Генеративные органы растений

  Цветок — орган семенного размножения покрытосеменных растений. Цветок представляет собой видоизменённый, укороченный и ограниченный в росте побег. Развитие цветка завершается образованием плода с семенами. Функция цветка — половое размножение.
  Цветок соединён со стеблем цветоножкой. Если цветоножка сильно укорочена или отсутствует, цветок называют сидячим. Цветоножка переходит в цветоложе, на котором располагаются все части цветка. В центре цветка находится пестик (или несколько пестиков). Он состоит из рыльца, столбика и завязи. В завязи имеется полость, где находится семяпочка (семязачаток, мегаспорангий). Пестик образован одним или несколькими сросшимися плодолистиками (видоизмененными листьями). Совокупность плодолистиков составляет женскую часть цветка. Пестик окружен тычинками, в которых различают тычиночную нить и пыльник. Пыльник состоит из двух половинок, каждая из которых включает по два пыльцевых мешка (микроспорангии), в которых образуется пыльца (микроспоры). Совокупность всех тычинок составляет мужскую часть цветка. Тычинки и пестик окружены околоцветником, который может быть простым и двойным. Простой околоцветник состоит из однородных элементов (цветки тюльпана). Двойной околоцветник состоит из венчика, образованного ярко окрашенными лепестками, и чашечки, образованной зелёными чашелистиками. Кроме того, цветки некоторых растений имеют особые железы — нектарники, которые образуют нектар.

  Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики. Однополые цветки имеют только тычинки или только пестики. Однодомные (обоеполые) растения — растения, у которых мужские и женские цветы находятся на одной особи (кукуруза, береза, тыквенные и др.). Двудомные (однополые) растения — растения, у которых мужские и женские цветы находятся на разных особях (тополь, ива, осина и др.).
  У одних растений цветки крупные и располагаются одиночно (тюльпан), у других — относительно мелкие и собраны в различные соцветия. Соцветие — часть растения, несущая группировки отдельно расположенных цветков.
  Соцветия бывают простые и сложные. У простых соцветий на главной оси расположены цветки, у сложных — простые со цветия. К простым соцветиям относятся: кисть — на главной оси сидят на цветоножках отдельные цветки (черемуха, ландыш, белая акация); простой колос — на оси находятся сидячие цветки без цветоножек (подорожник); початок — колос с разросшейся мясистой осью (кукуруза); зонтик — главная ось укорочена, цветоножки всех цветков кажутся выходящими из её вершины и имеют одинаковую длину (лук, вишня); головка — главная ось укорочена, на вершине тесно расположены цветки, не имеющие или почти не имеющие цветоножек (клевер); корзинка отличается от головки утолщённой блюдцевидной осью, которая образует общее цветоложе для сидячих цветков (подсолнечник, ромашка); щиток — кисть, у которой нижние цветоножки длиннее верхних, цветки располагаются в одной плоскости (яблоня, груша).
  К сложным соцветиям относятся: метёлка (или сложная кисть) — на главной оси на разной высоте расположены простые кисти (сирень) или простые колоски (мятлик); сложный колос — удлинённая ось, на которой сидят простые колоски (рожь, пшеница, ячмень); сложный зонтик — укороченная ось, от которой отходят оси, несущие простые зонтики (морковь, петрушка).
  Биологическое значение соцветий состоит в повышении вероятности опыления. Мелкие цветки, собранные в соцветие, хорошо заметны для насекомых, что способствует их опылению.

Опыление — процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика. Различают самоопыление и перекрёстное опыление. Самоопыление — это опыление в пределах одной и той же особи или одного и того же цветка, при этом цветок может не раскрываться, и опыление осуществляется в бутоне. Перекрёстное опыление — перенос пыльцы с пыльника одного растения на рыльце пестика другого.
  Перекрёстное опыление может быть биотическим и абиотическим. Биотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляют живые организмы: насекомые (жуки, бабочки, двукрылые, перепончатокрылые), птицы (колибри), летучие мыши. Для насекомоопыляемых растений характерны яркая окраска и душистые цветки, наличие в цветках нежной пыльцы и сладкого нектара, объединение мелких цветков в соцветия. Абиотическим называется опыление, при котором перенос пыльцы осуществляется без участия живых существ, при помощи ветра и воды. Ветроопыляемые растения, как правило, растут группами, имеют невзрачные цветки с плохо развитым околоцветником, зацветают ранней весной до распускания листьев, образуют много мелкой и сухой пыльцы.
  Оплодотворению предшествует образование мужского и женского гаметофитов. Женский гаметофит формируется внутри завязи пестика. В одной из диплоидных клеток семязачатка (мегаспорангия) в результате мейоза образуются четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них отмирают, а одна проходит три митотических деления, в результате чего эта клетка содержит восемь гаплоидных ядер. Это и есть жен ский гаметофит, или зародышевый мешок. В зрелом женском гаметофите образуются яйцеклетка, диплоидная центральная клетка и ряд дополнительных клеток. Мужской гаметофит образуется в пыльниках тычинок. В пыльцевых мешках (микроспорангиях) материнские клетки спор делятся мейотически, в результате чего из каждой образуются четыре гаплоидные микроспоры. Сформировавшаяся микроспора имеет оболочку и ядро. Ядро затем делится митотически с образованием генеративной и вегетативной клеток. Это и есть мужской гаметофит. Генеративная клетка вскоре ещё раз делится митозом и формирует два спермия. Таким образом, пыльцевое зерно содержит вегетативную клетку и два спермия.
  После попадания пыльцевого зерна на рыльце пестика, оно прорастает. Из вегетативной клетки образуется пыльцевая трубка, которая прорастает до зародышевого мешка. По этой трубке в зародышевый мешок проникают два спермия. Один из них сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидный зародыш, другой соединяется с диплоидной клеткой, образуя триплоидную клетку, из которой развивается эндосперм. Такой процесс называется двойным оплодотворением. Он был открыт в 1898 г. С.Г. Навашиным.
  После этого из завязи образуется плод, а из семязачатков — семя, в котором находится зародыш.

  Семя — орган семенного размножения и расселения растений. Оно образуется из семязачатка (семяпочки) в завязи растений. Семя состоит из семенной кожуры, зародыша и запаса питательных веществ (эндосперма). Семенная кожура образуется из покровов семяпочки и выполняет защитные функции, в том числе защищает семя от высыхания и, наоборот, от преждевременого насыщения влагой. Зародыш включает корешок, стебелёк, почечку и одну или две семядоли — образования, гомологичные листьям. У двудольных их две, у однодольных — одна. При наземном прорастании семядоли способны к фотосинтезу, при подземном — служат хранилищем питательных веществ. Из корешка образуется главный корень, из почечки — главный побег растения. Запас питательных веществ (эндосперм) у одних растений полностью поглощается растущим зародышем и накапливается в семядолях, которые становятся мясистыми и заполняют всё семя (у многих двудольных: фасоль, горох и др.); у других — эндосперм сохраняется и занимает основной объём семени (у злаков). Эндосперм образуется в результате так называемого двойного оплодотворения и состоит из триплоидных клеток.

Плод — орган покрытосеменных растений; представляет собой видоизмененный после оплодотворения цветок. Функции плодов: защита и распространение семян. В состав плода входят пестик и другие части цветка: разросшееся цветоложе, сросшиеся основания чашелистиков, лепестков и тычинок. Разросшиеся стенки завязи формируют околоплодник.
  В зависимости от того, из каких элементов цветка образовался плод, различают настоящие и ложные плоды. Настоящие плоды образуются из завязи (слива, томат). Ложные плоды образуются при участии цветоложа (шиповник), околоцветника (яблоко) и др.
  По консистенции околоплодника (количеству в нём воды) плоды делят на сухие и сочные, по количеству семян — на односемян- ные и многосемянные. Сухие многосемянные плоды имеют механизм вскрытия для разбрасывания семян (раскрывающиеся): боб (горох, фасоль, люцерна, клевер), стручок отличается от боба наличием перегородки между створками, на которой располагаются семена (капуста, редька, брюква, пастушья сумка), коробочка (мак, хлопчатник, львиный зев, подорожник). Сухие односемянные (нераскрывающиеся): семянка (подсолнечник, василёк, одуванчик), зерновка (рожь, ячмень, пшеница, кукуруза, овёс), орех (лещина, дуб, липа, конопля), крылатка (клён, берёза, вяз). Сочные односемянные: костянка (вишня, слива, абрикос, боярышник). Сочные многосемянные: ягода (смородина, виноград, клюква, томаты, баклажаны), тыквина (тыква, арбуз, дыня, огурец), померанец (апельсин, мандарин, лимон), яблоко (яблоня, груша, рябина).
  Распространение плодов и семян происходит с помощью ветра (анемохория), воды, животных (зоохория), человека (антропохория), а также саморазбрасыванием.