Меню

Этапы развития однолетних покрытосеменных растений

Покрытосеменные

Отдел покрытосеменные (цветковые) самый многочисленный, он включает 235-250 тысяч видов. Его представители обитают по всему миру: от холодной тундры до жарких тропиков, отдельные виды освоили пресные и морские водоемы.

Покрытосеменные составляют большую часть массы растительного сообщества, являются звеном в цепи питания (продуцентами) — важнейшими производителями органических веществ на суше, как водоросли — в морях и океанах.

В настоящее время цветковые господствуют на Земле. Такое доминирующее положение им позволили занять прогрессивные особенности:

    Возникновение цветка

Цветок — генеративный орган покрытосеменных (цветковых), высшая ступень полового размножения. Цветок характерен только для покрытосеменных растений, ни один из других отделов подобным генеративным органом не обладает. По своему строению цветок это видоизмененный обоеполый стробил, гомологичный стробилам голосеменных.

В отличие от голосеменных, у которых семязачатки лежат открыто на семенных чешуях, у цветковых семязачаток находится в замкнутом вместилище — завязи, сформированной из плодолистика (-ов).

Двойное оплодотворение, открытое Навашиным Сергеем Гавриловичем, уникальное явление, характерное только для цветковых. Оно связано с тем, что в зародышевый мешок попадают два спермия, один из которых (n) сливается с центральной клеткой (2n), с образованием запасного питательного вещества — эндосперма (3n). Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n) с образованием зиготы (2n), из которой развивается зародыш.

У цветковых появляется плод — генеративный орган, служащий для защиты и распространения семян.

Хорошо развита проводящая ткань

Ксилема — проводящая ткань, обеспечивающая восходящий ток воды и растворенных в ней минеральных солей, представлена не трахеидами, а сосудами. Во флоэме ситовидные элементы окружены клетками-спутницами.

У покрытосеменных мы не найдем антеридиев и архегониев: гаметофиты максимально редуцированы.

В процессе опыления покрытосеменных участвуют насекомые, летучие мыши, птицы. Также опыление может происходить с помощью воды или ветра.

Особенностью цветковых является способность образовывать многоярусные сообщества, более устойчивые и продуктивные.

Многоярусность растительного сообщества служит приспособлением к равномерному распределению света: светолюбивые растения занимают верхний ярус, а теневыносливые растения отлично чувствуют себя в тени светолюбивых 🙂

Классы покрытосеменных

Отдел покрытосеменные состоит из двух классов: однодольные и двудольные. К классу двудольных относятся семейства: крестоцветные, сложноцветные, розоцветные, бобовые (мотыльковые), пасленовые. Класс однодольные включает в себя семейства: злаковые, лилейные. Для каждого класса имеются характерные признаки.

    Двудольные — семейства: крестоцветные, сложноцветные, бобовые, розоцветные, пасленовые

      В составе зародыша обычно имеется две семядоли

    В семядолях содержится запас питательных веществ. При надземном прорастании семядоли (зародышевые листья) могут выполнять функцию фотосинтеза.

    Листья двудольных простые и сложные, для двудольных характерно перистое и пальчатое жилкование.

    За счет камбия растения растут в толщину, возможен вторичный рост осевых органов (стебля и корня).

    Корневая система чаще всего стержневого типа, с хорошо выраженным главным корнем, от которого отходят боковые корни. Главный корень развивается из зародышевого корешка.

    Цветки пятичленные, реже встречаются четырехчленные. Хорошо обособлены чашечка и венчик.

    Цветок с простым околоцветником. Цветки чаще трехчленные, четырехчленные. Никогда не бывают пятичленными.

    Эндосперм семени

    Эндосперм (от греч. endon — внутри + греч. sperma — семя) — запасное питательное вещество, у покрытосеменных триплоидный (3n).

    Эндосперм в семени есть у подавляющего большинства однодольных (лука, ландыша, пшеницы) и двудольных (тмина, хурмы, фиалки). Отсутствует эндосперм в семенах тыквенных, крестоцветных (капусты), сложноцветных (подсолнечника), бобовых (гороха, фасоли), также у — березы, липы, дуба, клена, так как на ранней стадии развития растущий зародыш поглощает эндосперм.

    Жизненный цикл

    Из генеративных почек спорофита развиваются цветки. У взрослого растения спорофита (2n) в цветке в гнездах пыльников тычинок в ходе микроспорогенеза образуется пыльцевое зерно (n) — мужской гаметофит. В завязи пестика в семязачатке формируется женский гаметофит — зародышевый мешок, внутри которого находятся центральная клетка (2n) и яйцеклетка (n).

    В результате опыления (насекомым, ветром, человеком) пыльца с тычинок переносится на рыльце пестика. Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток. Вегетативная клетка начинает растворять ткани пестика, образует пыльцевую трубку и прорастает до зародышевого мешка. Генеративная клетка делится, образуя два спермия (n), из которых один сливается с центральной клеткой (2n) с образование эндосперма (3n) — запасного питательного вещества. Другой спермий (n) сливается с яйцеклеткой (n), образуя зиготу (2n).

    В дальнейшем из семязачатка формируется семя, а завязь превращается в околоплодник — образуется плод. Своим внешним видом плоды привлекают животных, и те их охотно поедают) Благодаря семенной кожуре семена не подвергаются расщеплению в желудочно-кишечном тракте человека и животных. Они выходят из ЖКТ в неизменном виде и остаются способны к прорастанию: так происходит расселение растений. Попав в благоприятные условия, они прорастают в спорофит (2n). Цикл замыкается.

    Значение покрытосеменных

    Покрытосеменным в жизни человека отведено важное место. Только подумайте — почти все культурные растения принадлежат к этому отделу! Цветковые имеют медицинское значение, из многих растений изготавливаются лекарства. Их древесина используется для изготовления бумаги, мебели, применяются в промышленности.

    © Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020

    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

    Жизненный цикл покрытосеменных растений: определение, особенности, виды, циклы жизни и увядания

    В растительном мире самой совершенной и многочисленной группой является отдел покрытосеменных или цветковых растений. К ним относятся все растения, которые снабжены органом семенного размножения – цветком. Всего на планете насчитывается больше 350 тысяч различных видов растений, и из них ¾ части принадлежит к покрытосеменным. Они спокойно могут расти в воде, засушливых пустынях и разноцветным ковром покрывают земли степей. В этой статье будет рассмотрен жизненный цикл покрытосеменных растений, которые отлично приспособились к различным природным условиям и распространены от ледяной Арктики до Антарктиды.

    Определение

    Покрытосеменными или цветковыми называются растения, органом семенного размножения которых является цветок. К ним принадлежат травы, цветы, кустарники и деревья. В цветках развиваются мужские и женские гаметы (репродуктивные клетки). Семена располагаются внутри завязи, в плодах, отсюда и название — покрытосеменные. Цветки разнятся по форме, величине, строению и окраске. У одних растений они опыляются ветром, у других – насекомыми. Вегетационный период также у всех разный – от нескольких недель (у эфемеров) до сотен лет (у дуба). Все покрытосеменные имеют различную высоту. Существует много растений с прямостоячими стволами, но есть ползучие, стелющиеся и лазающие стебли. Довольно разнообразна корневая система и листья. Несмотря на такое различие существует определенный жизненный цикл покрытосеменных. Все растения объединяются в группы по характерным особенностям. Основным критерием систематики является степень родства растений между собой. Все цветковые делятся на два класса – двудольные и однодольные.

    Они имеют огромное значение как в природе, так и в жизни индивида. Некоторые из них употребляют в пищу люди, а другие идут на корм домашним и диким животным. Растительное сырье применяют в различных отраслях промышленности. Декоративные растения используют для озеленения, древесные – для строительства, лекарственные – в медицине традиционной и народной.

    Цикл развития покрытосеменных растений

    Наблюдается смена поколений. Благодаря мейозу образуются споры, а гаметы – это результат митоза. И те, и другие формируются в цветке. Поэтому его называют органом полового и бесполого размножения. В зернах пыльцы (микроспорах) образуются в больших количествах мужские гаметы, которые переносятся насекомыми или ветром на рыльце пестика.

    Такое явление дает возможность покрытосеменным растениям обходится без плавающих сперматозоидов. На всех этапах развития и зародыши, и спермии с яйцеклетками находятся под надежной защитой тканей сапрофита. Результат – высокая жизнеспособность цветковых представителей флоры.

    Строение цветка

    Цикл покрытосеменных растений – это чередование поколений гаметофита (полового) и спорофита (бесполого), который представлен обычным растением, состоящим из стебля, корня, листьев и цветка.

    Венчик из лепестков последнего и зеленые чашелистики – это защита для женской части цветка (пестика) и мужской (тычинок). Пестик включает в себя рыльце, столбик и завязь с яйцеклеткой. Тычинки наделены способностью производить пыльцу, которая, попав в завязь, оплодотворяет яйцеклетку. В результате образуется семечко. Плод, защищающий семя и позволяющий ему распространяться, возникает из завязи.

    Особенности покрытосеменных растений

    Исключительность этих растений заключается в следующем:

    • Двойное оплодотворение. Из одного семени после контакта с яйцеклеткой возникает зигота. Далее из нее образуется зародыш. Из второго образуется триплоидная клетка, впоследствии приводящая к развитию эндосперма, содержащего питательные вещества.
    • Пыльца первоначально попадает на рыльце пестика и далее в пыльцевой вход семяпочки. Последняя защищена от повреждений, так как заключена в пестиковую полость завязи.

    • Наличие цветка дает возможность размножения семенами.
    • Гаметофит женский – это зародышевый мешок, а мужской – пыльцевое зерно. Они довольно быстро развиваются и значительно упрощены, в отличие от других растений. С другой стороны, они находятся под постоянной защитой и зависят от спорофита.
    • В жизненном цикле покрытосеменных преобладает диплоидный спорофит.

    Разнообразие

    Разнообразие жизненных форм и размеров покрытосеменных поражает воображение индивида. Например, самым миниатюрным представителем считается ряска вольфия, ее диаметр около одного миллиметра. А с другой стороны — гигантский эвкалипт, достигающий в высоту ста метров. Таким образом, среди цветковых существуют:

    • травы;
    • кустарники;
    • деревья;
    • кустарнички;
    • лианы и другие.

    Первые три считаются основными. Кустарники и деревья являются многолетними. Деревья некоторых пород способны прожить более тысячи лет. Среди травянистых растений много однолетних. За вегетационный период они проходят весь жизненный цикл покрытосеменных. Кратко это можно описать следующим образом:

    1. Вырастают из семян.
    2. Цветут.
    3. Образуют семена.
    4. Отмирают.

    Довольно много в природе многолетних и двулетних видов трав. В случаях, если они произрастают в местах, где холодные зимы, зеленая наземная часть на период холодов отмирает. Однако в земле остаются клубни или корневища, имеющие некоторый запас питательных веществ. В весеннее время образуется новая зеленая часть растения. Важно помнить, что двулетние растения дают плоды и цветут только на второй год, и затем растение гибнет. А многолетники ежегодно радуют цветением. Вот такая разная продолжительность жизни покрытосеменных растений. Кроме того, среди цветковых встречаются сапрофиты, паразиты и полупаразиты, которые полностью утратили способность к фотосинтезу.

    Основные отличия в размножении покрытосеменных и голосеменных растений

    Исключительностью покрытосеменных считается наличие цветка, в котором появляются и проклевываются споры, образуя женское и мужское половое поколение с гаметами, а также осуществляется опыление, гиногенез и развитие семян. У покрытосеменных гаметофитов семена образуются в пестиках и тычинках, а не в шишках, как у голосеменных. У покрытосеменных семязачатки образуются внутри пестика, в отличие от голосеменных. Благодаря этому они надежно спрятаны и защищены от плохих условий окружающей среды. После оплодотворения образуется семя из семязачатка, а плод возникает из нижней части пестика. Следующим отличием является двойное оплодотворение цветковых, т. е. эндосперм у них образуется после, а у голосеменных до оплодотворения. Кроме того, вегетативный партеногенез есть только у покрытосеменных. Таким образом, жизненный цикл покрытосеменных несколько иной, чем у голосеменных представителей растительного мира.

    Отличие полового размножения от вегетативного

    Цветковым растениям присуще как половое, так и вегетативное размножение. Первое связано с цветком, так как он считается репродуктивным органом. Из образовавшейся в результате слияния гамет зиготы в дальнейшем развивается зародыш нового растения.

    А при вегетативном способе размножения новые представители образуются благодаря регенерации листьев, побегов, корней, т. е. вегетативных органов.

    Голосеменные растения

    При размножении эти представители растительного мира производят семена, а не споры. Кроме того, они не образуют плодов, а их семена не защищены и находятся на поверхности чешуек шишек. Лиственница, сосна, ель – это самые известные экземпляры голосеменных растений. У большей части вместо листьев хвоинки (иголки). Большую группу среди голосеменных составляют хвойные растения, а также они представлены лианами, деревьями и кустарниками. Травы в отделе голосеменных отсутствуют. Все голосеменные – это вечнозеленые многолетники с высокой продолжительностью жизни. Из семязачатков развиваются семена, у которых в кожице имеются питательные вещества, это считается важным преимуществом перед споровыми растениями.

    Цикл голосеменных

    Жизненный цикл голосеменных и покрытосеменных растений имеет некоторые отличия. У первых доминирует бесполое поколение, а гаметофит развивается на спорофите. Рассмотрим более подробно развитие голосеменных на примере вечнозеленого дерева (сосны). Взрослое растение – это спорофит. Созревают споры в так называемых спорангиях, находящихся в шишках. Причем мужские и женские отличаются по цвету: первые желтого оттенка, а вторые – красные на первом году. В конце весны (в мае) и в начале первого летнего месяца мужские споры вываливаются из своих домиков и с помощью ветра перебираются на шишки противоположного рода. Женские споры прорастают внутри спорангиев, образуя заросток с двумя органами. Именно в них и происходит развитие яйцеклетки, т. е. заросток – это гаметофит. Он и есть новое поколение сосны и одновременно материнский организм для будущего зародыша. Мужской гаметофит – это пыльца, из которой образуются спермии.

    В первый год гаметы обоих полов недозрелые, поэтому оплодотворения нет. Женские шишки после опыления закрываются, и на протяжении года в них развиваются гаметы мужские и женские. Через год в женских позеленевших и одревесневших шишках осуществляется оплодотворение. Первой клеткой спорофита является зигота, которая делится и образуется из новых клеток зародыш, имеющий корень и побег, т. е. вегетативные органы. Вокруг него возникает оболочка и откладываются питательные вещества. Так формируется семя в женской шишке. На третий год они приобретают коричневый оттенок и раскрываются. В результате семена попадают в почву и прорастают, появляется молодая сосна – спорофит.

    Заключение

    Известно более 350 семейств, около тринадцати тысяч родов и более трехсот тысяч видов покрытосеменных растений. Эти автотрофные организмы являются важным компонентом оболочки Земли.

    Цветковые растения доминируют над голосеменными. Они дают возможность существовать животному миру. Доказано, что некоторые группы животных зародились только после того, как Землю заполонили покрытосеменные растения. Это, пожалуй, единственная группа, представленная среди высших растений, экземпляры которой смогли заново освоить морскую среду, т. е. вместе с водорослями в соленой воде обитают различные виды цветковых.

    Источник

    Размножение цветковых растений

    Цветок состоит из околоцветника (лепестков и чашелистиков) и репродуктивных частей – тычинок и пестиков.

    • Тычинки состоят из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике образуется пыльца, состоящая из вегетативной и генеративной клетки.
    • Пестики состоят из завязи, столбика и рыльца. Внутри завязи находится семязачаток, внутри семязачатка – зародышевый мешок, внутри зародышевого мешка – семь клеток, одна из которых яйцеклетка, а вторая – центральная диплоидная клетка.

    При опылении пыльца оказывается на рыльце пестика. Вегетативная клетка пыльцы прорастает в пыльцевую трубку, растущую через столбик пестика по направлению к зародышевому мешку. Генеративная клетка пыльцы делится на два спермия, которые двигаются по пыльцевой трубке.

    Двойное оплодотворение (оплодотворение двумя спермиями) открыл русский ученый С.Г.Навашин. Попав в зародышевый мешок

    • один спермий оплодотворяет яйцеклетку, получается диплоидная зигота, из который вырастает зародыш;
    • второй оплодотворяет центральную диплоидную клетку, получается триплоидный эндосперм, который запасает вещества для питания зародыша при прорастании семени.

    Семя (образуется из семязачатка) состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.

    • Зародыш образуется из зиготы (оплодотворенной яйцеклетки). Он состоит из зародышевого стебелька, зародышевого корешка, зародышевой почки и зародышевых листьев – семядолей.
    • Эндосперм образуется из оплодотворенной центральной диплоидной клетки, он запасает вещества для питания зародыша (проростка) при прорастании семени.
    • Семенная кожура образуется из оболочки семязачатка.

    Плод (образуется из завязи пестика) состоит из семени и околоплодника.

    • Семя образуется из семязачатка.
    • Околоплодник образуется из стенки завязи, он защищает семена и способствует их распространению.

    Еще можно почитать

    Задания части 1

    Выберите один, наиболее правильный вариант. Какая клетка после опыления цветковых растений может образовывать пыльцевую трубку?
    1) вегетативная
    2) центральная
    3) генеративная
    4) вторичная

    Выберите один, наиболее правильный вариант. У цветковых растений пыльцевые зерна образуются в
    1) семязачатке
    2) завязи пестика
    3) околоцветнике
    4) тычинках

    Выберите один, наиболее правильный вариант. Сухие многосеменные плоды – это
    1) крылатка, зерновка
    2) коробочка, боб
    3) семянка, орешек
    4) костянка, ягода

    Выберите один, наиболее правильный вариант. Плод покрытосеменных образуется из
    1) семязачатков
    2) завязи пестика
    3) околоплодника
    4) пыльцевых зерен

    ЦВЕТОК
    Выберите два верных ответа из пяти и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие структуры цветкового растения являются генеративными?

    1) тычинки
    2) споры
    3) пестики
    4) заросток
    5) камбий

    Выберите три варианта. Какую функцию выполняет цветок растения?
    1) опыление
    2) поглощение веществ
    3) оплодотворение
    4) вегетативное размножение
    5) отложение запасных веществ
    6) формирование семян и плодов

    ОПЛОДОТВОРЕНИЕ
    1. Выберите три варианта. Процесс оплодотворения у цветковых растений характеризуется

    1) образованием цветка
    2) слиянием спермия с центральной клеткой
    3) формированием пыльцевого зерна
    4) слиянием спермия и яйцеклетки
    5) образованием зиготы в зародышевом мешке
    6) делением зиготы путем мейоза

    2. Выберите три варианта. Чем характеризуется оплодотворение у покрытосеменных растений?
    1) происходит слияние ядер женской и мужской гамет
    2) яйцеклетка окружается большим числом сперматозоидов
    3) гаплоидное ядро гаметы сливается с диплоидной центральной клеткой
    4) в процессе участвуют подвижные мужские гаметы
    5) процесс может происходить вне организма
    6) происходит в зародышевом мешке взрослого организма

    3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В процессе двойного оплодотворения у цветковых растений происходит
    1) образование тычинок
    2) слияние спермия и центрального ядра
    3) формирование пыльцевого зерна
    4) слияние спермия и яйцеклетки
    5) образование зиготы
    6) образование плода

    4. Известно, что у покрытосеменных растений происходит двойное оплодотворение. Один спермий оплодотворяет яйцеклетку, из которой потом развивается зародыш, а второй спермий оплодотворяет центральную клетку, из которой потом развивается триплоидный эндосперм. Используя эти сведения, выберите из приведенного ниже текста три утверждения, относящиеся к описанию данных признаков этого организма. Запишите цифры, под которыми они указаны.
    1) В результате первого оплодотворения образуется зигота.
    2) В процессе размножения происходит деление клетки пополам.
    3) Потомство сохраняет все наследственные признаки родителя.
    4) Центральная клетка диплоидна.
    5) Зародыш развивается из диплоидной зиготы.
    6) В размножении участвуют части растения.


    ОПЛОДОТВОРЕНИЕ КРОМЕ
    1. Все приведённые ниже термины, кроме двух, используются для описания изображенного на рисунке процесса двойного оплодотворения у цветковых растений. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.

    1) пыльцевая трубка достигает зародышевого мешка
    2) в оплодотворении участвуют вегетативная клетка и спермий
    3) из материнских клеток спор образуются микро и макроспоры
    4) гаметы – спермии и яйцеклетки – образуются в результате мейоза микроспор
    5) яйцеклетка оплодотворяется одним спермием, а другой спермий оплодотворяет центральную клетку.

    2. Все приведённые ниже термины, кроме двух, используют для описания двойного оплодотворения у покрытосеменных. Определите два термина, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
    1) опыление
    2) триплоидная клетка
    3) зигота
    4) мейоз
    5) зародышевый мешок

    3. Все приведённые ниже процессы, кроме двух, характеризуют двойное оплодотворение у покрытосеменных. Определите два процесса, «выпадающих» из общего списка, и запишите цифры, под которыми они указаны.
    1) образование триплоидной клетки
    2) образование бластомеров
    3) оплодотворение яйцеклетки
    4) попадание пыльцы на рыльце пестика
    5) слияние спермия с диплоидной центральной клеткой

    ПЛОД
    Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Плодом является

    1) клубень картофеля
    2) ягода арбуза
    3) боб гороха
    4) кочан капусты
    5) корнеплод свёклы
    6) коробочка мака


    Установите соответствие между характеристиками и частями плода яблони, обозначенными на рисунке цифрами 1, 2. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
    А) формируется из семязачатка
    Б) развивается в результате деления зиготы и триплоидной клетки
    В) образуется из стенок завязи и цветоложа
    Г) способствует распространению и расселению семян
    Д) имеется только у цветковых растений
    Е) содержит зародыш и две семядоли


    Проанализируйте таблицу «Типы плодов». Для каждой ячейки, обозначенной буквой, выберите соответствующий термин из предложенного списка.
    1) зерновка
    2) айва, яблоня, груша
    3) семянки и орешки с крыловидным выростом
    4) плод односемянный, сочный и с одревесневшим внутренним слоем околоплодника
    5) мак, белена, гвоздика
    6) семена лежат в пленчатых сухих камерах
    7) огурец, арбуз, кабачок

    ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ
    1. Установите последовательность процессов оплодотворения цветковых растений

    А) образование зиготы
    Б) прорастание вегетативной клетки в пыльцевую трубку
    В) перемещение спермиев к пыльцевходу
    Г) соединение спермия с яйцеклеткой

    2. Установите последовательность процессов, происходящих при размножении и развитии цветковых растений, начиная с момента формирования пыльцы. Запишите соответствующую последовательность цифр.
    1) проникновение спермиев в зародышевый мешок
    2) образование триплоидной клетки
    3) прорастание пыльцевой трубки
    4) формирование семени из семязачатка
    5) образование генеративной и вегетативной клеток

    3. Установите последовательность этапов индивидуального развития однолетнего покрытосеменного растения из семени
    1) образование плодов и семян
    2) появление вегетативных органов
    3) появление цветков, опыление
    4) оплодотворение и формирование зародыша
    5) прорастание семени

    4. Установите последовательность процессов, происходящих при размножении цветковых растений. Запишите соответствующую последовательность цифр.
    1) формирование зиготы и эндосперма
    2) проникновение спермиев в семязачаток
    3) перенос пыльцы на рыльце пестика
    4) слияние спермиев с ядрами зародышевого мешка
    5) формирование пыльцевой трубки

    Источник

Читайте также:  Для чего надо охранять растения