Общая характеристика

Покрытосеменные составляют наиболее совершенную и самую многочисленную группу высших растений, включающую примерно 250 тыс. видов, распространенных по всему земному шару, особенно во влажных тропиках.В Беларуси насчитывается 112 семейств, 500 родов и более 1750 видов (без учета многочисленных видов, форм и сортов интродуцированных растений, адвентивных видов и других цветковых растений).Предполагается, что покрытосеменные возникли в начале мелового периода мезозойской эры (около 125 млн. лет назад). К концу мелового периода покрытосеменные занимают господствующее положение в растительном мире благодаря высокой экологической пластичности и многим преимуществам по сравнению с другими высшими растениями.Важнейший признак покрытосеменных — наличие цветка — видоизмененного и ограниченного в росте спороносного побега, приспособленного для размножения. Появление цветка сыграло исключительно важную роль в их эволюции.Семязачатки у цветковых растений (в отличие от голосеменных) заключены в полость завязи пестика и тем самым защищены.По сравнению с голосеменными пыльца цветковых попадает сначала не в пыльцевход семязачатка, а на рыльце пестика, предназначенного именно для улавливания пыльцы; это важная отличительная черта этой группы. Гаметофиты (женский — зародышевый мешок, мужской — пыльцевое зерно) крайне упрощены и развиваются значительно быстрее, чем у голосеменных, в связи с чем они утратили гаме-тангии — антеридии и архегонии. Кроме того, гаметофиты полностью зависят от спорофита и всегда находятся под его защитой, в то время как у моховидных и у некоторых папоротников гамето-фит не защищен и легко высыхает. Для цветковых растений характерно двойное оплодотворение, в результате которого образуется зигота, дающая начало зародышу, и тришюидная клетка, из которой впоследствии формируется эндосперм. У голосеменных эндосперм образуется в семязачатке до оплодотворения независимо от того, формируется зародыш или нет, т. е. не имеет значения, возникает необходимость в наличии питательной ткани или нет. У покрытосеменных же одновременное развитие зародыша и эндосперма позволяет избежать ненужной траты пластических веществ и энергии в том случае, если зародыш не образуется. Семена заключены в плод (отсюда и название «покрытосеменные») и надежно защищены от неблагоприятных условий внешней среды. Кроме того, благодаря уникальности плода их распространение обеспечивают птицы, млекопитающие, насекомые, а также ветер, вода и т. п. Спорофит покрытосеменных устроен чрезвычайно разнообразно и представлен различными жизненными формами; деревья, кустарники, полукустарники, кустарнички, полукустарнички, лианы, одно- и многолетние травы. Покрытосеменные имеют высокоорганизованную проводящую систему: в состав ксилемы входят более совершенные проводящие элементы — настоящие сосуды, в то время как у голосеменных они представлены трахеидами. Помимо этого, в отличие от всех остальных высших растений, покрытосеменные имеют ситовидные трубки флоэмы с клетками-спутницами. Их появление повысило эффективность перемещения продуктов фотосинтеза от листьев к стеблю и корню, а по сосудам, которые значительно шире трахеид, осуществляется более быстрое передвижение воды и растворенных минеральных солей от корня к стеблю и листьям.

22 Цветок – видоизмененный укороченный побег, служащий для семенного размножения растений. Цветок развивается из генеративной (цветочной) почки. В нем происходит опыление, оплодотворение, развитие зародыша и образование плодов с семенами.

Как бы ни было велико разнообразие цветков окружающих нас растений, в их строении можно обнаружить сходство. Рассмотрим строение цветка.

Нет сомнения, что именно наличие цветка и покрытосемянность (т. е. развитие семян в особых закрытых структурах цветков) дало этой группе растений столь большое преимущество для распространения в мире и конкуренции с другими растениями.

В большинстве случаев цветок располагается на цветоножке, которая может быть разной длины. В том случае, когда цветоножка очень короткая, цветок называют сидячим.

Цветоножка заканчивается цветоложем — расширенным, сильно укороченным, видоизмененным стеблем, на котором располагаются все остальные части цветка (к ним относятся листочки околоцветника, тычинки и пестики). Диаграмма цветка. 1 - ось соцветия, 2 - прицветники, 3 - чашелистики, 4 - лепесток, 5 - тычинка, 6 - пестик, 7 - кроющий лист.

Главные части цветка:

1. Пестик - находится на самой верхушке цветоложа (один или несколько) и является женской частью цветка. Он обычно состоит из рыльца, столбика и завязи. Но бывают исключения – например, у тюльпана в пестике нет столбика. Рыльце обычно клейкое, шероховатое или даже ветвистое. Оно служит для прикрепления пыльцы. Столбик приподнимает рыльце.Самая нижняя, вздутая часть пестика – это завязь. Она содержит в себе семязачатки. Из завязи пестика после опыления и оплодотворения развивается плод, а из семязачатков образуются семена. В завязи вишни развивается один семязачаток, а у тюльпана их много. Поэтому у вишни из цветка развивается односемянный плод, а у тюльпана – многосемянный.

2. Тычинка - мужская часть цветка. Тычинки состоят из длинной, тонкой тычиночной нити и крупного пыльника, внутри которого развивается пыльца. Количество тычинок может различаться. Например: в цветке вишни имеется много тычинок, у тюльпана их только шесть.

Вокруг главных частей цветка расположен околоцветник, основной функцией которого является защита органов размножения цветка и привлечение насекомых.

Околоцветник включает:

1. Венчик - это совокупность лепестков. Они чаще всего окрашены в яркие цвета и выполняют, в первую очередь, функцию привлечения опылителей, хотя они также играют роль в защите развивающегося цветка.

2. Чашечку – это совокупность чашелистиков цветка. Зеленый цвет чашелистиков указывает на то, что они, как и простые листья, способны к фотосинтезу, а наличие механических тканей подсказывает нам, что чашелистики играют защитную роль, предохраняя нежные части цветка внутри бутона. У многих растений чашелистики опадают еще во время цветения, а, например, у мака — сразу при раскрывании бутона. У других (яблони, шиповника) — чашелистики остаются при плодах.

Околоцветник бывает:

1. Двойной (сложный) - состоит из чашелистиков и лепестков, как, например, у розы, пиона, яблони. Чашелистики располагаются снаружи и, в отличие от лепестков, как правило, имеют плотную структуру и окрашены в зеленый цвет.
2. Простой - все его части устроены практически одинаково, а потому в этом случае их не принято называть ни чашелистиками, ни лепестками, а только лишь листочками простого околоцветника. Однако листочки эти у разных растений неодинаковы. Так, например, у тюльпана они нежные и яркоокрашенные, вследствие чего в просторечии их все равно называют лепестками. Простой околоцветник встречается у однодольных (лилии, ландыша, лилейника).
3. Голые цветы – не имеют околоцветника. Чаще всего они опыляются ветром и не нуждаются в привлечении насекомых-опылителей. Такие цветки встречаются у ив, ясеней, багряника.

Формула цветка — условное обозначение строения цветка с помощью букв латинского алфавита, символов и цифр.

Для составления формулы используют следующие обозначения:

О – простой околоцветник;

Ч – чашелистики;

Л – лепестки:

Т – тычинки;

П – пестик.

23) Андроц е й- это совокупность всех тычинок в цветке.Тычинка состоит из тычиночной нити, связника и пыльника. Каждый пыльник имеет 2 пыльцевых гнезда- микроспорангий (где формируется микроспоры). В нутрии пыльцевого гнезда находится материнские клетки микроспор. Микропоры образуются в ходе процесса, называемого микроспорогенезом, в микроспорангиях, которыми являются гнезда пыльника. В результате ряда последовательных митотических делений клеток археспория, т.е. образовательной ткани пыльника возникают материнские клетки микроспор (микроспороциты), содержащие, как и все растение диплоидный набор хромосом. Каждая материнская клетка в результате митотического деления преобразуется в тетраду(4) гаплоидных микроспор, которые затем легко распадаются на отдельные микроспоры.
Микрогаметогенез — процесс образования мужских половых клеток (спермиев), происходит в пыльцевом зерне, которое является мужским гаметофитом покрытосеменных растений. Развитие мужского гаметофита происходит также в гнездах пыльников тычинок и сводится к одному митотическому делению микроспоры и формированию оболочек пыльцевого зерна. Оболочка пыльцевого зерна состоит из двух слоев: интины (внутренней, тонкой) и экзины (наружной, толстой). Каждое пыльцевое зерно содержит две гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную. Из генеративной (спермагенной) далее образуются два спермия. Из вегетативной (сифоногенной) впоследствии образуется пыльцевая трубка.

24)Геницей- совокупность плодолистиков одного цветка, образующих один или несколько пестиков. плодолистики соответствуют листья, несущие мегаспорангии. Плодолистики, срастаясь краями, образуют пестик, который в типичном случае состоит из трёх частей: завязь, столбик, рыльце. Выделяют три вида гинецея: Апокарпный гинецей — состоит из множества самостоятельных плодолистиков, отличается краевой плацентацией. Монокарпный гинецей — состоит из единственного пестика с краевой плацентацией. Ценокарпный гинецей — состоит из нескольких сросшихся плодолистиков, образующих единый пестик. а) Синкарпный — несколько сросшихся стенками плодолистиков, плацентация центрально-угловая. б) Паракарпный — то же, но стенки плодолистиков не сохранились. Плацентация постенная. в) Лизикарпный — отличается от паракарпного колончатой (центральной) плацентацией. Место прикрепления семязачатков в завязи называю плацентой. По типу расположения в цветке завязи называются: Верхняя (свободная) завязь — прикрепляется основанием к цветоложу, не срастаясь ни с какими частями цветка (в этом случае цветок называют подпестичным или околопестичным).Нижняя завязь — находится под цветоложем, остальные части цветка прикрепляются у её вершины (в этом случае цветок называютнадпестичным).Полунижняя завязь — срастается с другими частями цветка, гипантием или цветоложем, но не у самого верха, верхушка её остается свободной (в этом случае цветок называют полунадпестичным).

25) мегаспорогенез осуществляется в мегаспорангии. У цветковых растений в мегаспорангии из клеток археспория обычно закладывается одна материнская клетка мегаспоры, имеющая как и все растение, диплоидный набор хромасом. Затем путем мейотического деления из нее возникает 4 гаплоидные мегаспоры. Лишь одна из них функционирует и увеличивается в размерах. Из нее формируется женский гаметофит (зародышевый мешок). Формирование зародышевого мешка осуществляется путем трех последовательных митотических делений. В результате образутся два ядра, которые расходятся к полюсам сильно удлиняющейся мегаспоры, а между ними появляется крупная вакуоль. Далее каждое из этих ядер синхронно делится еще два раза; в результате у каждого полюса возникают по четыре ядра. На этой восьмиядерной стадии процесс деления женского гаметофита заканчивается. От каждой из двух четверок ядер в центральную часть зародышевого мешка отходит по одному ядру. Эти так называемые полярные ядра сближаются в центральной части и обычно сливаются, образуя диплоидное вторичное ядро. Далее в зародышевом мешке вокруг каждого из ядер формируются клеточные оболочки. У микропилярного полюса гаметофита образуются три клетки яйцевого аппарата, одна из которых (более крупная) является яйцеклеткой, а две другие — вспомогательными клетками-синергидами. Три клетки халазапьного полюса получили название антипод. Так возникает наиболее распространенный тип зародышевого мешка, который сильно редуцирован по сравнению с гаме- тофитом голосемянных. У покрытосемянных нет архегониев. Опыление — это процесс переноса пыльцы от тычинки на рыльце пестика. Опыление впервые появляется у голосемянных, однако наибольшее разнообразие механизмов опыления и его совершенство достигаются у цветковых растений. Различают два типа опыления — самоопыление, или автогамию, и перекрестное опыление, или ксеногамию. При самоопылении рыльце опыляется пыльцой того же цветка или пыльцой других цветков этого же экземпляра растения — гейтоногамия (соседственное опыление). Обычно самоопыление осуществляется в распустившихся цветках, но иногда оно происходит и в закрытых нераспустившихся цветках. В этом случае говорят о клейстогамии. В генети-. ческом отношении все эти способы самоопыления вполне равноценны. Если перенос пыльцы осуществляется между цветками разных особей, то происходит перекрестное. Эндосперм образуется, когда два спермия из пыльцевого зерна (мужского гаметофита) прорастают до зародышевого мешка (женского гаметофита). Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, при этом образуется зигота, а второй сливается с двумя полярными тельцами в центре зародышевого мешка, и при этом образуется первичная клетка эндосперма (с тройным набором хромосом), которая развивается в эндосперм.

26. Соцветие, их типы. Биологическая роль. Соцветие – это годичный побег растения (называемый «главная ось»), на котором вырастает группа цветков. Простые соцветия характерны тем, что цветки расположены только на единственной главной оси. Они могут вырастать непосредственно на побеге (в таком случае их называют сидячими), или на веточках различной длины – цветоножках. В сложных соцветиях главная ось ветвится на вторичные побеги (оси), на которых уже образуются соцветия второго порядка — их называют частные, или парциальные (также встречаются частные соцветия третьего и более порядка).Среди огромного разнообразия соцветий в природе можно выделить несколько основных, наиболее распространенных типов:

Простые соцветия

Кисть характерна удлиненной главной осью, вдоль которой равномерно вырастают цветки на цветоножках примерно одинаковой длины. Цветки начинают развиваться от основания соцветия к его верхушке. Кисти бывают прямостоячими (растущими вертикально вверх), поникающими (склоненными под углом к земле), встречаются среди большого количества трав и деревьев: черемуха, большинство видов горошка, вероника колосистая, колокольчик крапиволистный и др.

Колос строением похож на кисть, но цветки в таком соцветии сидячие (не имеют цветоножек). Колос характерен для многих видов подорожника, злаковых, осок и других растений (Ятрышник болотный, Дербенник прутовидный, Вербена лекарственная и пр.)

Сережка – так называют, как правило, повислые (поникающие) соцветия с более-менее длинной главной осью и плотно растущими на ней цветками. По строению они могут быть колосьями, простыми кистями и тирсами. Особенно характерны для деревьев: берез, тополей, ив и других.

Початок строением похож на колос, но его главная ось толстая, мясистая, с тесно расположенными на ней сидячими цветками. Часто под початком вырастает один или несколько крупных листьев, покрывающих собой соцветие. Примеры: кукуруза, аир болотный.

Щитковидное соцветие. В этом распространенном типе соцветия все цветоножки такой длины, что все цветки вырастают практически на одной плоскости, образуя подобие блюдца. Цветки начинают распускаться от краев соцветия к середине. (Герань лесная, Земляника лесная, Бессмертник песчаный)Щитковидное соцветие нужно отличать от зонтика.

Зонтик имеет очень укороченную главную ось, из верхушки которой выходят цветоножки одинаковой длины, т.е. соцветие в виде сбоку напоминает веер. (Лук угловатый, Вязель пестрый, Примула)

Внешне (но не по строению) на зонтик похож полузонтик. В полузонтике главная ось заканчивается одним цветком, под которым развиваются еще две боковые ветви, заканчивающиеся цветками. (Полевой салат, Горицвет кукушкин, Селезеночник очереднолистный)

Головка. Это легко узнаваемое соцветие имеет короткую толстую главную ось овальной или почти шаровидной формы, на которой снизу вверх развиваются цветки на коротких цветоножках. (клевер, Колокольчик скученный, Буквица аптечная)

Корзинка внешне часто выглядит как единичный цветок со множеством лепестков, на самом же деле это соцветие. Как и головка, имеет сильно измененную главную ось – толстую, мясистую или полую внутри, сплющенную в форме блюдца, конусовидную или почти шаровидную. Отличительная особенность: нижняя часть главной оси покрыта листочками – оберткой, сверху вырастают цветки одного или сразу нескольких типов: язычковые, трубчатые (воронковидные), ложноязычковые. Соцветие наиболее типично для семейства астровых (сложноцветных).

Мутовка – так называют группу цветков, вырастающими в ряд вокруг стебля, как правило на коротких цветоножка над листьями. (Пустырник обыкновенный, Яснотка стеблеобъемлющая)

Сложные соцветия

Сложный зонтик по строению подобен простому зонтику, но из короткой главной оси выходят не цветоножки, а веточки (оси) второго порядка, называемые лучами. На лучах вырастают мелкие цветки на цветоножках одинаковой длины, образуя зонтички. (Борщевик, Жабрица однолетняя, Гвоздика турецкая)

Сложный колос состоит из длинной главной оси, на которой вырастают соцветия второго порядка – колоски, аналогичные по строению простому колосу.

Метёлка – так часто называют сильно ветвящиеся соцветия, имеющие длинную главную ось и соцветия второго порядка, нижние из которых более ветвистые и сильнее развиты, чем верхние, что придает всему соцветию пирамидальную форму. (Частуха подорожниковая, Подмаренник северный, Коровяк метельчатый) Парциальные соцветия в метелке могут иметь различное строение, в том числе похожее на некоторые упомянутые простые соцветия.

Завиток строится так: из главной оси с одним цветком вырастает другая ось с одним цветком, из нее – третья, и тоже с цветком, и так далее, и все они обращены в одну сторону. (Незабудка лесная, Окопник шершавый, Медуница лекарственная)

Вильчатое соцветие (развилку) описывают тогда, когда главная ось через определенные промежутки разветвляется на пару супротивных веточек второго порядка (Смолевка обыкновенная, Оксибафус ночецветный, Звездчатка дубравная)

Шишка. В основном это соцветие (и плод) хвойных растений. Оно образуется чешуями, расположенными в виде колоса, деревенеющими со временем. В мужских шишках развиваются споры, в женских происходит оплодотворение и созревание семян. Формы шишек различны – от почти круглой до цилиндрической. У цветковых (покрытосеменных) растений шишками называют головчатое соцветие, кроющие листья которого сильно разрастаются и придают соцветию форму шишки. Настоящих шишек (стробилов) у цветковых растений нет.

Биологическая роль соцветий.

1) Способствуют большей вероятности опыления насекомыми и ветром;

2) Соцветия делают цветки более заметными, нежели одиночные цветки среди листвы;

3) Обеспечивают рассеивание пыльцы.

27. Образование плодов и семян