Вопросы и задания для самоконтроля

1. Нарисуйте побег, обозначьте его основные элементы. Почему побег способен к длительному нарастанию?

2. Объясните, чем обусловлено разнообразие почек?

3. Сравните, в чем разница в нарастании и ветвлении побегов ели и дуба?

4. Сравните строение стебля травянистых двудольных и однодольных растений.

5. Рассмотрите спил древесного растения. Объясните по нему внутреннее строение стебля древесного растения. Выявите различия в строении стебля древесного и травянистого растения.

6. Как осуществляется передвижение веществ по стеблю?

7. Приготовьте гербарий и напишите эссе на тему «Разнообразие внешнего строения листьев».

8. Чем отличается внутреннее строение теневых и световых листьев?

9. Выявите основные отличия листопадных и вечнозеленых растений. Приведите примеры. Объясните в виде рисунков, схем, как происходит листопад и в чем его значение для растений.

10. Сравните особенности в строении побегов водных растений и растений засушливых мест.

11. Приведите примеры видоизменений надземных и подземных побегов.

Тема 4. Цветок и соцветия

Цветок – это укороченный, ограниченный в росте спороносный побег покрытосеменных растений. Цветок выполняет функцию полового воспроизводства. В цветке происходит образование микро – и мегаспор и их прорастание. В дальнейшем из цветка формируется семя и плод. У цветка различают цветоложе, околоцветник, тычинки и пестики. Цветы к стеблю прикрепляются цветоножкой. Но бывают цветы и без цветоножки, тогда они называются сидячими. Цветоложе – это расширенная укороченная ось цветка, к которой прикрепляются все другие части. Цветоложе может быть плоским, выпуклым, вогнутым и т. д. Другие части цветка на цветоложе располагаются кругами или по спирали. К околоцветнику относят чашечку и венчик. Чашечка состоит из чашелистиков, которые обычно имеют небольшие размеры и зеленую окраску. Функция чашечки – защита цветка в состоянии бутона. Венчик состоит из лепестков. Это самая яркая часть цветка. Функция его – привлечение насекомых – опылителей. Чашечка цветка может быть сростнолистной и раздельнолистной. Венчик бывает сростнолепестным и раздельнолепестным. По форме околоцветника цветы можно разделить на правильные (актиноморфные), когда через цветок можно провести несколько плоскостей симметрии (яблоня, колокольчик). Околоцветник неправильный (зигоморфный), когда цветок можно разделить лишь на две симметричные части (горох, шалфей, льнянка). Асимметричный околоцветник, когда цветок нельзя разделить на две одинаковые части (канны). Околоцветник, имеющий чашечку и венчик, называют двойным. Если околоцветник имеет только чашечку или только венчик, его называют простым, например у лилии. Совокупность тычинок называется андроцеем. Отдельная тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Пыльник имеет две половинки, соединенные связником. Каждая половинка пыльника обычно имеет два пыльцевых гнезда, в которых образуются микроспоры (пыльца). В пыльце имеются вегетативная и генеративная клетки. Пыльца покрыта двумя оболочками: внутренней – интиной и наружной – экзиной, имеющей выросты, шипы и т. д. Совокупность плодолистиков называется гинецеем. Гинецей состоит из одного или нескольких пестиков. Пестик имеет завязь, столбик и рыльце. Иногда столбика нет, тогда рыльце называется сидячим. В зависимости от положения завязи по отношению к другим частям цветка она может быть верхней, нижней и полунижней. При верхней завязи она располагается свободно на цветоложе. Остальные части цветка расположены ниже ее (мак, тюльпан). Нижняя завязь находится как бы под околоцветником и тычинками. При этом стенки завязи обычно срастаются с другими частями цветка, а завязь часто бывает погружена в вогнутое цветоложе (яблоня, подсолнечник, смородина).

Внутри завязи находится одна или несколько семяпочек (семязачатков), прикрепленных к стенке завязи семяножкой. В семяпочке ее внутренняя часть (нуцеллус) окружена обычно двумя покровами. Покровы на вершине семяпочки не смыкаются, образуя пыльцевход. В нуцеллусе образуются четыре мегаспоры, из которых полностью развивается одна. Эта мегаспора дает начало зародышевому мешку. В зародышевом мешке в результате последовательных делений образуется 8 ядер, по четыре на двух полюсах зародышевого мешка. Затем по одной клетке от каждого полюса передвигаются к центру и там сливаются, образуя диплоидное центральное ядро зародышевого мешка. Одна из трех клеток, расположенных ближе к пыльцевходу, является яйцеклеткой.

Цветы, содержащие тычинки и пестики, называются обоеполыми. Цветы, содержащие только тычинки, называются тычиночными или мужскими. Цветы, содержащие только пестики, называются пестичными или женскими. Если раздельнополые цветки развиваются на одной особи, то растение называется однодомным (кукуруза, огурец). Если раздельнополые цветы развиваются на разных экземплярах, то растение называется двудомным (тополь, ива, осина).

Опыление – это перенос пыльцы на рыльце пестика. Различают самоопыление и перекрестное опыление. При самоопылении пыльца попадает на рыльце пестика того же цветка. При перекрестном опылении пыльца попадает на рыльце пестика другого цветка. В природе более распространено перекрестное опыление, так как оно способствует слиянию гамет с несколько различными наследственными задатками, что расширяет приспособительные возможности развивающегося из зиготы нового организма. Цветки иногда имеют приспособления, препятствующие самоопылению. Это неодновременное созревание пыльников и рыльца пестика, разностолбчатость пестиков и т.д. При перекрестном опылении пыльца может переноситься насекомыми, ветром, птицами, водой и т.д. У растений имеются приспособления к определенному типу опыления. Так насекомоопыляемые растения имеют цветы с ярким околоцветником, с сильным запахом, что привлекает насекомых. Если цветы мелкие, то они собраны в соцветия. В этих цветках есть нектарники, вырабатывающие нектар, ради которого большинство насекомых и посещает цветы. Наружная оболочка пыльцы имеет выросты, или бывает клейкой, что способствует ее прикреплению к телу насекомого.

У ветроопыляемых растений приспособлением к опылению является выработка большого количества сухой мелкой пыльцы. Для них характерны качающиеся пыльники, длинные волосистые рыльца пестиков. Мужские цветы нередко собраны в качающиеся соцветия – сережки. Цветы у ветроопыляемых растений невзрачные. Часто цветение этих растений происходит до распускания листьев. К ветроопыляемым растениям относятся : крапива, рожь, береза, ольха, осина, вяз, дуб, лещина и т.д.

Самоопыление, хотя встречается и реже, но в определенных условиях является биологически необходимым, особенно там, где перекрестное опыление почему – либо невозможно (отсутствуют насекомые – опылители, неподходящие погодные условия). Для некоторых растений самоопыление является обычным. Так, среди культурных растений к самоопыляющимся относятся пшеница, ячмень, овес, просо, рис, лен. У других растений самоопыление является как бы запасным. Оно происходит, если не произошло перекрестного опыления.

Оплодотворение и образование семени. После опыления пыльца на рыльце пестика прорастает. Ее содержимое, одетое интиной, выпячивается в виде трубочки. Вегетативное и генеративное ядра переходят в пыльцевую трубку. Ядро генеративной клетки делится на два спермия. Пыльцевая трубка направляется к семязачатку, проникает в него через пыльцевход, врастает в зародышевый мешок, где разрывается, и из нее выходят спермии. Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, другой с центральным ядром зародышевого мешка. Происходит двойное оплодотворение. Впервые двойное оплодотворение было описано профессором Киевского университета С.Г. Навашиным в 1898 г. После оплодотворения начинают формироваться семя и плод. Семя формируется из семяпочки. Из покровов семяпочки образуется кожура семени, из зиготы (оплодотворенной яйцеклетки) – зародыш семени, из триплоидной центральной клетки – эндосперм. У некоторых семян питательные вещества эндосперма полностью расходуются развивающимся зародышем. Тогда образуются семена без эндосперма.

Соцветия – это побег или система побегов, несущая цветки. Биологическое значение соцветий состоит в том, что увеличивается вероятность опыления цветов как у насекомоопыляемых, так и у ветроопыляемых растений. Этому же способствует неодновременное распускание цветов в соцветии. В пределах соцветия могут быть листья. Это листья верховой формации – кроющие листья и прицветники. В пазухах кроющих листьев формируются боковые цветки соцветия. Если цветок образуется и на верхушке основной оси соцветия, то соцветие называется закрытым, если верхушечного цветка не образуется – открытым. Соцветия могут быть простыми и сложными. Сложное соцветие сложено из нескольких простых.

Соцветия делят на моноподиальные соцветия и симподиальные. Моноподиальные соцветия длительное время нарастают верхушкой оси, а на ней в восходящем направлении закладываются и зацветают боковые цветки. Моноподиальные соцветия также называют неопределенными, бокоцветными, ботрическими, рацемозными.

К простым моноподиальным соцветиям относятся:

Кисть – на удлиненной оси соцветия поочередно располагаются цветки на цветоножках (черемуха, ландыш).

Колос – на удлиненной оси соцветия поочередно располагаются сидячие цветки (подорожник, любка двулистная).

Початок – на утолщенной оси соцветия поочередно располагаются сидячие цветки (белокрыльник).

Головка – ось соцветия укорочена и нередко несколько утолщена. На ней поочередно располагаются сидячие или на коротких цветоножках цветки (клевер).

Щиток – на оси поочередно на цветоножках располагаются цветки, находящиеся в одной плоскости, что достигается более длинными цветоножками нижних цветов (садовая груша, спирея).

Зонтик – ось соцветия укорочена, узлы очень сближены, цветоножки сидят как бы от одного узла (лук, яблоня).

Корзинка – ось соцветия утолщена и блюдцеобразно расширена. Цветы плотно прилегают друг к другу. Корзинка окружена многолистной оберткой (подсолнечник, одуванчик).

К сложным моноподиальным соцветиям относятся:

Двойная кисть – на общей оси (по типу кисти ) располагаются простые кисти (донник).

Сложный колос – на общей оси (по типу колоса ) располагаются простые колоски (пшеница, рожь).

Сложный зонтик – от общей укороченной оси отходят простые зонтики (морковь, укроп).

Метелка – от длинной оси отходят многократно ветвящиеся боковые оси. Чем ниже ось, тем больше степень ее ветвления (сирень, виноград).

Метелковидные соцветия встречаются у многих злаков, где ветвление идет по типу метелки, а простыми соцветиями являются колоски (овес, рис, просо).

Симподиальные соцветия характеризуются тем, что ось соцветия сложена из побегов разных порядков. На оси каждого порядка формируется верхушечный цветок. Поэтому симподиальные соцветия еще называются верхоцветными, определенными и цимозными.

К симподиальным соцветиям относятся:

Монохазий – от оси каждого порядка, заканчивающейся цветком, отходит только одна ось следующего порядка. Среди монохазиальных соцветий различают извилины и завитки. Извилина образуется, когда каждая ось следующего порядка отходит в сторону, противоположную предыдущей (ирис). В завитках оси следующих порядков отходят в ту же сторону, что и предыдущие (медуница).

Дихазий – от оси каждого порядка, заканчивающейся цветком, отходят две оси следующего порядка, сформировавшиеся в пазухах супротивных листьев (звездчатка, ясколка).

Плейохазий – от оси, несущей верхушечный цветок, отходят более двух несколько сближенных осей следующего порядка, каждая из которых заканчивается верхушечным цветком (молочай).