Практические задания и вопросы

1. Практическое задание по теме «Морфология цветка» нужно выполнять весной, когда появляются цветущие растения. Цель задания – закрепить навыки анализа описания цветков различных типов и расширить представление об их многообразии. Для выполнения задания надо иметь несколько экземпляров цветков различного типа. План описания цветка: форма (актиноморфный, зигоморфный ассиметричный); расположение боковых частей на цветоложе (циклический, гемициклический, спиральный); характеристика цветоложа; тип околоцветника (простой или двойной, раздельнолепестный или спайнолепестный); андроцей (количество тычинок, их расположение, характер срастания); гинецей (апокарпный, ценокарпный, верхняя или нижняя завязь).

2. Из какой структуры возникает спорофит цветкового растения? Каким набором хромосом обладают его клетки? Что вы можете сказать о внешнем и внутреннем расчленении тела спорофита у цветковых?

3. Какие структуры цветка мы считаем микроспорофиллами? Какие функции, кроме образования микроспор, они выполняют?

4. Какие структуры цветка мы считаем мегаспорофиллами? Каково соотношение понятий плодолистик – цветок – гинецей?

5. Какие структуры цветка мы считаем мегаспорангиями? Где располагаются мегаспорангии цветковых, чем они защищены? Какие функции, помимо образования мегаспор, они выполняют?

6. Из чего, где и как развивается женский гаметофит цветковых? Его строение, название?

7. Сравните гаметофиты равноспоровых папоротников и покрытосеменных, пользуясь таблицей.

Таблица 5 – Гаметофиты споровых и покрытосеменных растений

Характеристика гаметофита	Равноспоровые папоротники	Цветковые растения
		мужской гаметофит	женский гаметофит
Название
Размеры (приблизительно)
Число клеток
Способ питания
Защита от неблагоприятных воздействий внешней среды
Половые органы

8. В чем проявляется редукция гаметофитов цветковых по сравнению с гаметофитами папоротников? Какое биологическое значение она имеет?

9. Опишите половой процесс покрытосеменных. Почему они в отличие от папоротников, могут считаться истинно наземными растениями? В чем биологический смысл двойного оплодотворения?

10. Что такое опыление? Какие способы биотического и абиотического опыления вам известны?

11. Что такое апомиксис? Какие этапы цикла воспроизведения могут выпадать при разных вариантах апомиксиса?

Примерный план самостоятельной подготовки по разделу

1. Общий характер цветка: форма, составные части, их расположение на цветоложе.

2. Характеристика цветоложа, функции.

3. Околоцветник, типы, морфологическая характеристика.

4. Андроцей. Строение, морфологическая характеристика. Процессы, протекающие в пыльнике. Строение мужского гаметофита.

5. Гинецей. Структурная единица гинецея, типы гинецея, мегаспорогенез.

Образование женского гаметофита.

6. Строение семязачатка, его строение, типы семязачатков.

7. Двойное оплодотворение, его биологическое значение.

8. Процесс, предшествующий оплодотворению. Способы опыления.

Приспособления к перекрестному опылению и предотвращающие опыление.

9. Апомиксис, формы его проявления у разных групп цветковых растений.

10.Возникновение соцветий в процессе эволюции. Признаки, лежащие в основе

классификации растений.

11.Характеристика цимозных (моноподиальных простых и сложных) соцветий.

12.Характеристика рацимозных соцветий (симподиальных).

Раздел VII . Плод и семя

    Плод – это орган, развивающийся из цветка в результате оплодотворения или апомиксиса и содержащий семена. В образовании плода всегда принимает участие гинецей, а у многих растений и другие части цветка (цветоложе, околоцветник, тычинки). Примером могут служить плоды, возникшие из цветков с нижней завязью.

    При формировании плода стенка завязи превращается в околоплодник, а семязачатки, находящиеся внутри завязи, – в семена. Если в образовании плода участвует только простой апокарпный гинецей, плод называется простым (горох). Плод, образованный сложным гинецеем, называют сложным или сборным (малина, лютик едкий). Соплодие в отличие от плода формируется не из одного цветка, а из целого соцветия или его частей (инжир, ананас). В любом случае в образовании соплодия кроме цветков принимают участие оси соцветия. У шелковицы соплодия образуют сросшиеся женские соцветия; съедобная часть представляет собой разросшиеся мясистые околоцветники.

Биологическое значение плодов состоит в том, что они способствуют расселению семян, увеличивают выживание семенного потомства.

Рисунок 22 - Плоды с сухим околоплодником:

II – ореховидные плоды; А – орех (лещина); Б – зерновка (пшеница); В – желудь (дуб); Г – семянка (подсолнечник); Д – сложный орешек (лютик); Е – дробная крылатка (клен); Ж – сложная семянка (земляника)

Рисунок 23 - Плоды с сочным околоплодником:

ягодовидные: А-Б – ягода (виноград, картофель); В – яблоко (яблоня); Г – гесперидий (апельсин); Д – тыквина (огурец); Е – банан (банан); костянковидные: Ж – костянка (вишня); З – сложная костянка (малина); И – соплодие (шелковица)

    Различают четыре типа семян в зависимости от места локализации запасных питательных веществ: с эндоспермом, с периспермом, с эндоспермом и периспермом и без эндосперма. Наиболее часто встречаются семена с эндоспермом и без него.

Семя с эндоспермом характерно для многих однодольных и двудольных растений. Внутри семени формируется зародыш и эндосперм. Зародыш состоит из стебелька и зачаточной почечки, из которой при прорастании развивается надземная часть растения. Защитным органом почечки является колеоптиль. Он является наружным зародышевым листом. Частью зародыша является и щиток. Морфологически он представляет собой первый листочек зародыша и является единственно развитой семядолей. Физиологическая роль щитка сводится к всасыванию питательных веществ из эндосперма при прорастании семени. Редуцированной семядолей зародыша является эпибласт. Он находится на стебельке со стороны, противоположной щитку. Степень его развития влияет на засухоустойчивость растений. Подземная часть берет начало от зародышевого корешка, апикальная меристема которого прикрыта корневым чехликом. Вокруг зародышевого корешка имеется  корневое влагалище колеориза. Колеориза выполняет защитную и всасывающую функции при прорастании корня. Большую часть семени занимает эндосперм с крахмальными зернами. В периферической его части, вдоль кожуры, расположен однородный слой клеток, содержащий белки (алейроновый слой).

    Таким образом, семя с эндоспермом состоит из семенной кожуры (спермодермы), зародыша и эндосперма (рисунок 24).

    Семя без эндосперма состоит из двух частей – спермодермы и зародыша (фасоль, горох и т.д.) (рисунок 25). На семенной кожуре хорошо виден рубчик – это место прикрепления семени к семяножке. На одной линии с рубчиком, рядом с ним, расположено микропиле (через него осуществляется газообмен и водообмен). Над микропиле находится небольшой бугорок, образованный зародышевым корешком. С противоположной от микропиле стороны к рубчику примыкает семенной шов, это след от срастания семязачатка с семяножкой. Под спермодермой находится зародыш, состоящий из двух крупных семядолей почковидной формы, зародышевого корешка, зародышевого стебелька и почечки. Запасные питательные вещества откладываются в семядолях, клетки которых заполнены крахмальными зернами, расположенными в массе алейроновых зерен.

    Строение проростков однодольных и двудольных растений. При благоприятных условиях (температура и влажность) семена прорастают, формируя проросток. Вначале из зародышевого корешка развивается корень. Затем у злаков через почву пробивается почка, защищенная зародышевым листом – колеоптилем. Первый настоящий лист выходит наружу через прорыв колеоптиля. Единственная семядоля остается у семени (рисунок 26).

    У двудольных (семя фасоли) стебель проростка вначале петлеобразно изогнут и через почву пробивается верхушкой своего изгиба, поэтому почка не повреждается. Семядоли выносятся на поверхность почвы, зеленеют. Границу между корнем и стеблем называют корневой шейкой. Часть стебля между семядолями и корневой шейкой называется гипокотилем (подсемядольное колено). У гороха длина гипокотиля мала и семядоли не выносятся на поверхность почвы. Участок стебля между семядолями и первым настоящим листом называют эпикотилем (подсемядольное колено). Первые настоящие листья проростка не всегда имеют форму, свойственную взрослому растению. Их называют ювенильными (рисунок 27).

Рисунок 24 - Строение семени с эндоспермом (зерновка овса):

А – продольный разрез; Б – зародыш; В – эндосперм;

1 – зародыш; 2 – эндосперм; 3 – околоплодник, сросшийся с кожурой семени; 4 – стебелек; 5 – корешок; 6 – колеориза; 7 – почечка; 8 – колеоптиль; 9 – семядоли (щиток); 10 – эпибласт; 11 – алейроновый слой; 12 – клетки с запасным крахмалом

Рисунок 25 - Строение семени без эндосперма (фасоль):

А – общий вид; Б – зародыш; 1 – корешок; 2 – микропиле; 3 – рубчик; 4 – семенной шов; 5 – кожура; 6 – почечка; 7 – стебелек; 8 – корешок; 9 – семядоля

Рисунок 26 - Проростки злаков:

А – пшеница, Б – кукуруза

1 – главный корень; 2 – боковые корни; 3 – придаточный корень; 4 – колеоптиль; 5 – лист

Рисунок 27 - Проростки двудольных растений:

А – фасоль; Б – горох; 1 – главный корень; 2 – корневые волоски; 3- боковые корни; 4 – корневая шейка; 5 – гипокотиль; 6 – семядоля; 7 – эпикотиль; 8 – лист; 9 – узел; 10 – междоузлие; 11 – почка.