Половое размножение

Все процессы, связанные с половым размножением, происходят в цветке. Процессу оплодотворения предшествует процесс опыления — перенос пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Созревание пыльцы происходит в пыльниках тычинок.

Различают два типа опыления — самоопыление и перекрестное.

Самоопыление происходит в обоеполых цветках, когда пыльца попадает на рыльце пестика своего же цветка (лен, ячмень, томат, картофель). Чаще всего самоопыление происходит до раскрытия цветка, в бутоне (горох, фасоль). Оно возможно также у некоторых однодомных растений.

Перекрестное опыление — это перенос пыльцы из пыльника одного цветка на рыльце пестика цветка другого растения. Оно может происходить при помощи ветра, воды, насекомых или птиц.

Ветроопыляемые растения ( анемофильные- береза, рожь, крапива, кукуруза) имеют мелкие невзрачные цветки, лишенные аромата. Пыльники расположены у них на длинных свисающих тычиночных нитях. Рыльца пестиков широкие и длинные для улавливания большого количества пыльцы. Масса сухой мелкой пыльцы переносится ветром в виде облачка. У ряда растений цветение наступает до распускания листьев, что облегчает опыление ветром.

Цветки насекомоопыляемых растений (энтомофильные растения) устроены так, что они привлекают опылителей. Цветки имеют большие размеры, яркую окраску, иногда собраны в соцветия, издают сильный аромат и выделяют сладкий сок — нектар. Насекомые в поисках пищи (пыльца и нектар) перелетают с цветка на цветок, осуществляя тем самым перекрестное опыление.

Опыление водой (гидрофилия) – гидрофильные цветки встречаются у водных растений. цветки распускаются в воде; пыльцевые зерна имеют выросты, воздушные камеры и капли масла для плавучести.

Орнитофилия- опыление птицами . орнитофильными являются растения тропиков: акации, алоэ, кактусы, эвкалипты. Орнитофильные цветки не имеют запаха, но у них яркая окраска и образуется большое количество нектара.

Опыление летучими мышами (хироптерофилия). Цветки на длинных цветоносах, крупные, имеют приятный запах, выделяют много сладкого нектара (баобабы, мимозы, бальс).

Искусственное опыление проводят при выведении новых сортов или с целью повышения урожайности культурных растений (подсолнух, кукуруза).

Для того чтобы за опылением последовало оплодотворение, необходимо образование и созревание мужских и женских гамет.

Листостебельное растение представляет собой спорофит. Созревание микроспоры — пыльцевого зерна — происходит в процессе мейотического деления диплоидных материнских клеток микроспорангиев (пыльников). Покрытая оболочкой гаплоидная микроспора прорастает еще на материнском растении. Ее гаплоидное ядро делится митотически, вокруг каждого ядра обособляется участок цитоплазмы и образуются вегетативная и генеративная клетки, Они и представляют мужской гаметофит цветко­вого растения. У многих растений генеративная клетка делится на два спермия под оболочкой микроспоры.

На внутренних стенках завязи пестика развиваются семяпочки, которые представляют собой макроспорангии. Материнская диплоидная клетка семяпочки делится мейотически и образует четыре гаплоидные макроспоры, три из которых разрушаются, а четвертая после трех последовательных митозов дает зародышевый мешок, состоящий из восьми клеток. Затем две центральные клетки сливаются в одну диплоидную клетку, получившую название вторичной. В результате всех превращений зародышевый мешок, или женский гаметофит, имеет семь клеток: на полюсах зародышевого мешка расположены по три гаплоидные клетки, в центре — клетка с диплоидным набором хромосом. Одна из трех клеток, которые расположены против пыльцевхода, является яйцеклеткой .

После попадания пыльцы на рыльце пестика происходит ее набухание и образование пыльцевой трубки из вегетативной клетки. Кончик ее размягчается, выделяет ферменты, растворяющие клетки столбика. Два спермия продвигаются по пыльцевой трубке и через пыльцевход (микропиле) попадают в зародышевый мешок. Один спермий сливается с яйцеклеткой и образуется диплоидная зигота, из которой впоследствии развивается зародыш семени. Второй спермий сливается с центральной диплоидной клеткой, в результате чего образуется триплоидный эндосперм семени. Таким образом, у цветкового растения наследственные признаки материнского и отцовского организма несет и зародыщ, и эндосперм.

Описанный процесс, имеющий универсальное значение для покрытосеменных, называется двойным оплодотворением и был открыт С. Г. Навашиным в 1898 г.

Из частей цветка образуются:

1. из оплодотворенной яйцеклетки- зародыш

2. из диплоидного ядра- эндосперм

3. из интегументов семязачатка- семенная кожура

4. из нуцеллуса – перисперм

5. из стенок завязи- стенка плода.

Количество семян соответствует числу семяпочек в завязи.

Семя.

Семя- орган полового размножения и расселения растений, развивающийся из оплодотворенного семязачатка.

Семя состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

Зародыш- миниатюрный спорофит.

Зародыш состоит из зародышевого корешка, зародышевого стебелька с зародышевой почкой и зародышевых листьев.

Семенная кожура многослойна, ее главная функция- защита от высыхания и преждевременного прорастания.

Эндосперм – состоит из запасающей паренхимы, содержит зерна крахмала, капли масла в сочетании с белками. При набухании семян питательные вещества гидролизуются и поглощаются зародышем.

Строение семян однодольных растений.

Семенная кожура срастается с околоплодником, основную часть семени занимает эндосперм. Зародыш от эндосперма отделен семядолей.

Строение семян двудольных растений: зародыш, две семядоли, семенная кожура.

Состав семян: минеральные вещества(вода, минеральные соли), органиче6ские вещества (растительный белок- клейковина, крахмал, жиры).

Содержание органических семян неодинаково в семенах различных растений: в бобовых больше белка, в зерновых больше крахмала, в масличных- жира.

Условия прорастания семян:

1. наличие живого зародыша

2. увлажненная почва

3. запас питательных веществ

4. оптимальная температура

5. приток воздуха.

При увлажнении семена набухают. Вода проникает внутрь семени, семенная кожура разрывается. Из зародышевого корешка развивается молодой корень, который растет и укрепляется в почве, клетки зародышевого побега делятся, растут

ПЛОД. .-

Одновременно с развитием семени происходит преобразование завязи в зрелый плод. Из

стенок завязи образуется околоплодник. В образовании плода могут участвовать, помимо

пестика, другие части цветка (разросшееся цветоложе, основания чашелистиков,

лепестков и тычинок).

Функции плода :

1. формирование семян

2. защита семян

3. распространение семян.

Строение плода: околоплодник (перикарпий) и семена.

Околоплодник состоит из эндокарпия, мезокарпия, экзокарпия. Максимальное количество семян равно числу семязачатков.

Плод, образованный из нескольких пестиков одного цветка, называется сборным

Плод, образованный из нескольких цветков называется соплодием (ананас, шелковица)

Классификация плодов: сочные (односемянные и многосемянные) и сухие

(нераскрывающиеся односемянные и раскрывающиеся многосемянные ).

Классификация плодов

Сухие односемянные:

Семянка: семя не срастается с околоплодником (подсолнечник, одуванчик)

Орех: околоплодник жесткий деревянистый не срастается с семенем(лещина, дуб, гречиха)

Зерновка: околоплодник срастается с семенной кожурой (пшеница, рожь)

Сухие многосемянные

Боб: имеет две створки, внутри которых находятся семена (фасоль, горох, акация)

Стручок: имеет две створки, но семена располагаются на перегородке плода (капуста,

репа, редис, редька)

Коробочка: семена созревают внутри и высыпаются через специальные отверстия

(Хлопчатник, лен, табак, тюльпан).

Сочные односемянные.

Костянка: эндокарпий твердый, деревянистый; мезокарпий сочный (вишня, абрикос, черемуха)

Сочные многосемянные

1. Ягода: эндокарпий не развивается, мезокарпий сочный (смородина, виноград, томат)

2. яблоко- экзокарпий в виде кожицы, мезокарпий сочный, эндокарпий твердый кожистый (яблоня, груша, айва)

3. тыквина (экзокарпий твердый, мезокарпий и эндокарпий сочные (арбуз, дыня, тыква, огурец)

4. померанец- экзокарпий плотный, содержит каротиноиды и эфирные масла; мезокарпий волокнистый белый, эндокарпий сочный (мандарин, апельсин, лимон)

сборные плоды:

1. сборная костянка: ежевика, малина

2. многоорешек: лютик, липа, лапчатка

3. многоорешек: клубника, земляника.

Способы распространения плодов и семян.

1. автохория- распространение семая самим растением: баллисты (под давлением выбрасывают семена), вскрывающиеся семена бобовых – при созревании скручивают створки и разбрасывают семена;

2. зоохория- распространение животными. Эндозоохория- при поедании семена не перевариваются, выделяются с пометом на значительном расстоянии от растения; синзоохория- происходит откладывание семян про запас, при этом часть семян прорастает; эпизоохория- перенос семян на шерсти животных.

3. анемохория- распространение ветром, семена имеют коылатки, парашютики, волоски.

4. гидрохория- распространение водой, семена плавучие, защищены от воды, имеют выросты.

5. антропохория- распространение человеком: при поеданиирлодов, при путешествиях, осознанное распространение в связи с хозяйственной деятельностью.

Систематика цветковых.

Отдел Покрытосеменных делится на два класса: Однодольные и Двудольные.

Отличительные признаки классов цветковых растений_______

Признак Однодольные Двудольные

Строение семени Одна семядоля Две, редко три-четыре семядоли

Строение цветка Число частей по Число частей по 4—5 или

3 или кратное 3 кратное им

Форма листа Простые, цель- Простые или сложные,

нокрайние края рассеченные или зуб-

обычно сидячие чатые, с черешком (без черешков)

Жилкование листа Параллельное Сетчатое, перистое, пальчатое или дуговое

Стебель Травянистый, Травянистый или деревянистый,

проводящие пучки проводящие пучки в центре стебля

разбросаны по стеблю расположены по кругу, имеют камбий

и не имеют камбия

Тип корневой

системы Мочковатая Стержневая, у некоторых травянистых

растений — мочковатая

КЛАСС ОДНОДОЛЬНЫЕ

Семейство Лилейные.

1. Семейство включает около 4 тыс. видов.

2. Многолетние травянистые растения с подземными побегами в виде луковиц или корневищ, насекомоопыляемые или ветроопыляемые

3. Листья крупные, цельные, по форме ланцетные или линейные.

4. Цветки собраны в соцветия: зонтик (лук, чеснок), кисть (лилия, ландыш, пролеска) или одиночные (тюльпан), крупные и яркоокрашенные. Цветок имеет 6 свободных или сросшихся лепестков, 6 тычинок, расположенных по 3 в два круга, и 1 пестик.

5. Плод — ягода (ландыш) или коробочка (тюльпан).

6.Значение представителей семейства: овощные культуры (лук, чеснок, спаржа), сырье для получения лекарств (чеснок, ландыш, купена, алоэ, вороний глаз), декоративные растения (тюльпан, ландыш, лилия, гиацинт).

Семейство Злаковые.

1. Семейство включает около 10 тыс. видов.

2. Травы, реже древовидные формы (бамбук).

3. Стебель — соломина,

4. Листья линейные, с длинным влагалищем (широкое основание листа в виде трубки) и пленчатым выростом — язычком — на границе листа и влагалища.

5. Типы соцветия: сложный колос (пшеница), метелка (просо), початок (кукуруза). Цветок имеет 2 колосковые и 2 цветковые (пленочные) чешуи, от 2 до 6 (иногда до 40) тычинок и 1 пестик с двумя перистыми рыльцами. Ветроопыляемые растения.

6. Плод — зерновка.

8. Значение : хлебные (пшеница, рожь ячмень, овес) и кормовые (пырей, тимофеевка, мятлик, кукуруза) злаки — основа питания человека и травоядных животных; сырье для пищевой и химической промышленности (получение спирта, целлюлозы, синтетического каучука). Кукурузные рыльца используются в качестве лекарства.

КЛАСС ДВУДОЛЬНЫЕ

Семейство Крестоцветные.

1. Включает около 3 тыс. видов.

2. Травы, реже кустарники:-однолетпие и многолетние; насекомоопыляемые растения.

3. Листья располагаются поочередно или образуют прикорневую розетку.

4. Тип соцветия: кисть. Цветок имеет 4 чашелистика и 4 лепестка, расположенные крест-накрест, 2 короткие и 4 длинные тычинки, 1 пестик.

5. Плод — стручок (редька, капуста) или односеменной орешек.

6.Значение : пищевые (различные сорта капусты, репа, редька, редис), кормовые (ре­дька дикая, брюква, турнепс), масличные (рапс, горчица) и декоративные (левкой, маттиола) растения: многие крестоцветные — хорошие медоносы.

Семейство Розоцветные.

1. Включает около 3 тыс. видов.

2. Многолетние деревья, кустарники и травы.

3. Листья простые и сложные, располагаются поочередно и имеют прилистники.

4. Типы соцветия: кисть (черемуха), щиток (рябина, груша), простой зонтик (яблоня, вишня). Цветки чаше одиночные, правильной формы. Цветок имеет 5 чашели­стиков, 5 лепестков. много тычинок, 1 (слива, вишня) или много (шиповник, малина) пестиков.

5. Плод: яблоко (яблоня, груша, боярышник), костянка (вишня), сборная костянка (малина), орешек {'лапчатка). У многих розоцветных при созревании плодов сильно разрастается цветоложе.

6. Значение : плоды розоцветных, богатые сахарами, витаминами, органическими кислотами (важнейшие плодовые и ягодные культуры); лекарственные (шиповник, черемуха, лавровишня, лапчатка) и декоративные (роза, гравилат, боярышник) растения. Эфирные масла роз используют в парфюмерной промышленности.

Семейство Бобовые.

1. Семейство включает около 12 тыс. видов.

2. Однолетние и многолетние травы, кустарники и деревья.

3. Листья очередные с прилистниками, перисто- или пальчатосложные, реже простые.

4. Тип соцветий: головка (клевер), кисть (люпин). Цветки могут быть и одиночными. Цветок имеет 5 сросшихся чашелистиков. Венчик состоит из 5 лепестков: верхний (парус), два боковых (весла), два сросшихся нижних (лодочка). Внутри лодочки находится 1 пестик, окруженный 10 тычинками (9 срастаются, 1 свободная).

5. Плод — боб.

6. На корнях бобовых поселяются клубеньковые бактерии, которые связывают свободный азот воздуха. Симбиоз корней с бактериями обогащает растение белками, а почву после его отмирания — азотными солями.

7.Значение : пищевые культуры ( горох, фасоль, бобы, чечевицу, земляной орех (арахис); декоративные растения (белую и желтую акации, душистый горошек, цветную фасоль, люпины); медоносы (донник) и лекарственные растения (термопсис, солодка).

Семейство Пасленовые.

\. Семейство включает около 2 тыс. видов.

2. Это преимущественно дикорастущие травянистые растения.

3. Листья простые, с цельной или изрезанной листовой пластинкой, не имеют при­листников. Часто все части растения обладают специфическим запахом.

4. Цветки правильной нормы, имеют 5 сросшихся чашелистиков, 5 сросшихся ле­пестков, 5 тычинок, приросших к лепесткам, и 1 пестик.

5. Плод: ягода (томат, картофель, паслен), коробочка (табак, петуния, белена).

6.Значение : пищевые рас гения ( картофель, томат, баклажан, красный (стручковый) перец, табак); Картофель используется для получения крахмала, патоки, спирта. Из никотина табака получают никотиновую кислоту( витамин). Ценным лекарственным сырьем являются белена, дурман, белладонна. Некоторые пасленовые возделывают как декоративные растения (петуния, душистый табак).

Семейство Сложноцветные.

1. Семейство включает около 20—25 тыс. видов.

2. Травянистые рас гения, реже кустарники и деревья.

3. Листья часто простые, очередные, иногда супротивные, без прилистников, различные по форме, рассеченности, опушению.

4. Тип соцветия: корзинка. Группа мелких цветков расположена в корзинке на общем ложе соцветия. Ложе может быть плоским (подсолнечник), выпуклым (пупавка), конусовидным (ромашка). Снаружи корзинка окружена оберткой из видоизмененных листьев. По форме венчика выделяют следующие виды цветков: -

-трубчатый (ромашка, бодяк): 5 сросшихся лепестков венчика; пыльники 5 тычинок срастаются и общую трубочку, в центре - пестик с раздвоенным рыльцем;

- воронковидный (краевые цветки у василька): венчик имеет вид косо срезанной воронки с краевыми зубчиками; тычинки и пестик отсутствуют;

- язычковый настоящий (одуванчик, осот): венчик спайнолепестной в виде язычка с пятью зубчиками но краю; 5 тычинок окружают 1 пестик;

- ложноязычковый (краевые цветки у корзинки подсолнечника и ромашки): венчик

имеет вид плоскою язычка с тремя зубчиками; тычинки; могут иметь пестик .

5. Плод: семянка (подсолнечник, астра), семянка-летучка с хохолком (одуванчик, осот).

6. Значение пищевые - подсолнечник, топинамбур , салат-латук, дикорастущие — цикорий и растения-каучуконосы (кок-сагыз, гваюла), декоративные — георгины, ромашки, хризантемы, астры, ноготки, бессмертники, лекарственные — сушеница, девясил, мать-и-мачеха, череда, полынь, пижма, ромашка лекарственная, ты­сячелистник; сорняки (василек, одуванчик, бодяк полевой, осот).

.