Задания 9-11, 24-25. Покрытосеменные

Отличия цветковых от голосеменных

— Наличие цветка и плода

Приятного изучения статьи! Если хочешь подготовиться на 80+, то обязательно посмотри вот эти способы подготовки (жми, чтобы перейти на сайт и узнать подробнее) ❤️

Вместо шишки, которая была генеративным органом у голосеменных, у цветковых появляется цветок!

Цветок — генеративный орган, в котором зреют семена. Семена у покрытосеменных покрыты околоплодником для защиты. Женская часть цветка называется пестиком, а мужская — тычинка.

Чаще всего на цветке находятся и тычинки, и пестик. Такой цветок называется обоеполый. Но бывают и раздельнополые цветки: отдельно тычиночные (мужские), отдельно пестичные (женские). Если мужские и женские цветки находятся на одном растении, то оно называется однодомное (в одном «домике» и мальчики, и девочки). Если женские цветки находятся на одном растении, а мужские — на другом, то говорят о двудомных растениях ( два «домика» — один для мальчиков, другой для девочек).

Вокруг семени после оплодотворения образуется околоплодник. Семена вместе с околоплодником формируют плод. Плод защищает семя и способствует его распространению (например, плоды едят животные, тем самым перенося семена на большие расстояния).

Часто на одном растении образуется несколько цветков, которые вместе формируют соцветия. Соцветия бывают разными, о них мы поговорим чуть позже. Разными бывают плоды: сухие и сочные, многосемянные и односемянные.

— Господствующее положение на Земле

Покрытосеменные из-за огромного количества видов, родов и семейств приспособились к любым условиям обитания, в отличие от голосеменных, которые формируют наиболее крупные сообщества в тайге.

— Более развитая проводящая система

У голосеменных ксилема была представлена в виде трахеид, веретеновидных клеток. У цветковых появляются сосуды, которые выстраиваются друг над другом, формируя полые трубки. Это практически идеальная система «водокачки», лучше эволюция пока не придумала.

— Наличие листьев разной формы с разным жилкованием

Наличие листьев с разным жилкованием — признак покрытосеменных растений. Различают сетчатое жилкование, которое подразделяется на перистое и пальчатое. Также различают параллельное и дуговое жилкование.

***

Однодольные и двудольные растения

Отдел покрытосеменные разделяют на два класса: однодольные и двудольные. Нужно помнить как минимум 8 отличий между классами.

1) У однодольных 1 доля в семени, у двудольных — 2.
2) У однодольных запас питательных веществ содержится в эндосперме, у большинства двудольных — в семядолях (но есть и исключения: томат, мак, тыква, подсолнечник и др.).

3) У однодольных число элементов цветка (лепестки) кратно трём, у двудольных — кратно 4 или 5.
4) У однодольных нет камбия в стебле, у двудольных — есть.
5) У однодольных проводящие пучки располагаются случайным (диффузным) образом, у двудольных они расположены ровно по кругу.

6) У однодольных среди жизненных форм преобладают травы, у двудольных и травы, и кустарники, и древесные формы.
7) У однодольных жилкование листьев параллельное или дуговое, у двудольных — сетчатое, пальчатое или перистое.
8) У однодольных корневая система мочковатая, у двудольных — стержневая.

***

Однодольные и двудольные в свою очередь делятся на семейства. Каждое растение из семейства имеет схожие виды плодов и соцветия. Какие плоды\соцветия какому семейству принадлежат — необходимо запомнить!

Мы не будем рассматривать строение разных плодов и соцветий, так как на ЕГЭ этого не спрашивают.

Семейства класса однодольные

Семейство злаковые (рожь, рис, пырей, овёс, пшеница, кукуруза)

Плод — зерновка, соцветие — сложный колос и метелка.

Семейство лилейные (тюльпан, лилия, ландыш)

Плод — ягода или коробочка, одиночные цветки или соцветие кисть.

Семейство луковые (лук, чеснок, черемша)

Плод — коробочка, соцветие — зонтик.

Семейства класса двудольные

Семейство крестоцветные (капуста, редька, пастушья сумка)

Плод — стручок, соцветие — кисть. Лепестков 4 и они расположены крест накрест. Поэтому их назвали крестоцветными.

Семейство розоцветные (шиповник, яблоня, манжетка, вишня)

Плод — костянка, яблоко, ягода, соцветие — щиток, кисть, простой цветок, простой зонтик.

Семейство паслёновые (картофель, дурман, белена, табак)

Плод — ягода или коробочка. Соцветие — кисть. Обращаем внимание на то, что у картофеля плод — ягода! Клубень картофеля — это видоизмененный побег!

Семейство бобовые (фасоль, горох, соя, клевер, бобы, акация, вика)

Плод — боб, соцветие — головка или кисть. У бобовых растений есть клубеньки — выросты на корнях, в которых живут клубеньковые бактерии (азотфиксирующие). Клубеньковые бактерии фиксируют азот из атмосферы и переводят его в доступное растениям состояние. Растение же даёт бактериям органические вещества и место жительства.

У бобовых в венчике есть парус, лодочка и два весла, так называют лепестки необычной формы.

Семейство сложноцветные (одуванчик, василек, георгин, подсолнечник)

Плод — семянка, соцветие — корзинка.

***

Опыляемость растений

Чтобы пыльца попала с одного цветка на другой, необходимо её как-то перенести. Два самых важных способа опыления:

• Ветроопыляемость
• Насекомоопыляемость

На самом деле не только насекомые способны переносить пыльцу — её переносят всякие животные, любящие полакомиться нектаром. Птичка колибри, например. Но в основном опыляют, конечно, насекомые (пчёлы, шмели).

Насекомоопыляемость (вишня, рябина, репейник)

Чтобы пчела заинтересовалась цветком и перенесла пыльцу, её необходимо привлечь. Так, у растений, которые опыляются насекомыми, есть несколько отличительных признаков цветка.

• Красивые яркие лепестки привлекают внимание пчёл.
• Пыльцы мало, тычинки могут быть укутаны лепестками, так как пчела действует как курьер, много пыльцы и не нужно.
• Есть нектар — очень вкусное лакомство для пчёл.

***

Ветроопыляемость (клен, тополь, одуванчик)

Для цветков у растений, которые опыляются ветром, важны другие качества:

• Пыльцы очень много, она сухая и мелкая, чтобы легче было лететь.
• Пыльца созревает до момента распускания листьев, так как листья бы мешали пыльце улетать с растения.
• Тычинки с пыльцой буквально выставлены наружу, цветки невзрачные, нет нектара.

***

Строение генеративного органа покрытосеменных — цветка

Цветок устроен просто: стебель растения продолжается вверх в виде цветоножки, которая затем утолщается и переходит в цветоложе.

На цветоложе располагается пестик, тычинки, чашелистики и лепестки. Разберём строение первых двух…

Но давайте для начала определимся с понятиями. Приставка «микро-» означает мужской.
Приставка «мега-» или «макро-» означает женский.

Cтроение тычинки — мужской части цветка

Тычинка состоит из двух частей: пыльника и тычиночной нити. В пыльнике содержатся материнские клетки спор, которые дают начало пылинкам.

Пылинка — мужской гаметофит. Множество пылинок собираются в одну большую массу — пыльцу.

***

Строение пестика — женской части цветка

Пестик состоит из трёх частей: рыльце, столбик и завязь пестика. В завязи пестика находится семяпочка (семязачаток, мегаспорангий). Там формируется женский гаметофит.

Жизненный цикл покрытосеменных

На самом деле жизненный цикл покрытосеменных очень сильно похож на цикл голосеменных. Есть несколько отличий в конце цикла. Но начало — одинаковое. Давайте разбираться!

Цикл цветковых

Это общая схема жизненного цикла покрытосеменных до двойного оплодотворения. Выглядит сложно, но сейчас всё разберём детально. Поехали!

Спорогенез

1. Микроспорогенез

Микроспорогенез (созревание микроспор) начинается внутри тычинки, а именно в пыльнике. Там есть диплоидные клетки, которые называются «материнские клетки микроспор». Они делятся мейозом, образуя микроспоры.

***

2. Мегаспорогенез

Мегаспорогенез (созревания мегаспоры) начинается в пестике, а именно в семязачатке. Там тоже есть «материнская клетка» макроспоры, которая делится мейозом. При этом 3 из 4 получившихся макроспор погибают, остаётся только 1 большая мегаспора.

***

Итак, из спорофитов (взрослое растение) получили споры (микроспоры и мегаспору).

Далее из спор надо получить гаметы — половые клетки. Они образуются в процессе микрогаметогенеза и мегагаметогенеза.

Гаметогенез

1. Микрогаметогенез

Из полученных гаплоидных микроспор в результате митоза (митоз происходит со всеми микроспорами, мы же рассмотрим для удобства только одну) образуется 2 клетки: генеративная клетка и вегетативная клетка.

Генеративная клетка ещё раз делится митозом, образуя 2 спермия.

Итого получается 3 клетки: 1 вегетативная клетка и 2 спермия.

Вуаля — пылинка готова! Теперь эта пылинка — мужской гаметофит с мужскими гаметами (спермиями).

Состав мужского гаметофита (пылинки) — 3 клетки:

• 2 спермия
• 1 вегетативная клетка

В пыльнике таких пылинок образуется великое множество. Вместе они формируют пыльцу.

***

2. Мегагаметогенез

Гаплоидная мегаспора делится митозом ровно три раза. В результате трёх митотических делений образуется 8 гаплоидных клеток.

Данные 8 гаплоидных клеток располагаются в семяпочке определённым образом. При этом они формируют зародышевый мешок — женский гаметофит.

• 3 клетки стоят у входа в зародышевый мешок. Одна из этих клеток — яйцеклетка. Другие две — синергиды. Кстати, вход в зародышевый мешок называется микропиле.
• 3 клетки стоят в самом конце зародышевого мешка. Все три — антиподы.
• 2 клетки по центру сливаются в одну диплоидную центральную клетку. Она так и называется — центральная клетка.

Состав женского гаметофита (зародышевого мешочка) — 7 клеток:

• 1 гаплоидная яйцеклетка (n)
• 1 диплоидная центральная клетка (2n)
• 5 дополнительных клеток — синергиды и антиподы (n)

***

Продублируем развитие гаметофитов

***

Опыление и оплодотворение

После того, как образовались пылинка и 8-ядерный зародышевый мешок, настало время соединить их. Данный процесс занимает несколько шагов:

Опыление

• Пылинка (мужской гаметофит) садится на рыльце пестика с помощью ветра или насекомого.
• Вегетативная клетка прорастает внутрь столбика, образуя пыльцевую трубку.
• 2 спермия по пыльцевой трубке спускаются внутрь пестика — ближе к завязи (конкретнее — ближе к зародышевому мешку).

Проникновение спермиев в зародышевый мешочек

• Пыльцевая трубка достигает микропиле — входа в зародышевый мешок.
• Два спермия проникают внутрь зародышевого мешочка.

Двойное оплодотворение

• Один спермий сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу — будущий зародыш.
• Другой спермий сливается с центральной клеткой, образуя триплоидный эндосперм.

Обратите внимание, что у голосеменных эндосперм был гаплоидный (часть женского гаметофита), а у покрытосеменных эндосперм триплоидный. Триплоидный эндосперм может запасти больше питательных веществ, чем гаплоидный. В этом преимущество двойного оплодотворения перед обычным.

***

Дальнейшее развитие семени

• Из зиготы (2n) образуется зародыш, который состоит из семядоли (семядолей), стебелька, корешка и почечки. Семядоли формируют первые листья, стебелёк даст начало стеблю, корешок — корню, а почечка — побегу.
• Питательный эндосперм (3n) даёт питательные вещества семени в самом начале жизни, когда ещё нет листьев и фотосинтеза, чтобы добывать их самостоятельно.
• Из покровов семязачатка образуется семенная кожура, а околоплодник и плод — из стенок завязи и частей цветка.

У некоторых растений (сложноцветные, бобовые, пасленовые и др.) запас питательных веществ находится не в эндосперме, а в семядолях. Почему? Потому что питательные вещества перешли из эндосперма в семядоли при созревании семени. Но семядоли при этом остались диплоидными!

Для прорастания семени необходимы следующие факторы:

1. Живой зародыш, потому что прорастание – рост частей зародыша;
2. Кислород, потому что для роста зародыша нужна энергия, выделяющаяся при окислении органических веществ;
3. Вода — необходима для набухания семян и ускорения обменных процессов;.
4. Тепло — ускоряет биохимические реакции в семени.

***

Поздравляю с успешным освоением новой темы!

Статьи — круто, но для сотки этого недостаточно. Жми сюда, чтобы узнать о самых эффективных курсах подготовки к ЕГЭ по биологии 🫶