Цветок
Цветок представляет собой укороченный видоизмененный побег покрытосеменных растений, специализированный для образования спор и гамет, а также для осуществления полового процесса, результатом которого является развитие плода с семенами.
Строение цветка
Приступим к классификации частей цветка. Цветок состоит из:
- Стеблевой части, в которой выделяется:
- Цветоножка — разветвление стебля, на котором расположен цветок
- Цветоложе — расширенная верхняя часть цветоножки, от которой отходят чашелистики, лепестки, тычинки, пестики
- Листовой части, которая подразделяется на:
- Чашелистики — видоизмененные листья, составляющие чашечку листа
- Лепестки — внутренние видоизмененные листья, составляющие венчик листа
Отметим, что в ботанике есть такое понятие как околоцветник: так называют внешнюю часть цветка, окружающую репродуктивные органы. Обычно околоцветник состоит из внешнего кольца чашелистиков (чашечка) и внутреннего кольца лепестков (венчик).
- Генеративной части, включающей в себя:
- Тычинки — мужской половой орган цветка, состоящий из тычиночной нити и пыльника, в гнездах которого образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно содержит 2 гаплоидные клетки: вегетативную и генеративную.
- Пестик — основная расположенная в центре часть цветка, является женским половым органом.
Состоит из завязи — нижней утолщенной части пестика, из которой в дальнейшем образуется плод, столбика — центральной части пестика между завязью и рыльцем, и самого рыльца — широкой верхней части пестика, на которую попадает пыльца.
В завязи пестика формируются семязачатки, которые после опыления и оплодотворения образуют семена. Выделяют цветки с верхней завязью — картофель, горох, редька, гвоздика и с нижней завязью — у огурцов, колокольчиков, подсолнечника. Верхняя завязь свободная, ее легко выделить из цветка. Выделить нижнюю завязь, не повредив цветок, значительно труднее, так как она срастается с тычинками, листами околоцветника и даже с цветоложем (у огурца).
Особо отметьте наличие в цветке нектарников (медовиков). Они привлекают насекомых-опылителей, выделяя нектар — сахаристый сок с характерным запахом. При попытке собрать нектар насекомые сотрясают генеративную часть цветка, рассыпая пыльцу на себя, на рыльце пестика (благодаря чему происходит опыление) и на другие части цветка. Сами насекомые служат опылителями, перенося на тельце и конечностях пыльцу с одних цветков на другие.
Околоцветник
Вместе чашелистики и лепестки составляют околоцветник. Околоцветник цветка бывает двойным и простым. Двойной околоцветник включает в себя чашечку и венчик, имеется у яблони, гороха, картофеля. Если околоцветник не разделен на чашечку и венчик, то его называют простым. Простой околоцветник состоит из листочков, характерен для лука, дуба, березы, тюльпана и ландыша. У некоторых растений околоцветник отсутствует, их цветки называются «голые» : у тополя, вербы.
Чашечка
Чашечка — наружная часть околоцветника, образованная чашелистиками. Строение чашечки у разных растений отличается. Выделяют:
- Раздельнолистную чашечку — состоит из разделенных между собой чашелистиков: у дикой редьки, земляники
- Сростнолистная чашечка — чашелистики сращены между собой: у гвоздики, гороха
Венчик
Венчик — внутренняя часть двойного околоцветника, образованная лепестками и обычно ярко окрашенная. Строение венчика может быть разным. Венчик может быть:
- Свободнолепестный — лепестки венчика разделены между собой
- Спайнолепестный — лепестки венчика срастаются друг с другом
В дальнейшем по мере изучения семейств покрытосеменных мы изучим формулы цветков. Запомните сейчас, что в случае, если любые части цветка срастаются между собой, то в формуле цветка их число берется в скобки.
Симметрия цветка
Исходя из особенностей симметрии цветка их подразделяют на:
- Правильные (актиноморфные), через которые можно провести множество плоскостей симметрии. Правильные цветки имеются у гвоздики, лилии, огурцов. В формуле такие цветки обозначаются знаком *
- Неправильные (зигоморфные), такие цветки имеют только одну плоскость симметрии. Цветки такого типа есть у гороха, шалфея, львиного зева. В формуле такой цветок обозначается знаком ↑
Однодомные и двудомные растения
Обоеполые цветки имеют и тычинки, и пестики в одном цветке. Однако есть растения, у которых тычинки и пестики расположены на разных цветках. У таких растений на цветке находятся либо тычинки (тычиночные цветки) — мужские цветки, либо пестики (пестичные) — женские цветки. В зависимости от расположения мужских и женских цветков эти растения делятся на:
- Однодомные — у них и мужские, и женские цветки расположены на одном и том же растении: у кукурузы, березы, тыквы.
- Двудомные — имеют и женские, и мужские цветки, расположенные на разных растениях: у тополя, конопли, вербы.
Поделюсь своей собственной ассоциацией, чтобы вы успешно запомнили эти понятия. Вообразите, что в гости к зажиточным хозяевам приехало большое количество гостей. Богатые хозяева построили на участке два дома, и у них есть возможность разделить всех гостей, так что мужчины отделяются от женщин и идут в разные дома («двудомные растения»). В случае если хозяева оказались менее богаты, то у них только один дом, так что гостям и мужского, и женского пола придется искать место для ночевки в одном доме («однодомные растения»).
Семязачаток
Также называется семяпочкой. Представляет собой образующийся в завязи многоклеточный орган, из которого развивается семя. Ткани завязи образуют выступ (вырост), называющийся плацента, которым семязачаток крепится внутри завязи. С помощью семяножки семязачаток сообщается с плацентой.
В семязачатке происходит процесс мегаспорогенеза, на которых мы остановимся подробнее:
- Мегаспорогенез
Процесс локализуется в нуцеллусе, называющимся мегаспорангием. Материнская клетка (2n) начинает делиться мейозом, и, что предсказуемо, получается четыре клетки — четыре гаплоидные мегаспоры (n). Из них три отмирают, выживает только одна, приближенная к халазе — ткани, где соединяются интегумент и нуцеллус.
Запомните, что из мегаспоры развивается женский гаметофит — зародышевый мешок. Гаметофит у растений это гаплоидная многоклеточная фаза в цикле развития, которая чередуется со спорофитом — диплоидной фазой.
Ядро мегаспоры трижды делится эндомитозом (удвоение числа хромосом внутри ядерной оболочки, без разрушения ядрышка и без образования нитей веретена деления). В результате образуется 8 ядер, по 4 ядра у каждого полюса зародышевого мешка. На этой восьмиядерной стадии деление ядра женского гаметофита окончено.
От каждого из двух полюсов в центр зародышевого мешка направляется по одному ядру, так называемые — полярные ядра. Таким образом, у полюсов зародышевого мешка их остается по три. Две клетки в центре сливаются и образуют центральную клетку, диплоидного (2n) набора хромосом. На микропилярном полюсе зародышевого мешка одна наиболее крупная клетка превращается в яйцеклетку, а две других становятся вспомогательными клетками — синергидами, короткоживущими клетками. Вместе яйцеклетка и синергиды образуют яйцевой аппарат.
Локализуется в микроспорангиях — гнездах пыльника. Диплоидная материнская клетка делится мейозом, в результате образуется четыре микроспоры с гаплоидным набором хромосом. Каждая из микроспор делится митозом, в результате получаются две клетки: крупная вегетативная и более мелкая генеративная — эти две клетки и составляют пыльцевое зерно (пыльцу). Пыльцевое зерно состоит из двух оболочек — интины (внутренней) и экзины (наружной).
Важно отметить, что в пыльцевом зерне к моменту оплодотворения или после него развиваются мужские половые клетки — спермии (или сперматозоиды), необходимые для процесса оплодотворения. Запомните, мужской гаметофит семенного растения — пыльцевое зерно.
Опыление
Опыление — процесс переноса пыльцы с пыльников на рыльце пестика (у цветковых растений) или на семязачаток (у голосеменных). В изучении любой темы важным аспектом является классификация. Выделяют два типа опыления:
- Самоопыление
Самоопыление это опыление в пределах одной и той же особи, возможны : гейтоногамия (от греч. géitōn сосед и gámos брак), или автогамия, в пределах одного цветка ( от др.-греч. αὐτός — «сам» и γάμος — «брак»). Самоопыление помогает выживать растениям в неблагоприятных условиях окружающей среды, на отдаленных от суши островах, в тундре — когда затруднено или невозможно перекрестное опыление.
Перенос пыльцы из пыльника цветка одного растения на рыльце пестика другого растения. Отметим искусственное опыление, которое сознательно осуществляет человек для повышения урожайности или выведения новых сортов. Осуществляется с помощью воды, ветра и животных. Здесь необходимо ввести новые термины:
- Ветроопыляемые растения
Такие растения имеют следующие характерные черты: у них мелкие цветки, невзрачный околоцветник, цветки лишены нектарников (то есть запах у цветов отсутствует). Ветроопыляемые растения обычно растут большими скоплениями (заросли тростника, березовые рощи), зацветают до появления листьев. Тычинки располагаются у них на длинных, свисающих нитях. Пыльцы очень много, она мелкая, сухая.
Пыльцевые зерна благодаря наличию воздушных мешков могут перемещаться на большие расстояния, достигающие десятков километров: 30-35 км у березы, у ольхи до 400 км.
Эти растения отличают крупные цветки, мелкие — собраны в соцветия. Имеют нектарники и характерный запах (аромат), особенно важный для привлечения насекомых. Пыльцы мало, она крупная, тяжелая, клейкая. Ее внешний слой (экзина) часто покрыт различными приспособлениями, которые помогают зацепится за насекомых: бугорки, шипы, гребешки.
Теперь вы точно знаете, почему именно насекомооплыяемые растения стоит дарить прекрасным девушкам, а не ветроопыляемые (на первом свидании точно лучше подстраховаться насекомооплыяемыми, хотя если вы хотите удивить — вперед в березовую рощу 😉
Оплодотворение
Оплодотворение — слияние спермия, сперматозоида (мужской половой клетки) с яйцом, яйцеклеткой (женской половой клеткой), приводящее к образованию зиготы. Тем или иным способом пыльца (пыльцевое зерно) оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка начинает прорастать в ткани пестика, растворяя их, формирует пыльцевую трубку. Из генеративной клетки образуются два спермия.
Пыльцевая трубка прорастает до зародышевого мешка, благодаря чему спермии достигают яйцеклетки. Далее у цветковых растений происходит уникальное явление, открытое С.Г. Навашиным — двойное оплодотворение. Как вы помните, из генеративной клетки образовалось два спермия. Суть двойного оплодотворения заключается в том, что один из спермиев сливается с яйцеклеткой (оплодотворяет ее) с образованием зиготы (диплоидна), из которой развивается зародыш. Второй спермий сливается с центральной клеткой (эта клетка к моменту слияния уже диплоидна) с образованием эндосперма (триплоиден) — запасного питательного вещества.
После оплодотворения с течением времени из семязачатков образуются семена. Из интегумента семязачатка (от лат. integumentum — покрывало, покров) образуется семенная кожура. Околоплодник формируется из стенок завязи пестика.
Соцветия
Цветки, особенно у насекомооплыемых растений, редко расположены по одиночке. Чаще всего цветки образуют скопления — соцветия. Соцветие — часть годичного побега растения, несущая цветки и видоизмененные прицветные листья, в пазухах которых и располагаются цветки или соцветия.
Этот раздел мы также изучим с помощью классификации. Соцветия подразделяются на:
- Простые
Простыми называют соцветия с одной осью — главной, на которой расположены цветки. К простым соцветиям относятся:
- Кисть — цветки поочередно крепятся к неразветвленной удлиненной главной оси. Имеется у ландыша, черемухи.
Сложными называют соцветия, у которых на главной оси расположены не цветки, а частные (парциальные) соцветия.
- Метелка — по-другому называется — сложная кисть. Главная ось ветвится, от нее отходят оси боковые, на которых расположены цветки — у сирени, или колоски: у овса, риса, просо.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Источник статьи: http://studarium.ru/article/11
Видеоурок по биологии «Цветок и его строение»
Взгляни на луг, на клумбы глянь —
Кругом такое разноцветье:
Цветы так трудно не заметить:
Среди лесов, полей, полян.
Ромашки, розы, васильки —
Такие разные, но всё же
Все красотою так похожи,
Все так прекрасны и легки!
Цветковые растения наравне с людьми являются самыми высокоорганизованными существами на нашей планете. А значит, и самыми красивыми. Сегодня наша с вами задача разобраться, для чего им такая красота и у всех ли она одинакова на самом деле.
Вначале уясним, что такое цветок и почему он есть не у всех растений, а только у покрытосеменных.
Итак, во-первых, цветок — это орган размножения.
Во-вторых, цветок — это видоизменённый укороченный побег. Вы уже встречались с видоизменениями органов и знаете, что это происходит с ними в том случае, когда они начинают выполнять дополнительные функции. Так и в случае с цветком. Если побег предназначен в основном для воздушного питания растений — фотосинтеза, то видоизменённый побег — цветок — для размножения. И исключительно для размножения.
Почему цветки имеют только покрытосеменные растения? Потому что исторически они являются самыми молодыми растениями на Земле и только им удалось придумать для размножения такой уникальный орган. Благодаря ему цветковые получили огромное преимущество в борьбе за существование и, как следствие, всемирное господство.
Так. Давайте ещё раз. Это очень важно.
Первое. Цветок — это орган размножения.
Второе. Цветок по происхождению является видоизменённым побегом.
Третье. Цветки имеют только покрытосеменные растения.
И четвёртое. Именно благодаря цветку покрытосеменные растения в наше время господствуют на Земле. Кстати, четвёртый пункт можете скорректировать. Подумайте.
Цветок как орган размножения поразительно разнообразен по деталям строения, окраске и размерам. Самые мелкие цветки растений семейства Рясковые имеют в диаметре всего около 1 мм, в то время как самый крупный цветок у раффлезии Арнольда, обитающей в тропических лесах на острове Суматра, достигает в диаметре 91 см и имеет массу около 11 кг.
Но несмотря на такое огромное разнообразие все цветки построены по единому принципу. Который прямо сейчас мы и рассмотрим.
Будьте внимательны. Красоту цветков составляет множество элементов, и вам необходимо их хорошенько запомнить. Иначе какие вы будете биологи-ботаники без знания строения цветка. Застыдят же. Согласны? Тогда начинаем.
К стеблю цветок обычно прикрепляется с помощью цветоножки. Цветоножка заканчивается расширенной частью — цветоложем. Именно здесь располагаются остальные элементы цветка. Заметим, что в их расположении есть определённая закономерность. Особо любознательные из вас могут более подробно познакомиться с диаграммами цветков и эту закономерность выявить. Все элементы цветка располагаются от внешней части цветоложа к центру кругами. Видите?
Первый такой круг, самый внешний, образуют чашелистики. Обычно они зелёные и все вместе составляют так называемую чашечку. Следующий круг — лепестки. Название их пошло от древнегреческого слова πέταλον, что в переводе означает «лист», «цветок».
Лепестки вы все хорошо знаете. Именно они придают цветкам покрытосеменных всё буйство форм и красок. За что их и любим.
Ближе к центру, после лепестков, по кругу располагаются тычинки. Раньше их называли пыльцелистиками. Почему так? Дело в том, что элементы цветка имеют разное происхождение. Если цветоножка и цветоложе являются как бы продолжением стебля — его видоизменениями, то всё, что располагается на цветоложе, — это уже видоизменённые листья. Обратите на это внимание. А если забудете, достаточно вспомнить старое название тычинок, а там и основной смысл всплывёт.
Тычинки — вещь уже более серьёзная, чем чашелистики и лепестки. Хотя и менее заметная. Каждая тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник имеет многослойную стенку и сложное строение. Он состоит из двух половинок, в каждой из которых находится по две пыльцевые камеры. В пыльцевых камерах образуется пыльца. Или пыльцевые зёрна, как их ещё называют.
Самый центр цветка занимает пестик. Он, в свою очередь, состоит из трёх частей: завязи, столбика и рыльца. В завязи расположен семязачаток, а внутри — зародышевый мешок. Именно из них развиваются семена. А из всей завязи — плод.
Итак, мы разобрали все элементы цветка. Давайте повторим и добавим ещё несколько важных понятий.
Все элементы цветка располагаются кругами от внешней части цветоложа к центру. Вначале идут чашелистики. Чашелистики могут срастаться. А все вместе они составляют чашечку.
За чашелистиками расположены лепестки. Все лепестки цветка называются венчиком. Они также могут срастаться.
Чашечка и венчик образуют околоцветник. Но не все цветки имеют чашечку и венчик. Выделяют три категории цветков по этому принципу. Цветки без околоцветника. Например, у ивы и ясеня в цветках мы не найдём ни чашелистиков, ни лепестков. Значит, там нет ни чашечки, ни венчика. Такие цветки ещё называют голыми.
Цветки с простым околоцветником. У тюльпана и лилии все листочки околоцветника более или менее одинаковы, и в них нельзя различить чашечку и венчик.
И цветки с двойным околоцветником. У вишни, яблони, розы мы чётко различаем чашечку и венчик.
Теперь немножко геометрии.
Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько осей симметрии. Подобным образом устроены цветки капусты, яблони, вишни, и называются они правильными.
А вот через цветки гороха или шалфея можно провести только одну ось симметрии — это неправильные цветки.
Отметим ещё, что элементы околоцветника стерильны. То есть непосредственно в процессе размножения не участвуют. Именно поэтому у вас не должно вызывать удивления, как же живётся иве и ясеню. Нормально живётся. С размножением у них полный порядок. Просто приспособились так.
Таким образом, основная функция околоцветника — защита тычинок и пестика — главных элементов цветка. Крупные и яркие лепестки также служат для привлечения насекомых-опылителей.
Разобрались? Давайте ещё раз.
Чашелистики составляют чашечку. Лепестки составляют венчик. Чашечка и венчик образуют околоцветник.
И три категории цветков в зависимости от строения околоцветника. Если его нет — цветки без околоцветника, или голые. Если в околоцветнике все элементы одинаковые — это цветки с простым околоцветником. И третий вариант — у цветков есть чашечка и венчик — цветки с двойным околоцветником.
Та-а-а-к. Отлично. Ещё немножко и мы у цели.
Двигаемся к центру цветка. Там тычинки и пестик. Но по аналогии с чашечкой и венчиком не все цветки имеют и тычинки, и пестик. И, как вы уже догадались, наверное, здесь также возможны три варианта.
У яблони и вишни в цветках мы найдём и тычинки, и пестик. Поэтому их цветки будут обоеполыми. Не удивляйтесь. Ведь вы уже знаете, что цветок — это орган размножения. Более того — это орган полового размножения. В половом размножении участвует два пола: мужской и женский. Так вот, тычинки с пыльцевыми зёрнами — это мужская часть цветка, а пестик с семязачатками — женская. Поэтому цветки с тычинками и пестиками называются обоеполыми.
Остальные два варианта цветков тоже легко предугадать. И они будут однополыми, конечно же.
Если в цветке отсутствует пестик, а есть только тычинки, — это мужской цветок, или тычиночный. Если же нет тычинок, а есть только пестик, — цветок женский, или пестичный.
Осталось разобраться, как называются растения в зависимости от наличия мужских и женских цветков.
Например, у огурца и кукурузы на одном растении располагаются и мужские, и женские цветки. Для человека это похоже на семью, которая живёт в одном доме, поэтому такие растения (именно растения, обратите внимание) называют однодомными.
А вот у таких растений, как облепиха, тополь и некоторых других мужские и женские цветки расположены на разных растениях. То есть как бы существует два отдельных дома. Значит облепиху и тополь отнесём к двудомным растениям.
И закончим наш урок параллелью с математикой. Или физикой. Что кому больше нравится. Дело в том, что для более детального и удобного описания цветка используют не только диаграммы, но и формулы. Да-да. Формулы.
Не пугайтесь. Ничего сложного.
Так вот, при составлении формулы цветка (снова от периферии к центру) простой околоцветник обозначается буквой О, чашелистики — буквой Ч, лепестки — Л, тычинки — Т, пестик — П. Число всех элементов цветка показывают цифрами, а если их больше двенадцати, то значком бесконечности. Если какие-либо элементы цветка срослись, то соответствующие цифры пишут в скобках.
Правильный цветок изображают звёздочкой, неправильный — стрелкой. Однополые мужские (тычиночные) цветки — знаком «копьё Марса», женские (пестичные) — знаком «зеркало Венеры». Знаки симметрии и пола цветка записывают на первом месте.
Например, прочитаем формулу цветка вишни: цветок обоеполый, правильный, чашелистиков пять, лепестков пять, тычинок больше двенадцати — они свободные, то есть несросшиеся, пестик один.
На этом остановимся. Вы получили практически исчерпывающую информацию о строении цветка. Рассматривайте цветки разных растений сами, учитесь составлять формулы, а может, и диаграммы. Но помните, не стоит без надобности срывать растения и их цветки. Вы же не хотите оставить эти живые существа без потомства, а своих товарищей без удовольствия созерцать их красоту.
Источник статьи: http://videouroki.net/blog/vidieourok-po-biologhii-tsvietok-i-iegho-stroieniie.html
