Цветок — заметная, часто красивая, важная часть цветковых растений. Цветки могут быть крупные и мелкие, ярко окрашенные и зелёные, пахучие и без запаха, одиночные или собранные вместе из многих мелких цветков в одно общее соцветие.
Цветок — видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения. Цветком обычно оканчивается главный или боковой побег. Как и всякий побег, цветок развивается из почки.
Цветок — репродуктивный орган покрытосеменных растений, состоящий из укороченного стебля (ось цветка), на котором расположены покров цветка (околоцветник), тычинки и пестики, состоящие из одного или несколько плодолистиков.
Ось цветка — называется цветоложем. Цветоложе, разрастаясь, принимает различную форму плоскую, вогнутую, выпуклую, полушаровидную, конусовидную, удлиненную, колончатую. Цветоложе внизу переходит в цветоножку, соединяющую цветок со стеблем или цветоносом.
Цветки не имеющие цветоножки, называются сидячими. На цветоножке у многих растений располагаются два или один маленьких листочка — прицветники.
Покров цветка — околоцветник — может быть расчленён на чашечку и венчик.
Чашечка образует наружный круг околоцветника, её листочки обычно сравнительно небольших размеров, зелёного цвета. Различают раздельно- и сростнолистную чашечку. Обычно она выполняет функцию защиты внутренних частей цветка до раскрытия бутона. В некоторых случаях чашечка опадает при распускании цветка, чаще всего она сохраняется и во время цветения.
Части цветка расположенные вокруг тычинок и пестика называют околоцветником.
Внутренние листочки — это лепестки, составляющие венчик. Наружные листочки — чашелистики — образуют чашечку. Околоцветник, состоящий, из чашечки и венчика называю двойным. Околоцветник, который не подразделяется на венчик и чашечку, а все листочки цветка более или менее одинаковы — простой.
Венчик — внутренняя часть околоцветника, отличается от чашечки яркой окраской и более крупными размерами. Цвет лепестков обусловлен наличием хромопластов. Различают отдельно- и сростнолепестной венчики. Первый состоит из отдельных лепестков. В сростнолепестных венчиках различают трубку и перпендикулярно расположенный по отношению к ней отгиб, имеющий определённое количество зубцов или лопастей венчика.
Цветки бывают симметричные и несимметричные. Существуют цветки, не имеющие околоцветника, их называют голыми.
Симметричные (актиноморфные) — если через венчик можно провести много осей симметрии.
Несимметричные (зигоморфные) — если можно провести только одну ось симметрии.
Махровые цветки имеют анормально увеличенное число лепестков. В большинстве случаев они возникают в результате расщепления лепестков.
Тычинка — часть цветка, представляющая собой своеобразную специализированную структуру, которая образует микроспоры и пыльцу. Состоит из тычиночной нити, посредством которой она прикреплена к цветоложу, и пыльника, содержащего пыльцу. Число тычинок в цветке является систематическим признаком. Различают тычинки по способу прикрепления к цветоложу, по форме, размеру, строению тычиночных нитей, связника и пыльника. Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем.
Тычиночная нить — стерильная часть тычинки, несущая на своей верхушке пыльник. Тычиночная нить бывает прямой, изогнутой, скрученной, извилистой, изломанной. По форме — волосовидной, конусовидной, цилиндрической, уплощённой, булавовидной. По характеру поверхности — голой, опушённой, волосистой, с железками. У некоторых растений она короткая или вовсе не развивается.
Пыльник расположен на вершине тычиночной нити и прикреплён к ней связником. Состоит он из двух половин, соединённых между собой связником. В каждой половине пыльника имеется две полости (пыльцевые мешки, камеры или гнёзда), в которых развивается пыльца.
Как правило, пыльник четырёхгнёздный, но иногда перегородка между гнёздами в каждой половинке разрушается, и пыльник становится двухгнёздным. У некоторых растений пыльник бывает даже одногнёздным. Очень редко встречается трёхгнёздным. По типу прикрепления к тычиночной нити различают неподвижный, подвижный и качающийся пыльники.
В пыльниках находится пыльца или пыльцевые зёрна.
Пылинки, образующиеся в пыльниках тычинок, представляют собой мелкие зёрнышки, их так и называют пыльцевые зёрна. Самые крупные достигают 0,5 мм в диаметре, обычно же они гораздо меньше. Под микроскопом видно, что пылинки разных растений совсем не одинаковы. Они отличаются по размерам, и по форме.
Поверхность пылинки покрыта различными выступами, бугорками. Попадая на рыльце пестика, пыльцевые зёрна удерживаются при помощи выростов и выделяющейся на рыльце липкой жидкости.
Гнёзда молодого пыльника содержат особые диплоидные клетки. В результате мейотического деления из каждой клетки образуются четыре гаплоидные споры, которые называются микроспорами за очень маленькие размеры. Здесь же, в полости пыльцевого мешка, микроспоры превращаются в пыльцевые зёрна.
Происходит это следующим образом: ядро микроспоры делится митотически на два ядра — вегетативное и генеративное. Вокруг ядер концентрируются участки цитоплазмы и формируются две клетки — вегетативная и генеративная. На поверхности цитоплазматической мембраны микроспоры из содержимого пыльцевого мешка образуется очень прочная оболочка, нерастворимая в кислотах и щелочах. Таким образом, каждое пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток и покрыто двумя оболочками. Множество пыльцевых зёрен составляет пыльцу растения. Пыльца созревает в пыльниках к моменту распускания цветка.
Начало прорастание пыльцы связано с митотическим делением, вследствие чего образуются маленькая репродуктивная клетка (из неё развиваются спермии) и большая вегетативная клетка (из неё развивается пыльцевая трубка).
После того как пыльца тем или иным способом попадает на рыльце, начинается её прорастание. Липкая и неровная поверхность рыльца способствует удерживанию пыльцы. Кроме того, рыльце выделяет специальное вещество (энзим), которое действует на пыльцу, стимулируя её прорастание.
Пыльца набухает, а сдерживающее влияние экзины (наружный слой оболочки пыльцевого зерна) заставляет содержимое пыльцевой клетки разрывать одну из пор, через которую интина (внутренняя, лишенная пор оболочка пыльцевого зерна) выпячивается наружу в виде узкой пыльцевой трубки. В пыльцевую трубку переходит содержимое пыльцевой клетки.
Под эпидермисом рыльца находится рыхлая ткань, в которую проникает пыльцевая трубка. Она продолжает расти, проходя либо по специальному проводящему каналу между ослизняющимися клетками, либо извилисто по межклеточникам проводниковой ткани столбика. При этом обыкновенно в столбике одновременно продвигается значительное число пыльцевых трубок, и от индивидуальной скорости роста зависит «успех» той или другой трубки.
В пыльцевую трубку переходят два спермия и одно вегетативное ядро. Если образование спермиев в пыльце ещё не произошло, то в пыльцевую трубку переходит генеративная клетка, и здесь уже путём её деления образуются спермии-клетки. Вегетативное ядро часто располагается впереди, у растущего конца трубки, а за ним последовательно расположены спермии. В пыльцевой трубке цитоплазма находится в постоянном движении.
Пыльца богата питательными веществами. Эти вещества, особенно углеводы, (сахар, крахмал, пентозаны) усиленно расходуются во время прорастания пыльцы. Кроме углеводов в химический состав пыльцы входят белки, жиры, зола и обширная группа ферментов. В пыльце находится высокое содержание фосфора. Вещества находятся в пыльце в подвижном состоянии. Пыльца легко переносит низкие температуры до — 20Сº и даже ниже, в течение продолжительного времени. Высокие температуры быстро понижают всхожесть.
Пестик — часть цветка, образующая плод. Возникает из плодолистика (листовидная структура, несущая семязачатки) впоследствии срастания краёв последнего. Бывает простым, если составлен одним плодолистиком, и сложным, если составлен несколькими простыми пестиками, сросшимися между собой боковыми стенками. У некоторых растений пестики недоразвиты и представлены лишь рудиментами. Пестик расчленён на завязь, столбик и рыльце.
Завязь — нижняя часть пестика, в которой находятся семенные зачатки.
Войдя в завязь, пыльцевая трубка растёт дальше и входит в семяпочку в большинстве случаев через пыльцевход (микропиле). Внедряясь в зародышевый мешок, конец пыльцевой трубки лопается, и содержимое изливается на одну из синергид, которая темнеет и быстро разрушается. Вегетативное ядро разрушается ещё обычно до того, как пыльцевая трубка проникает в зародышевый мешок.
Листочки околоцветника (простого и двойного) могут располагаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии. Такие цветки называют правильными. Цветки, через которые можно провести одну плоскость симметрии, называют неправильными.
Большинство растений имеют цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пестики — пестичные цветки, а другие — только тычинки — тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.
Растения, на которых развиваются как пестичные, так и тычиночные цветки называются однодомными. Двудомные растения — тычиночные цветки на одном растении, а пестичные — на другом.
Существуют виды, у которых на одном растении можно обнаружить обоеполые и однополые цветки. Это так называемые многобрачные (полигамные) растения.
Цветки образуются на побегах. Очень редко они расположены по одиночке. Гораздо чаще цветки собраны в заметные группы, которые называются соцветиями. Начало изучению соцветий положено было Линнеем. Но для него соцветие не являлось типом ветвления, а способом цветения.
В соцветиях различают главную и боковую оси (сидячие или на цветоножках), то такие соцветия называют простыми. Если цветки на боковых осях — то это сложные соцветия.
| Тип соцветия | Схема соцветия | Особенности | Пример |
| Простые соцветия | |||
| Кисть |  | Отдельные боковые цветки сидят на удлинённой главной оси и при этом имеют свои цветоножки, приблизительно равной длины | Черёмуха, ландыш, капуста |
| Колос |  | Главная ось более или менее удлинённая, но цветки без ножек, т.е. сидячие. | Подорожник, ятрышник |
| Початок |  | Отличается от колоса мясистой утолщённой осью. | Кукуруза, белокрыльник |
| Корзинка |  | Цветки всегда сидячие и сидят на сильно утолщённом и расширенном конце укороченной оси, имеющем вогнутый, плоский или выпуклый вид. При этом соцветие снаружи имеет так называемую обёртку, состоящую из одного или много последовательных рядов прицветных листьев, свободных или сросшихся. | Ромашка, одуванчик, астра, подсолнечник, василёк |
| Головка |  | Главная ось сильно укорочена, боковые цветки сидячие или почти сидячие, тесно расположенные друг к другу. | Клевер, скабиоза |
| Зонтик |  | Главная ось является укороченной; боковые цветки выходят как бы из одного места, сидят на ножках разной длины, располагаясь в одной плоскости или куполообразно. | Примула, лук, вишня |
| Щиток |  | Отличается от кисти тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, так что в результате цветки располагаются почти в одной плоскости. | Груша, спирея |
| Сложные соцветия | |||
| Сложная кисть или метелка |  | От главной оси отходят боковые ветвящиеся оси, на которых расположены цветки или простые соцветия. | Сирень, овёс |
| Сложный зонтик |  | От укороченной главной оси отходят простые соцветия. | Морковь, петрушка |
| Сложный колос |  | Отдельные колоски расположены на главной оси. | Рожь, пшеница, ячмень, пырей |
Биологическое значение соцветий в том, что мелкие, часто невзрачные цветки, собранные вместе, становятся заметными, дают наибольшее количество пыльцы и лучше привлекают насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок.
Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика.
Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление.
При самоопылении пыльца с тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овёс, ячмень, горох, фасоль, хлопчатник. Самоопыление у растений чаще всего происходит в ещё не раскрывшемся цветке, то есть в бутоне, когда цветок раскроется, оно уже закончено.
При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение.
При перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно. В природе перекрёстное опыление встречается значительно чаще, чем самоопыление.
Перекрёстное опыление осуществляется с помощью разных внешних факторов.
Анемофилия (ветроопыление). У анемофильных растений цветки мелкие, часто собраны в соцветия, пыльцы образуется очень много, она сухая, мелкая, при раскрывании пыльника с силой выбрасывается наружу. Лёгкая пыльца этих растений может переноситься ветром на расстояния до нескольких сотен километров.
Пыльники расположены на длинных тонких нитях. Рыльца пестика широкие или длинные, перистые и высовываются из цветков. Анемофилия свойственна почти всем злакам, осокам.
Энтомофилия (перенесение пыльцы насекомыми). Приспособлением растений к энтомофилии являются запах, цвет и размер цветков, липкая пыльца с выростами. Большинство цветков двуполые, но созревание пыльцы и пестиков происходит не одновременно либо высота рылец больше или меньше высоты пыльников, что служит защитой от самоопыления.
В цветках насекомоопыляемых растений имеются участки, выделяющие сладкий ароматный раствор. Эти участки называются нектарниками. Нектарники могут находиться в разных местах цветка и иметь разные формы. Насекомые, подлетев к цветку, тянутся к нектарникам и пыльникам и во время трапезы пачкаются пыльцой. Когда насекомое перебирается на другой цветок, переносимые им пыльцевые зёрна прилипают к рыльцам.
При опылении насекомыми меньше пыльцы тратится впустую, и поэтому растение экономит вещества, производя меньше пыльцы. Пыльцевым зёрнам нет необходимости долго удерживаться в воздухе, и поэтому они могут быть тяжёлыми.
Насекомые могут опылять редко расположенные цветки и цветки в безветренных местах — в лесной чаще или гуще травы.
Как правило, каждый вид растений опыляется насекомыми нескольких видов и каждый вид насекомых-опылителей обслуживает несколько видов растений. Но есть такие виды растений, цветки которых опыляются насекомыми лишь одного вида. В таких случаях взаимное соответствие образов жизни и строения цветков и насекомых бывает настолько полным, что кажется чудесным.
Орнитофилия (опыление птицами). Характерно для некоторых тропических растений с яркоокрашенными цветками, обильным выделениям нектара, прочной эластичной структурой.
Гидрофилия (опыление с помощью воды). Наблюдается у водных растений. Пыльца и рыльце этих растений чаще всего имеют нитеобразную форму.
Зоофилия (опыление с помощью животных). Для этих растений характерны крупные размеры цветка, обильное выделение нектара, содержащего слизи, массовая продукция пыльцы, при опылении летучими мышами — цветение ночью.
Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прикрепляется к нему благодаря особенностям строения оболочки, а также липким сахаристым выделениям рыльца, к которым пыльца прилипает. Пыльцевое зерно набухает и прорастает, превращаясь в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Сначала эта трубка растёт между клетками рыльца, затем — столбика и наконец врастает в полость завязи.
Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота.
Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, второй — с крупной центральной клеткой. Этот процесс открыл в 1898 году русский ботаник, академик С.Г.Навашин и назвал его двойным оплодотворением. Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.
Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения.
Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ.
После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий, развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.
Одновременно с образованием пыльцы в тычинках, в семяпочке происходит образование крупной диплоидной клетки. Эта клетка делится мейотически и даёт начало четырём гаплоидным спорам, которые называются макроспорами, так как по размерам они больше, чем микроспоры.
Из четырёх образовавшихся макроспор три отмирают, а четвёртая начинает разрастаться и постепенно превращается в зародышевый мешок.
В результате трёхкратного митотического деления ядра в полости зародышевого мешка образуются восемь ядер, которые облекаются цитоплазмой. Образуются лишённые оболочки клетки, которые располагаются в определённом порядке. На одном полюсе зародышевого мешка формируется яйцевой аппарат, состоящий из яйцеклетки и двух вспомогательных клеток. На противоположном полюсе располагаются три клетки (антиподы). С каждого полюса к центру зародышевого мешка мигрирует по одному ядру (полярные ядра). Иногда полярные ядра сливаются и образуют диплоидное центральное ядро зародышевого мешка. Зародышевый мешок, в котором произошла дифференцировка ядер, считается зрелым, он может воспринимать спермии.
К моменту созревания пыльцы и зародышевого мешка цветок раскрывается.
Семязачатки развиваются на внутренних сторонах стенок завязи и, как все части растения, состоят из клеток. Число семязачатков в завязях разных растений различно. У пшеницы, ячменя, ржи, вишни завязь содержит только один семязачаток, у хлопчатника — несколько десятков, а у мака их число достигает нескольких тысяч.
Каждый семязачаток одет покровом. На вершине семязачатка есть узкий канал — пыльцевход. Он ведёт к ткани, занимающей центральную часть семязачатка. В этой ткани в результате деления клеток образуется зародышевый мешок. Напротив пыльцевхода в нём находится яйцеклетка, а центральную часть занимает крупная центральная клетка.
При образовании семени и плода один из спермиев сливается с яйцеклеткой, образуя диплоидную зиготу. В дальнейшем зигота делится многократно, и в результате развивается многоклеточный зародыш растения. Центральная клетка, слившаяся со вторым спермием, также многократно делится, однако второй зародыш не возникает. Образуется особая ткань — эндосперм. В клетках эндосперма накапливаются запасы питательных веществ, необходимых для развития зародыша. Покровы семязачатка разрастаются и превращаются в семенную кожуру.
Таким образом, в результате двойного оплодотворения образуется семя, которое состоит из зародыша, запасающей ткани (эндосперма) и семенной кожуры. Из стенки завязи образуется стенка плода, называемая околоплодником.
Половое размножение покрытосеменных растений связано с цветком. Его важнейшие части — тычинки и пестики. В них происходят сложные процессы, связанные с половым размножением.
У цветковых растений мужские гаметы (спермии) очень мелкие, женские (яйцеклетки) гораздо крупнее.
В пыльниках тычинки происходит деление клетки, в результате которого образуются пыльцевые зёрна. Каждое пыльцевое зерно покрытосеменных растений состоит из вегетативной и генеративной клеток. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками. Наружная оболочка, как правило, неровная, с шипиками, бородавочками, выростами в виде сеточки. Это помогает пыльцевым зёрнам удерживаться на рыльце пестика. Пыльца растения, созревающая в пыльниках, к моменту распускания цветка состоит из множества пыльцевых зёрен.
Для условного выражения строения цветков применяют формулы. Для составления формулы цветка используют следующие обозначения:
Простой околоцветник, состоящий из одних чашелистиков или из одних лепестков, его части называют листочками околоцветника.
Пример формулы цветка вишни:
Строение цветка можно выразить не только формулой, но и диаграммой — схематическим изображение цветка на плоскость, перпендикулярную к оси цветка.
Составляют диаграмму по поперечным срезам нераскрытых цветочных почек. Диаграмма даёт более полное, чем формула, представление о строении цветка, поскольку на ней отображено и взаимное расположение его частей, чего нельзя показать в формуле.
В природе существует множество различных цветов. Одни яркие и красивые, другие – простые и невзрачные. В чем причина? Можно ли это объяснить схематически? Оказывается, это вполне реально. Но что именно может объяснить схема? Строение цветка у разных растений может сильно отличаться. Но основная разница заключается не в форме или красоте его лепестков. Намного важнее то, что находится у него внутри.
Чтобы растения могли воспроизводить себя, им необходимы органы размножения. Для этого некоторые виды научились давать начало новой жизни от корневой поросли. У других в процессе эволюции возник цветок, как основной половой орган. В нем происходит зарождение и созревание клеток, которые после опыления дают начало созреванию семян. Выше на рисунке изображена схема строения цветка общего типа. Почему он имеет такой вид?
Считается, что цветок – это производное листьев. Они, совершив причудливую метаморфозу, так приспособились к условиям среды. Одни «научились» самоопыляться. Другие доверились ветру. Третьи преобразились таким образом, чтобы привлекать своим внешним видом насекомых. А те, перебираясь от одного цветка к другому в поисках нектара, на себе переносили бы пыльцу.
Что собой представляет этот репродуктивный орган? Как правило, цветок является завершающим элементом главной вертикальной или ответвляющейся боковой оси. Он развивается из почки, образуется на укороченном побеге и никогда не может быть на листьях. Место, где он начинает рост от стебля, называется цветоложем. Именно от него отходят «листья», подвергшиеся метаморфозам в процессе эволюционного развития.
Строение цветка (схема общего вида) может быть рассмотрено на примере фото, что расположено ниже. На нем можно видеть утолщенное цветоложе. От него отрастает околоцветник. Его роль второстепенна и заключается в защите более важных частей цветка. Околоцветник может иметь четкое разделение на чашечку и венчик. Он может быть простым и невзрачным, однородного цвета. А в других случаях он делится на чашелистики и яркие лепестки, привлекающие насекомых своими оттенками.
Чем же особенно внутреннее строение цветка? Схема репродуктивного органа обоеполого растения показывает наличие в нем тычинок (мужские органеллы) и пестика (женские). Они-то и являются основными частями цветка. В свою очередь у пестика в нижней части выделяют основание – завязь, в которой находится семяпочка, выше – несущий столбик, на нем верхушка – рыльце. Тычинка состоит из тонкой нити, на которой располагается пыльник.
Что лежит в основе такой классификации? В чем их разница? Схема строения обоеполого и раздельнополого цветков отличается набором репродуктивных органелл. Полный комплект предполагает наличие и тычинок, и пестика (обоеполые). Если же образуется только пестик, то цветок будет считаться женским, а если только тычинки – мужским. В этих обоих случаях принято говорить об раздельнополых репродуктивных частях растения.
Чем еще особенна схема: строение цветка? Существует и другая классификация. С обоеполыми цветками дело обстоит проще, их опыление происходит без особых проблем. С раздельнополыми ситуация сложнее. Тут может быть два варианта. У одних видов цветки с женским и мужским началом отрастают рядом на одном стебле (однодомные). В этом случае опыление упрощается. У других же мужские и женские цветки образуются на разных растениях (двудомные), причем они могут располагаться друг от друга на значительном отдалении.
Рассмотренная схема (строение цветка) дает возможность понять суть деления растений по половому принципу. Обоеполые цветки (их лепестки), как правило, менее яркие. Это связано с близким расположением мужских и женских органелл. Даже одного насекомого бывает достаточно для опыление. У некоторых видов тычинки вообще располагаются таким образом, что пыльца, осыпаясь, сразу сама попадает на пестик. Раздельнополые цветы сами опылиться не могут. Поэтому их лепестки имеют яркую раскраску, чтобы привлекать насекомых.
Существуют и другие классификации. Одни растения зацветают уже через 3 – 4 недели после посева (однолетние), а другие только на второй или третий год (многолетние). Некоторые деревья вообще достигают половой зрелости лишь спустя десятилетия. Одна часть растений цветет строго определенное время, другие (цитрусовые) «занимаются» этим постоянно. В итоге с такой же периодичностью происходит созревание плодов и семян.
Суть же цветения заключается в открывании доступа к главным репродуктивным органам. По мере созревания половых клеток сначала происходит раскрывание бутона. Обнажается околоцветник: сначала чашелистики, потом лепестки. По мере дозревания они полностью открывают доступ к пыльникам тычинок и не препятствуют восприятию женскими рыльцами пестиков мужской пыльцы.
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Черёмушкинская средняя общеобразовательная школа»
Цель: раскрыть особенности строения цветка
Задачи: формировать у учащихся знания о цветке как органе семенного размножения покрытосеменных растений; изучить особенности строения и многообразия цветков; выполнить лабораторную работу, проанализировать строение и особенности цветка через мультимедиа, модели, таблицы, основываясь на работе зрительного и слухового анализаторов; формировать эстетическое отношение к окружающему.
Тип урока: комбинированный
Ресурсы : компьютерная техника; диск «Растения»; модели цветков вишни, картофеля, капусты; гербарный раздаточный материал; таблица «Строение цветка»; цветущие комнатные растения.
Планируемые результаты обучения:
· что цветок – это видоизменённый укороченный побег;
· отличительные черты цветков с простым и двойным околоцветником;
· признаки правильных и неправильных цветков;
· строение пестиков и тычинок;
· особенности строения обоеполых и раздельнополых цветков;
· признаки однодомных и двудомных растений;
· роль семязачатков в формировании семян;
· значение терминов: пестик, тычинка, лепестки, венчик, чашечка, чашелистики, цветоножка, пыльник, тычиночная нить, рыльце, столбик, завязь, семязачаток
· узнавать и называть части цветка;
· определять, правильные это цветки или неправильные;
· различать части, составляющие тычинки и пестики;
· отличать обоеполые цветки от раздельнополых;
· выделять из знакомых растений однодомные и двудомные
На доске эпиграф к уроку: (на начало урока закрыт) «Они прекраснее всего,
Что нам даёт природа на Земле.
1. Оргмомент. Приветствие. Эмоциональный настрой обучающихся на работу.
1. Какие черты сходства просматриваются между типичным побегом и видоизменёнными побегами?
2. Какое строение имеет клубень картофеля?
3. Что доказывает, что луковица – побег?
4. Какие растения имеют видоизменённые побеги – корневища?
5. Как человек использует видоизменённые побеги?
Б) Выполнение теста письменно( тесты распечатываются заранее для каждого учащегося)
1. Клубень картофеля представляет собой;
Г) видоизменённый подземный побег
Изучение нового материала.
2. Колючка барбариса – приспособление растения
А) к уменьшению испарения влаги
Б) к сохранению от поедания животными
4. Колючки у кактусов – это
В) особые выросты клеток кожицы стебля
5. Луковица лука представляет собой
Г) видоизменённый подземный побег
6. Корневище – это видоизменённый
3. Изучение нового материала
А) Актуализация знаний, привлечение внимания.
— Внимание на экран. Демонстрация слайдов с 3 по 5.
Формулировка темы урока. — Как вы думаете, что сегодня мы будем изучать на уроке? ( заслушиваются мнения обучающихся )
Целеполагание (постановка цели урока совместно с обучающимися)
Демонстрация слайдов с 6 по 9 и читается стихотворение
Наклонитесь, поглядите на чудо,
Которое видеть вы раньше нигде не могли.
Он умеет такое, что никто на земле не умеет.
Из одной и той же чёрного цвета земли
Он – то красный (слайд 6), то – синий (слайд 7),
То – сиреневый (слайд 8), то – золотой! (слайд 9)(В. Солоухин)
— Вам понравились цветы, что вы сейчас увидели? Как вы думаете, можно ли эпиграфом к уроку взять слова ( открывается эпиграф ). Далее идёт обсуждение эпиграфа.
Б) Активизация имеющихся знаний, развитие внимания, пробуждение интереса.
— Что вы знаете о цветке? ( заслушиваются мнения обучающихся)
В) Объяснение нового материала:
Цветок – заметная, часто красивая, важная часть покрытосеменных растений. Цветки могут быть крупные и мелкие, ярко окрашенные и зеленые, пахучие и без запаха, одиночные или собранные вместе из многих мелких цветков в одно общее соцветие.
Однако при всем разнообразии цветков их объединяет наиважнейшая в жизни растений функция – образование плодов и семян.
Цветок – это видоизменённый укороченный побег, служащий для семенного размножения цветковых растений. Как и всякий побег, цветок развивается из почки.
Как бы ни было велико разнообразие цветков окружающих нас растений, в их строении можно обнаружить сходство.
Рассмотрим главные части цветка – пестик и тычинки. (Слайд 10)
Рыльце обычно клейкое, шероховатое или даже ветвистое. Оно служит для восприятия пыльцы.
Столбик поднимает рыльце, иногда высоко над околоцветником. При этом рыльце лучше улавливает пыльцу.
Завязь – самая нижняя, расширенная часть пестика. Она содержит в себе семязачатки (семяпочки). Из завязи пестика после опыления цветка и оплодотворения яйцеклетки развивается плод, а из семязачатков образуются семена.
Цветок – это сложный генеративный орган. Составляющие его элементы обеспечивают половое размножение растения.
Пестик и тычинки участвуют в оплодотворении и образовании плода, поэтому их называют половыми органами растения. Пестик – женский половой орган растения, а тычинки – мужской половой орган.(обозначения)
Цветки многих растений размещаются на тонких стебельках – цветоножках. Вокруг тычинок и пестика расположен околоцветник (чашелистики и лепестки). У большинства растений околоцветник состоит из листочков двух типов. Наружные листочки образуют чашечку – они обычно зелёного цвета. Чашечка может состоять из отдельных листочков, тогда она называется раздельнолистной, а может состоять из сросшихся листочков, тогда она будет сростнолистной. Внутренние листочки – это лепестки. Лепестки образуют венчик. Если венчик цветка состоит из несросшихся лепестков, то он называется раздельнолепестной, если же лепестки срастаются, то венчик будет сростнолепестной. Венчик и чашечка вместе создают самую яркую часть цветка — околоцветник. Околоцветник защищает пестик и тычинки от неблагоприятных условий окружающей среды и своей яркостью привлекает опылителей.
Верхний конец цветоножки, на котором располагается цветок, называют цветоложем. Цветоложе всегда несколько шире цветоножки. На цветоложе располагаются все части цветка: чашелистики, лепестки, тычинки и пестик.
Околоцветник может быть простым и сложным (двойным).(Слайд 11). ДИСК – доп. материалы – таблица «Строение цветка — околоцветник»
Большинство растений имеет цветки, содержащие и пестики, и тычинки (как у вишни и тюльпана ). Такие цветки называют обоеполыми . Но у некоторых растений развиваются однополые или раздельнополые цветки ( огурец , тополь, облепиха, ива козья). (Слайд 12 и 13) Они содержат либо пестики, либо тычинки. На основе этого различают пестичные, или женские, цветки и тычиночные, или мужские, цветки.
ДИСК – доп. материалы – таблица «Строение цветка — цветки»
У огурца , тыквы, а также кукурузы , ольхи, орешника, дуба однополые пестичные и тычиночные цветки находятся на одном и том же растении. Такие растения называют однодомными. (Слайд 14)
Но есть растения (тополь, осина, хмель, ива , крапива ), у которых пестичные и тычиночные цветки находятся на разных экземплярах. Их называют двудомными. (Слайд 15) Так, у тополя весной мужские деревья пылят – рассыпают пыльцу, а позже, летом, женские деревья разбрасывают белый пух – летучие семена растения.
Листочки околоцветника могут располагаться так, что через него можно провести несколько плоскостей симметрии. Такие цветки называют правильными. (вишня, капуста).(Слайд 16.) Цветки, через которые можно провести одну плоскость симметрии, называют неправильными. (горох, шалфей) (Слайд 17)
Строение цветка можно отобразить сокращённой записью, которую назвали формулой цветка. (Слайд 18) При составлении формулы цветка простой околоцветник обозначается буквой О, чашелистики – буквой Ч, лепестки – Л, тычинки – Т, пестик – П. Число чашелистиков, лепестков, тычинок и пестиков показывают цифрами, а если их больше 12, то значком ∞. Если какие-либо части цветка срослись, то соответствующие цифры пишут в скобках. Правильный цветок обозначают звёздочкой *, неправильный – стрелкой ↑, однополые женские (пестичные) цветки – знаком ♀, однополые мужские (тычиночные) цветки – знаком ♂. Например, формула цветка вишни *Ч5 Л5 Т∞ П1 , формула тычиночного цветка огурца ♂ * Ч(5) Л(5) Т(5) П0, формула пестичного цветка огурца ♀ * Ч(5) Л(5) Т0 П(5).
4. Закрепление изученного (систематизация знаний):
А) Выполнение лабораторной работы (работа в парах)
«Изучение строения цветка» — на моделях цветка капусты, вишни, картофеля. Инструктивная карточка (Слайд 19)
Проверка выполнения лабораторной работы. (озвучивание формул цветков)
Отметить, что все растения имеют подготовительный период разной продолжительности, когда вегетативными органами накапливаются и откладываются в запас питательные вещества, необходимые для цветения и плодоношения. Выяснить, когда в нашей местности начало массового цветения растений. Обратить внимание на эстетическое значение цветковых растений. Зачем мы сажаем цветы? (можно спросить, кто из ребят уже сам выращивал цветы или помогал маме за ними ухаживать, вспомнить названия цветов)
· Назовите главные части цветка;
· Какое строение имеют тычинки и пестик?
· Что составляет чашечка вместе с венчиком?
· Назовите растение с простым околоцветником, с двойным околоцветником;
· Какие венчики называют свободнолепестными, а какие – сростнолепестными?
· Какие цветки правильные, а какие – неправильные?
· Как называется расширенная часть цветоножки?
· Как называется цветок, имеющий и пестики, и тычинки?
· Как называется орган, в котором располагается семязачаток? И др. вопросы.
За правильный ответ выдаются разноцветные лепестки. Далее из лепестков учащиеся собирают цветок (цветик-семицветик) на доске, можно дорисовать другие части цветка и составить формулу получившегося цветка.
— Нравится ли вам этот цветок?
Рефлексия: Что узнали нового? Достигли ли цели урока?
Выводы по уроку. Осознание учащимися уровня приобретённых знаний. Выставление и комментирование оценок.
5. Домашнее задание: параграф 28, в тетради с.40-41
Растение картофеля, выросшее из клубня, образует куст высота которого 50-80 см. Число стеблей в кусте (обычно 3-6), их толщина, способность к ветвлению зависят от сорта и условий произрастания.
В начале развития стебли прямостоячие, в дальнейшем у большинства сортов изогнутые. В поперечном сечении они угловатые или округлые, диаметром до 20 мм, часто с прямыми или волнистыми сильно развитыми крылообразными придатками. Окраска стеблей зеленая или с антоциановой пигментацией. Подземные побеги называются столонами. Они утолщаются на вершинах и образуют начало новых клубней. На каждом стебле развиваются 6-7 и более столонов длиной 15-20 см, у некоторых сортов до 40-50 см. В зависимости от длины столонов гнезда картофеля бывают разбросанные (что крайне осложняет уход за посадками и их уборку) и компактные.
Молодой клубень покрыт эпидермисом, зрелый — опробковевшей кожурой, гладкой или сетчатой. Кожура непроницаема для воздуха, но в ней имеются отверстия — чечевички, через которые осуществляется дыхание. Под кожурой находятся клетки коры, заполненные крахмальными зернами, затем слой образовательной ткани (камбия), кольцо сосудисто-волокнистых пучков и сердцевина, также содержащая крахмал.
На поверхности клубней в углублениях, обрамленных листовым рубцом, или бровкой (след опавшего недоразвитого листа) расположены глазки. Они расположены по спирали. В вершине молодой части клубня их находится больше, чем в средней и в нижней части. В каждом глазке 3-4 почки, но прорастает обычно только одна средняя, наиболее развитая, 4 и лишь при повреждении ростка трогается в рост другая почка. Самые сильные ростки дают почки верхних глазков. Почки, проросшие в темноте, образуют бледные удлиненные тонкие ростки, называемые этиолированными. На свету образуются укороченные и плотные ростки. В зависимости от сорта форма основания, окраска и опушение ростков различны.
Клубни картофеля
Окраска ростков (зеленая, красно-фиолетовая и сине-фиолетовая) лучше различима на клубнях, пророщенных при слабом освещении. Основная форма клубня округлая (редко роговидная или вальковидная), удлиненная и овальная; наружная окраска (белая, желтая, розовая, светло-красная, красная, синяя) зависит от пигмента, заключенного в клетках коры или кожуры, и толщины опробковевшего слоя. Мякоть также может быть разной окраски — белая, кремовая, желтая, редко красная и синяя. В России наиболее распространены сорта с белой мякотью клубней.
Корневая система картофеля мочковатая, сравнительно слабо развитая (масса ее составляет 7-7,5% массы всего растения), ветвится до 3-го порядка; развивается из глазков клубня и из почек стеблевых узлов подземной части стебля и столонов. Основная масса корней расположена в пахотном 25-сантиметровом слое, но отдельные тяжи могут проникать на глубину 110-200 см.
Строение картофеля
Лист картофеля простой непарноперисторассеченный состоит из нескольких пар долей, долек и долечек, расположенных в разных сочетаниях на главном черешке (стержне), и заканчивается одной непарной долей. Строение, степень рассеченности листа, размеры и форма долей, длина, положение и форма черешка — важные сортовые признаки. Пластинка листа всегда в различной степени опушена, окраска от желто-зеленой до темно-зеленой.
Растение картофеля
Соцветие картофеля состоит из 2-3, редко 4 вилкообразно расходящихся завитков, расположенных на цветоносе, который закладывается в пазухе 6-8-го листа и выше (у более позднеспелых сортов). Цветки картофеля 5-членные со спайнолистной чашечкой и неполно сросшимися белыми, красно-фиолетовыми, сине-фиолетовыми или синими долями венчика; тычинок 5 с желтыми или оранжевыми пыльниками; завязь верхняя, обычно двухгнездная.
Цветы картофеля
Картофель — самоопылитель; перекрестное опыление наблюдается редко. У многих сортов пыльцевые зерна сморщены и бесплодны (мужская стерильность). Плод — шарообразная, овальная или реповидная сочная 2-гнездная ягода, содержащая большое число (иногда более 200) очень мелких семян. Масса 1000 семян 0,5-0,6 г.
Большинство растений имеют цветки, в которых есть как тычинки, так и пестики. Это обоеполые цветки. Но у некоторых растений одни цветки имеют только пестики – пестичные цветки, а другие – только тычинки – тычиночные цветки. Такие цветки называют раздельнополыми.
Растения однодомные и двудомные
Растения, на которых развиваются как пестичные, так и тычиночные цветки называются однодомными. Двудомные растения – тычиночные цветки на одном растении, а пестичные – на другом.
Существуют виды, у которых на одном растении можно обнаружить обоеполые и однополые цветки. Это так называемые многобрачные (полигамные) растения.
Цветки образуются на побегах. Очень редко они расположены по одиночке. Гораздо чаще цветки собраны в заметные группы, которые называются соцветиями. Начало изучению соцветий положено было Линнеем. Но для него соцветие не являлось типом ветвления, а способом цветения.
В соцветиях различают главную и боковую оси (сидячие или на цветоножках), то такие соцветия называют простыми. Если цветки на боковых осях – то это сложные соцветия.
| Тип соцветия | Схема соцветия | Особенности | Пример |
| Кисть |  | Отдельные боковые цветки сидят на удлинённой главной оси и при этом имеют свои цветоножки, приблизительно равной длины | Черёмуха, ландыш, капуста |
| Колос |  | Главная ось более или менее удлинённая, но цветки без ножек, т.е. сидячие. | Подорожник, ятрышник |
| Початок |  | Отличается от колоса мясистой утолщённой осью. | Кукуруза, белокрыльник |
| Корзинка |  | Цветки всегда сидячие и сидят на сильно утолщённом и расширенном конце укороченной оси, имеющем вогнутый, плоский или выпуклый вид. При этом соцветие снаружи имеет так называемую обёртку, состоящую из одного или много последовательных рядов прицветных листьев, свободных или сросшихся. | Ромашка, одуванчик, астра, подсолнечник, василёк |
| Головка |  | Главная ось сильно укорочена, боковые цветки сидячие или почти сидячие, тесно расположенные друг к другу. | Клевер, скабиоза |
| Зонтик |  | Главная ось является укороченной; боковые цветки выходят как бы из одного места, сидят на ножках разной длины, располагаясь в одной плоскости или куполообразно. | Примула, лук, вишня |
| Щиток |  | Отличается от кисти тем, что нижние цветки имеют длинные цветоножки, так что в результате цветки располагаются почти в одной плоскости. | Груша, спирея |
| Сложная кисть или метелка |  | От главной оси отходят боковые ветвящиеся оси, на которых расположены цветки или простые соцветия. | Сирень, овёс |
| Сложный зонтик |  | От укороченной главной оси отходят простые соцветия. | Морковь, петрушка |
| Сложный колос |  | Отдельные колоски расположены на главной оси. | Рожь, пшеница, ячмень, пырей |
Биологическое значение соцветий
Биологическое значение соцветий в том, что мелкие, часто невзрачные цветки, собранные вместе, становятся заметными, дают наибольшее количество пыльцы и лучше привлекают насекомых, которые переносят пыльцу с цветка на цветок.
Для того чтобы произошло оплодотворение, необходимо, чтобы пыльца попала на рыльце пестика.
Процесс переноса пыльцы с тычинок на рыльце пестика называют опылением. Различают два основных типа опыления: самоопыление и перекрёстное опыление.
Самоопыление
При самоопылении пыльца с тычинки попадает на рыльце пестика того же самого цветка. Так опыляются пшеница, рис, овёс, ячмень, горох, фасоль, хлопчатник. Самоопыление у растений чаще всего происходит в ещё не раскрывшемся цветке, то есть в бутоне, когда цветок раскроется, оно уже закончено.
При самоопылении сливаются половые клетки, образовавшиеся на одном растении и, следовательно имеющие одинаковые наследственные признаки. Вот почему потомство, образовавшееся в результате процесса самоопыления, очень похоже на родительское растение.
Перекрёстное опыление
При перекрёстном опылении происходит перекомбинация наследственных признаков отцовского и материнского организмов, и образовавшееся потомство может приобрести новые свойства, которых не было у родителей. Такое потомство более жизнеспособно. В природе перекрёстное опыление встречается значительно чаще, чем самоопыление.
Перекрёстное опыление осуществляется с помощью разных внешних факторов.
Анемофилия (ветроопыление). У анемофильных растений цветки мелкие, часто собраны в соцветия, пыльцы образуется очень много, она сухая, мелкая, при раскрывании пыльника с силой выбрасывается наружу. Лёгкая пыльца этих растений может переноситься ветром на расстояния до нескольких сотен километров.
Пыльники расположены на длинных тонких нитях. Рыльца пестика широкие или длинные, перистые и высовываются из цветков. Анемофилия свойственна почти всем злакам, осокам.
Энтомофилия (перенесение пыльцы насекомыми). Приспособлением растений к энтомофилии являются запах, цвет и размер цветков, липкая пыльца с выростами. Большинство цветков двуполые, но созревание пыльцы и пестиков происходит не одновременно либо высота рылец больше или меньше высоты пыльников, что служит защитой от самоопыления.
В цветках насекомоопыляемых растений имеются участки, выделяющие сладкий ароматный раствор. Эти участки называются нектарниками. Нектарники могут находиться в разных местах цветка и иметь разные формы. Насекомые, подлетев к цветку, тянутся к нектарникам и пыльникам и во время трапезы пачкаются пыльцой. Когда насекомое перебирается на другой цветок, переносимые им пыльцевые зёрна прилипают к рыльцам.
При опылении насекомыми меньше пыльцы тратится впустую, и поэтому растение экономит вещества, производя меньше пыльцы. Пыльцевым зёрнам нет необходимости долго удерживаться в воздухе, и поэтому они могут быть тяжёлыми.
Насекомые могут опылять редко расположенные цветки и цветки в безветренных местах – в лесной чаще или гуще травы.
Как правило, каждый вид растений опыляется насекомыми нескольких видов и каждый вид насекомых-опылителей обслуживает несколько видов растений. Но есть такие виды растений, цветки которых опыляются насекомыми лишь одного вида. В таких случаях взаимное соответствие образов жизни и строения цветков и насекомых бывает настолько полным, что кажется чудесным.
Орнитофилия (опыление птицами). Характерно для некоторых тропических растений с яркоокрашенными цветками, обильным выделениям нектара, прочной эластичной структурой.
Гидрофилия (опыление с помощью воды). Наблюдается у водных растений. Пыльца и рыльце этих растений чаще всего имеют нитеобразную форму.
Зоофилия (опыление с помощью животных). Для этих растений характерны крупные размеры цветка, обильное выделение нектара, содержащего слизи, массовая продукция пыльцы, при опылении летучими мышами – цветение ночью.
Пыльцевое зерно попадает на рыльце пестика и прикрепляется к нему благодаря особенностям строения оболочки, а также липким сахаристым выделениям рыльца, к которым пыльца прилипает. Пыльцевое зерно набухает и прорастает, превращаясь в длинную, очень тонкую пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка образуется в результате деления вегетативной клетки. Сначала эта трубка растёт между клетками рыльца, затем – столбика и наконец врастает в полость завязи.
Генеративная клетка пыльцевого зерна перемещается в пыльцевую трубку, делится и образует две мужские гаметы (спермии). Когда пыльцевая трубка через пыльцевход проникает внутрь зародышевого мешка, один из спермиев сливается с яйцеклеткой. Происходит оплодотворение, и образуется зигота.
Второй спермий сливается с ядром крупной центральной клеткой зародышевого мешка. Таким образом, у цветковых растений при оплодотворении происходит два слияния: первый спермий сливается с яйцеклеткой, второй – с крупной центральной клеткой. Этот процесс открыл в 1898 году русский ботаник, академик С.Г.Навашин и назвал его двойным оплодотворением. Двойное оплодотворение характерно только для цветковых растений.
Образовавшаяся при слиянии гамет зигота делится на две клетки. Каждая из возникших при этом клеток снова делится и т. д. В результате многократных делений клеток развивается многоклеточный зародыш нового растения.
Центральная клетка тоже делится, образуя клетки эндосперма, в которых накапливаются запасы питательных веществ. Они необходимы для питания и развития зародыша. Из покрова семязачатка развивается семенная кожура. После оплодотворения из семязачатка развивается семя, состоящее из кожуры, зародыша и запаса питательных веществ.
После оплодотворения к завязи притекают питательные вещества, и она постепенно превращается в спелый плод. Околоплодник, защищающий семена от неблагоприятных воздействий, развивается из стенок завязи. У некоторых растений в образовании плода принимают участие и другие части цветка.
Образование спор
Одновременно с образованием пыльцы в тычинках, в семяпочке происходит образование крупной диплоидной клетки. Эта клетка делится мейотически и даёт начало четырём гаплоидным спорам, которые называются макроспорами, так как по размерам они больше, чем микроспоры.
Из четырёх образовавшихся макроспор три отмирают, а четвёртая начинает разрастаться и постепенно превращается в зародышевый мешок.
Дата добавления: 2018-02-28 ; просмотров: 431 ; ЗАКАЗАТЬ РАБОТУ