достигающий наибольшего развития в зрелом пыльнике.
Под эндотецием располагаются средние слои, состоящие из некрупных клеток, исчезающих, как правило, во время мейоза в материнских клетках микроспор.
Самый внутренний слой стенки пыльника - тапетум, или выстилающий слой, - играет важную физиологическую роль в транспорте питательных веществ в клетки спорогенной ткани.
Микроспорогенез .
Микроспоры возникают из материнских клеток микроспор в результате мейоза. Мужской гаметофит. Развитие мужского гаметофита покрытосеменных сводится к одному делению. К моменту прорастания микроспора подвергается значительной вакуолизации и деление происходит в пристенном слое цитоплазмы. В результате возникают маленькая генеративная клетка и большая клетка - «клетка пыльцевой трубки», или сифоногенная клетка.
Эту клетку нередко называют вегетативной, что не совсем удачно, так как приводит к гомологизации ее с проталлиальными клетками голосеменных, которые, в свою очередь, представляют рудименты вегетативных клеток заростков.
Проталлиальные клетки у покрытосеменных полностью утрачены. Весь мужской гаметофит состоит, всего из двух (!) клеток. Весьма поучительно сравнение развития мужского гаметофита покрытосеменных и, например, сосны как представителя хвойных.
Оно показывает, что первый возник в результате резкого сокращения всего морфогенеза, причем выпали начальные и конечные стадии.
Гаметогенез начинается с деления генеративной клетки, которое происходит либо в пыльцевом зерне, либо в пыльцевой трубке. В зависимости от этого пыльцевые зерна могут быть двух- или трехклеточными. Это таксоноспецифичный признак. Образующиеся в ходе гаметогенсза спермии по форме, величине и строению различны у разных видов растений.
Пылинка (иначе пыльцевое зерно) по сути представляет собой мужской гаметофит покрытосеменных.
Гинецеем называют совокупность плодолистиков в цветке, образующих один или несколько пестиков.
В пестике различают самую нижнюю вздутую часть — завязь, содержащую семязачатки, столбик (в апокарпном пестике — стилодий), отходящий обычно от верхушки завязи, и самую верхнюю часть — рыльце.
Гинецей, состоящий из нескольких сросшихся плодолистиков, называют ценокарпным. Часто срастание распространяется только на завязь, а стилодий и (или) рыльца остаются свободными (губоцветные, гвоздичные, сложноцветные).
Различают три варианта ценокарпного гинецея: синкарпный, паракарпный и лизикарпный.
Синкарпным гинецеем называют многогнездный гинецей с центрально-угловой плацентацией.
Предполагают его происхождение из апокарпного гинецея вследствие бокового (латерального) срастания сближенных апокарпных плодолистиков.
Паракарпным гинецеем называют одногнездный гинецей с постенной плацентацией. Для него характерно, что каждый плодолистик, в сущности, открытый, но ценокарпия создается в результате срастания краев соседних плодолистиков.
Паракарпный гинецей более экономичен, чем синкарпный, так как плаценты получают возможность наиболее полно использовать завязь.
Лизикарпный гинецей, характеризуется тем, что со дна завязи поднимается колонка, являющаяся как бы продолжением цветоложа. Колонка образована внутренними частями плодолистиков с участием оси цветка.
Развитие семязачатка и мегаспорогенез .
Семязачаток возникает на плаценте в виде полушаровидного бугорка, состоящего из однородных меристематических клеток. Рост осуществляется за счет антиклинального деления наружного слоя — эпидермы нуцеллуса - и преимущественно периклинального деления клеток субэпидермального и следующих за ним слоев. Спустя некоторое время вблизи вершины семязачатка появляется одна или несколько археспориальных клеток, развивающихся из субэпи-дермального слоя.
Приблизительно в это время у основания семязачатка возникают интегументы в виде одного-двух кольцевых валиков.
Начало зародышевому мешку (женскому гаметофиту) дает мегаспора. Процесс ее мейоза сопровождается интенсивным накоплением нуклеопротсидов, крахмала и других включений.
В результате первого мейотического деления, как правило, неравного образуется диада, следующее деление приводит к образованию тетрады мегаспор У большинства покрытосеменных три мегаспоры разрушаются, а из одной развивается женский гаметофит — зародышевый мешок.
Пылинка, попав на рыльце пестика, при отсутствии тормозящих факторов (см.
из каких частей состоит плод
ранее) прорастает; при этом се содержимое, одетое интиной, выпячивается через поры в экзине и образует пыльцевую трубку.
В зародышевом мешке пыльцевая трубка растет по направлению к яйцеклетке. Оболочка на кончике пыльцевой трубки разрывается, и оттуда выходят два спермия, из которых один сливается с яйцеклеткой.
Спермий проникает в яйцеклетку, в цитоплазме которой находится около 1 ч, претерпевая дальнейшие преобразования. По мере приближения к ядру яйцеклетки спермий разрыхляется, при этом отчетливо видна структура его ядра в виде хроматиновых нитей.
Спермий начинает контактировать с ядром яйцеклетки обычно широким концом и постепенно погружается в него. Другой спермий сливается с ядром центральной клетки зародышевого мешка (или с одним из центральных ядер).
Происходит так называемое двойное оплодотворение - ‘ процесс объединения одного спермия с яйцеклеткой (сингамия), а другого спермия (той же пары) — с центральной клеткой зародышевого мешка (тройное слияние в результате двойного оплодотворения возникают диплоидный зародыш (из зиготыоплодотворенной яйцеклетки) и обычно триплоидный эндосперм (из оплодотвоной центральной клетки зародышевого мешка).
Плод — характернейший орган покрытосеменных растений.
Он образуется в результате тех изменений, которые происходят в цветке после оплодотворения. Иногда определяют плод как зрелый цветок. Другие ученые полагают, что более точно определять плод как пестик в фазе семеношения. Но тогда, в случае апокарпного гинецея, в одном цветке может возникнуть столько плодов, сколько в нем содержится пестиков.
Ученые же, придерживающиеся первой точки зрения, говорят здесь не о плодах, а о плодиках (например, орешки лютика или лапчатки), понимая под плодом всю их совокупность. У очень многих растений, главным образом обладающих нижней завязью, в образовании плодов принимают участие, помимо плодолистиков, и другие части цветка, прежде всего цветоложе и цветоножка, а иногда и части соцветия.
Плод в основном сохраняет признаки тех частей цветка, из которых он возникает, однако первоначальные структуры часто подвергаются глубоким изменениям. Поэтому в строении плода наряду с признаками гинецея и других частей цветка выступают признаки самого плода, отличающие плод от соответствующих частей цветка весьма значительно.
Лишь в простейших случаях (лютиковые, бобовые) зрелые плоды отличаются от гинецея только размерами, зачастую они принимают столь своеобразные черты, что трудно установить, из какого гинецея они возникли. Разнообразие плодов определяется тремя группами признаков:
1) строением околоплодника;
2) способом вскрывания или распадения;
3) особенностями, связанными с распространением.
Предыдущая13141516171819202122232425262728Следующая
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
У покрытосеменных бывают одиночные цветки или собранные в группы (соцветия). В первом случае цветки обычно большие и яркие. Так легче привлекать насекомых.
Во втором случае цветки более мелкие. Однако то, что они собраны в группы, также способствует более эффективному опылению. Если растение ветроопыляемое, то больше шансов уловить пыльцу. Если же растение насекомоопыляемое, то соцветие более заметно для насекомого, чем одиночные мелкие цветки.
Соцветием называют группу цветков, вырастающих из одного цветочного стебля. Другими словами, соцветие представляет собой побег, на котором растут несколько или множество цветков, обычно такой побег не имеет листьев.
Существует множество различных типов соцветий.
Систематизировать их можно по разным признакам. Однако чаще соцветия делят на простые и сложные. Сложные соцветия состоят из простых. Есть множество типов простых и сложных соцветий. Ниже перечислены наиболее часто встречающиеся.
Простые соцветия
Кисть . От общего цветоносного стебля отходят друг за другом отдельные цветки. У каждого цветка есть своя цветоножка. Представители: черемуха, капуста, ландыш, колокольчик, сурепка.Колос .
Похож на кисть, так как от стебля также отходя цветки друг за другом. Однако в отличие от кисти у цветков нет цветоножек. Представители: подорожник, ослинник.Початок .
Похож на колос. Однако цветочных стебель, от которого отходят цветки, утолщен. Таким образом ось соцветия получается достаточно мясистой. Представители: кукуруза, аир.Щиток .
Как и у кисти от общего стебля отходят отдельные цветки на цветоножках. Однако в отличие от кисти у щитка нижние цветоножки более длинные, чем верхние. В результате все цветки вверху находятся на одном уровне. Представители: груша.Зонтик . Цветки располагаются приблизительно на одном уровне, как и у щетка. Хотя обычно более куполообразно.
Однако в отличие от щитка цветоножки цветков растут из одной точки на цветоносном стебле. Представители: вишня, яблоня, первоцвет, чистотел.Корзинка . У данного типа соцветия цветоносный стебель укорочен и утолщен. Если смотреть сверху, то имеет круглую форму. Цветки мелки, сидят рядом друг с другом.
С внешней стороны соцветие окружено зелеными листочками, которые выполняют защитную функцию. Представители: подсолнечник, василек, одуванчик, астра.Головка . Головка похожа на корзинку, но отличается от нее более круглым и утолщенным стеблем, на котором растут мелкие цветки. Также у головки нет защитных зеленых листьев по краю. Представители: клевер, люцерна.
Сложные соцветия
Метелка .
Такой тип соцветия представляет собой сложную кисть, то есть состоит из простых соцветий-кистей. От основного цветоносного стебля отходят друг за другом, как на кисти, стебельки второго порядка. А каждый такой стебелек сам представляет кисть, но уже простую.
Представители: мятлик, овес, сирень.Сложный колос . От главного цветоносного стебля отходят несколько колосков. Представители: пшеница, рожь, ячмень.Сложный щиток . От главного цветоносного стебля отходят стебельки как у щитка. От каждого такого стебелька растут уже свои цветоножки с цветками, формируя щиток, иногда корзинку.
Представители: рябина, калина.Сложный зонтик . От основного цветоносного стебля в виде зонтика отходят стебельки второго порядка.
На каждом таком стебельке в форме обычного зонтика сидят цветоножки с цветками. Представители: укроп, петрушка, морковь.
из каких частей состоит плод
К вторичному утолщению способны перейти корни
а) плауновидных
б) папоротниковидных
в) однодольных покрытосеменных
г) двудольных покрытосеменных
30. Запасающую функцию в зерновках выполняет ткань:
а) покровная
б) проводящая
в) основная
г) образовательная
Определите неверное соотнесение ткани и элемента строения, который входит в ее состав
а) основная ткань – столбчатая паренхима
б) покровная ткань – устьице
в) механическая ткань – клетка спутница
г) проводящая ткань – ситовидная трубка
Верхний плод, образованный завязью пестика и другими частями цветка, встречается у
а) яблони и груши
б) шиповника и земляника
в) шиповника и граната
г) кактуса и крыжовника
Водопроводящими элементами сосны являются
а) кольчатые и спиральные сосуды
б) только кольчатые
в) кольчатые, спиральные и пористые трахеиды
г) трахеиды
Элемент действующей ситовидной трубки характеризуется тем, что имеет
а) вторичную стенку, разрушенное ядро, ситовидные пластинки
б) первичную стенку, центральную вакуоль, ядро
в) вторичную стенку, высокое содержание каллозы, ситовидные пластинки
г) первичную стенку, ситовидные пластинки, разрушенные ядро и тонопласт
При двойном оплодотворении из центральной клетки после ее слияния со спермием возникает:
а) зародыш
б) семязачаток
в) эндосперм
г) зигота
7.6. Сборные (сложные) плоды и соплодия
Плод характерен только для цветковых растений. Это многоклеточный орган растений, формирующийся из завязи цветка после двойного оплодотворения. Плод состоит из околоплодника и семян.
Плод защищает семена от неблагоприятных воздействий внешней среды, следовательно, гарантия появления новых особей возрастает.
Плоды обеспечивают распространение семян птицами, млекопитающими, ветром, водой и т. д.
Снаружи расположен околоплодник, т.
е. разросшиеся стенки завязи пестика, под которыми находятся семена. Питательные вещества могут быть в околоплоднике (огурцы, дыня, арбуз, вишня, слива) или в семенах (каштан, орех, фасоль, боб, зерновки злаков).
Классификация плодов
Среди огромного разнообразия плодов наиболее распространены следующие.
Костянка - сочный плод, у которого внутренний слой околоплодника деревянистый и образует косточку, внутри которой расположено семя.
Наружный слой околоплодника - кожица, средний - сочная мякоть (вишня, слива, абрикос, черемуха, алыча).
Ягода - сочный многосемянный плод, у которого, в отличие от костянки, нет деревянистого слоя, семена располагаются в сочной мякоти (помидор, виноград, смородина, черника).
Яблоко - сочный многосемянный плод (яблоня, груша, рябина). В образовании плода участвуют кроме завязи и другие элементы цветка (цветоложе, околоцветник).
Зерновк - сухой односемянный невскрывающийся плод с тонким околоплодником, сросшимся с кожурой семени (рожь, пшеница, кукуруза, рис).
Семянка- сухой односемянный невскрывающийся плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с кожурой семени (подсолнечник, одуванчик, мать-и-мачеха).
Орех- сухой односемянный невскрывающийся плод с деревянистым околоплодником (орешник, липа, дуб).
Нельзя называть орехами плоды грецкого ореха. Его плод - сухая костянка.
Боб- сухой многосемянный плод, в котором семена прикреплены к стенкам плода (горох, фасоль, люпин).
Стручок- сухой многосемянный вскрывающийся плод, у которого семена крепятся к перегородке, разделяющей плод на две части (капуста, редька, репа, пастушья сумка).
Коробочка- многогнездный многосемянный плод, образованный несколькими плодолистиками (хлопчатник, мак).
Предыдущая13141516171819202122232425262728Следующая
ПОСМОТРЕТЬ ЕЩЕ:
Плоды цветковых растений очень разнообразны. Их можно классифицировать по разным признакам. Из этого вытекают различные классификации плодов: из каких частей цветка образуются, сколько семян содержат, раскрываются или не раскрываются, сухие или сочные.
Чаще всего используют последний вариант.
Плод, его происхождение, строение и функции. Типы плодов.
Среди сухих и сочных плодов выделяют свои подгруппы.
Классификация плодов по их образованию из частей цветка
Истинные плоды. В образовании таких плодов участвует только завязь пестика.
Ложные плоды. В образовании плода участвует не только пестик, но и другие части цветка (цветоложе, чашелистики, основания тычинок).
Классификация плодов по количеству пестиков, участвующих в их образовании
Простые плоды. В его образовании участвует только одна завязь пестика (пшеница, вишня).
Сложные плоды. Их образуют несколько пестиков одного цветка (малина).
Соплодия .
Данный тип плода образует целое соцветие. В нем как бы срастаются вместе множество плодов (ананас, инжир).
Классификация плодов по количеству семян
Односемянные плоды. В плоде содержится одно семя, так как в завязи был только один семязачаток (пшеница, слива).
Многосемянные плоды. Если в завязи множество семязачатков, то формируются плоды с несколькими семенами или множеством семян (томат, арбуз, смородина).
Классификация плодов по консистенции околоплодника
Сочные плоды .
В их околоплоднике много воды, поэтому он выглядит сочным, мягким и мясистым. Сочные плоды делятся на ягодовидные и костянковидные. Каждый из этих типов плодов содержит свои подтипы.
Сухие плоды . Их околоплодник содержит мало воды и выглядит как сухая оболочка вокруг семени или семян. Сухие плоды также делят на две группы (коробочковидные и ореховидные), каждая из которых включает свои подтипы.
Ягодовидные плоды
Ягодовидными являются сочные плоды, в которых чаще всего несколько или много семян.
Ягодовидные плоды в свою очередь классифицируют на такие подтипы как ягода, яблоко, тыквина, померанец, гранатина.
Ягоду отличает тонкая кожица, покрывающая сочную мякоть. Представителями ягод являются плоды смородины, томатов, винограда.
Яблоко образуется не только из завязи, но и из нижней части тычинок, цветоложа, чашелистиков, лепестков.
Семена в плоде типа яблоко находятся в пленчатых относительно жестких оболочках. Представителями, имеющими данный плод, являются яблоки, груши, айва.
Тыквину отличает деревянистый внешний слой околоплодника (тыква, арбуз, огурец). Семена у тыквины находятся в сочной мясистой части околоплодника.
Померанец - это плод цитрусовых (апельсины, лимоны, мандарины и др.).
Плод гранатину имеет гранат.
Костянковидные плоды
Главным признаком костянковидных плодов является наличие в них твердой косточки. Чаще всего она одна (вишня, абрикос). Однако бывает несколько или множество (малина). Костянковидные делят на костянки и многокостянки. У костянки внутренний слой околоплодника одревесневает и формирует обычно одну косточку, окружающую семя.
У многокостянки на белом цветоложе формируется множество мелких костянок, их косточки очень мелкие.
Ореховидные плоды
Ореховидные имеют сухой нераскрывающийся достаточно прочный околоплодник, в котором заключено одно семя. К ореховидным относят такие типы плодов как орех (лещина, фундук), зерновка (пшеница, кукуруза), желудь (дуб), семянка (подсолнечник), крылатка (клен).
Между собой они в основном отличаются прочностью околоплодника.
Коробочковидные плоды
Коробочковидные плоды имеют сухой околоплодник, в котором заключено множество семян. Чаще всего их околоплодник раскрывающийся. Типы коробочковидных плодов: боб (горох, фасоль, бобы), стручок (капуста, редис), коробочка (лен, мак, тюльпан) и некоторые другие.
Боб, в отличие от стручка, не имеет внутренней перегородки.
У стручка семена крепятся к перегородке, а у боба непосредственно к створкам. У коробочки семена высыпают через специальные отверстия.
