Опыление. Оплодотворение цветковых растений

· длинные тычиночные нити способствуют рассеиванию пыльцы

· сухая легкая мелкая пыльца образуется в большом кол-ве.

· рыльце пестика мохнатое разветвленное, хорошо улавливает пыльцу

· редуцированный околоцветник (две цветочные чешуи) не препятствуют проникновению пыльцы к пестику.

· цветки собраны в длинные и качающиеся соцветия

· большие массивы (береза, ореш­ник, осина)

· цветут до появления листьев, что облегчает перенос пыльцы.

Семя

особая многоклеточная структура сложного строения, служащая для размножения и расселения семенных растений, обычно развивающаяся после оплодотворения из семязачатка (видоизмененный женский спорангий) и содержащая зародыш.

Хотя семя нередко описывают как «орган семенного размножения растений», семя не является органом в обычном значении этого термина, так как в нём объединены структуры двух (у голосеменных — трёх) разных поколений жизненного цикла. Органы полового размножения (половые органы, гаметангии) у голосеменных растений представлены архегониями, а у цветковых редуцированы. Более оправданно определение семени как «зачаточного растения», это определение подчеркивает, что из семени разовьётся новое поколение (спорофит) растения. При этом остальные части семени, кроме зародыша, можно считать добавочными структурами (органами), которые обеспечивают развитие зародыша.

Семя развивается из семязачатка и заключает в себе зародыш и запасные питательные вещества для него.

В зре­лом семени различают семенную кожуру, питательную ткань и зародыш.

В нем различают зароды­шевые корешок и стебелек. К верхней части стебелька при­крепляются гомологичные листьям семядоли. Верхушка стебелька завершается почечкой. Из корешка образуется главный корень нового растения, почечка является зачат­ком главного побега растения. Число семядолей различно. У двудольных их две, у однодольных — одна. При назем­ном прорастании семядоли способны к фотосинтезу, а при подземном — служат хранили-щем питательных в-в.

В клетках эндосперма откладываются зерна крахмала, белков и капли жира в виде эмульсии. Семена без эндоспер­ма состоят из двух основных частей: зародыша и семенной кожуры. Специальной ткани, богатой питательными веще­ствами, нет. В процессе развития эндосперм поглощается зародышем, а запасные питательные вещества откладыва­ются в первых видоизменен-ных зародышевых листьях — семядолях. В семядолях (фасоли, гороха и др.) сосредоточе­ны все питательные вещества эндосперма, поглощаемые зародышем. В семени гороха семядоли прикрывают другие части зародыша: зачаточный корешок, зачаточный стебе­лек и верхушечную почку. У злаков, наоборот, семядоля небольшая и запасные питательные вещества откладыва­ются в эндосперме, который занимает основной объем семе­ни. Семенная кожура в основном образуется из покровов семяпочки, плотно окружает семя и является основным защитным покровом от высыхания, преждевременного на­сыщения влагой тканей семени. В неблагоприятных условиях семена могут долго пребывать в состоянии покоя. При определенной температуре и влажности семена всасывают воду и начинают прорастать.

Покой семян — важное приспособительное свойство, пре­дохраняющее от преждевременного прорастания.

Прорасти и дать начало новому растению способны только семена с живым зародышем (всхожие).

Для определения всхожести семян определённое их число (100) помещают в оптимальные для прорастания условия и подсчитывают процент проросших семян. Всхожесть определяют для установления качества посевного материала, от которого зависит урожай растения

Прорастание семян — сложный физиологический про­цесс, для которого необходимы определенные внешние ус­ловия: доступ воздуха, влажность, тепло.

Вода необходима для прорастания семян, т.к.зародыш может потреблять только растворенные питательные в-ва. Прорастание семени сопровождается сложными химическими превра­щениями веществ, в ходе которых при участии ферментов происходит распад крахмала эндосперма и мобилизация других запасных веществ, идущих на питание молодого проростка.

(С₆Н₁₀О₅)n + n H₂O = ^{ферменты} = n C₆H₁₂O₆

При набухании семян увеличивается тургорное давление в клетках, и семенная кожура лопается. Появля­ется корешок, выступающий наружу и постепенно углубля­ющийся в почву. Питательные вещества семени содержат запас энергии, которая освобождается при их расщеплении и расходуется на развитие проростка. В этом процессе вели­ка роль кислорода как окислителя.

Свободный доступ воздуха обеспечивает процесс интен­сивного дыхания прорас-тающих семян. Сухие семена дышат очень слабо. При набухании и последующем прорас­тании семян дыхание усиливается в сотни раз.

C₆H₁₂O₆ + 6O₂ = ^{ферменты} = 6CO₂ + 6 H₂O + Q (38 АТФ)

В пробирке, наполненной водой, семена набухнут, но не прорастут, а погибнут. Здесь вода вытеснила воздух, необходимый для дыхания. Семена риса прорастают даже под водой при очень малом количестве воздуха, растворенного в ней.

Интенсив­ность дыхания увеличивается при повышении температу­ры окружающей среды (активность ферментов).

Проведем опыт. На дно каждой пробирки нальем немного воды, чтобы семена могли прорасти. Одну пробирку поместим в теплое место, другой — на холод, например в холодильник. Когда семена, помещенные в теплое место, прорастут, сравним их с семенами, выставленными на холод. Мы увидим, что на холоде семена не проросли. Прорастающим семенам, так же как вода и воздух, необходимо тепло. Если семенам достаточно воды и воздуха, но не хватает тепла, они не прорастут и в конце концов погибнут). Тепло активизирует ферменты.

Оптимальная температура для прорастания семян большинства растений 20-30°С (теплолюбивые), мини­мальная колеблется в широких пределах. Например, у кле­вера семена могут наклевываться при температуре +0,5°С, у озимой ржи +2° +4°С (холодостойкие).

Важнейшим условием прорастания семян явля­ются содер-жащиеся в них запасные питательные в-ва. Они обеспе­чивают первоначальное питание зародыша, его способность к увеличе­нию размеров и числа клеток и прорастание в окружающую среду. Если запасных питательных веществ в семени мало, то развитие зародыша растения задержива-ется, поэтому для посева отбирают крупные, полновесные семена.

• Без использования питательных веществ, запасен-ных в семени, заро­дыш растения не способен раз-виться и прорасти.

Значение питательных веществ в прорастании семян легко проверить на сле­дующем опыте. На влажную подстилку из марли или ваты положите три оди­наковых по размеру семени фасоли или гороха. Когда они набухнут, то у од­ного из них острым ножом отрежьте одну семядолю, а другую семядолю оставьте не­тронутой. У второго семени удалите целиком одну семядолю и еще половину у второй семядоли. Третье семя оставьте с целыми обеими семядолями для контроля. Все это накройте мокрой марлей. Через 8-10 дней будет видно, что проросток семе­ни с двумя семядолями оказался более крупным, сильным, чем проросток с одной се­мядолей и половинкой семядоли. Опыт, проведенный с намоченными семенами куку­рузы (или пшеницы) с удалением части эндосперма, покажет такие же результаты, как и при удалении семядолей у фасоли.

Преобладающему числу видов растений для прорастания семян свет не требуется. Наоборот, есть растения (например, чернушка), семена ко­торых прорастают только в темноте.

Влияние света на прорастание семян можно проверить на простейшем опы­те. Надо взять две тарелки и на каждую из них положить фильтровальную бумагу или тряпочку. Смочить их и на каждую поместить для проращивания по 50 семян гороха или редиса. Накрыть влажной тряпочкой. Затем одну тарелку поме­стить в темноту (например, в шкаф), а другую — оставить на свету. Дней через 5-7можно увидеть, что семена, которые содержались в темноте, развились лучше и про­росло их больше, чем на свету.

Агротехника посева семян и выращивания растений. При посеве очень важно учесть глубину заделки семян в почву, кото­рая прежде всего зависит от размеров самих семян.

• Чем крупнее семя, тем глубже его заделывают в почву.

Мелкие семена заделывают в почву не очень глубоко, а некоторые даже сеют по поверхности почвы.

· Семена гороха, фасоли, тыквы крупные, их заглубляютв почву на 4-5 см,

· семена, по размеру средние (например, огурцов, помидоров, редиса, моркови,свеклы, петрушки), — на глубину 2-3 см.

· Мелкие семена мака, репы, салата, сельдерея сеют по поверхности почвы, лишь слегка присыпав сверху слоем почвы не более 1,5-2 мм.

Глубина заделки семян зависит также от каче­ства почвы. В песча-ную почву семена заделывают глубже, чем в плотную глинистую. Глинистая почва более плотная и тяжелая. Уже совсем близко к поверхности в ней мало воздуха, а влаги достаточно и в верхних слоях.

v Строгое соблюдение сроков и правил проведения посевных работ имеет большое значение для повышения урожайности растений.

Плоды — органы защиты и распространения семян, ко­нечный этап развития цветка. В состав плода входят пестик и другие части цветка: разросшееся цветоложе, сросшиеся основания чашелисти­ков, лепестков и тычинок.

Функции плода:

· формирование,

· защита

· распространение семян.

Максимальное число семян в плоде равно числу семязачатков в завязи, но обыч­но меньше, т.к. не все семязачатки достигают зрелости.

Стенки завязи образуют околоплодник. В зависимо­сти от типа околоплодника плоды делят на сухие и сочные, многосемянные и односемянные.

ü Сухие односемянные плоды — семянка, зерновка, орех (подсолнечник, рожь, лещина).

ü Сухие многосемянные плоды — боб, стручок, коробочка (соя, капуста, мак).

ü Сочные односемянные плоды — костянка (вишня, слива, абрикос).

ü Сочные многосемянные плоды — ягода (виноград, то­мат).

Особые виды сочных многосемянных плодов:

Ø яблоко — завязь погружена в ткань цветоложа (ябло­ня, груша, айва);

Ø тыквина — околоплодник твердый, образован из ниж­ней завязи (тыква, огурец, дыня);

Ø померанец — многогнездный плод, образованный из верхней завязи (апельсин, лимон, мандарин).

Плоды, образованные из нескольких цветков, называют­ся соплодиями.

Ø Сложные плоды:

· многоорешек;

· многокостянка;

· земляничина (мякоть земляники — это цветоложе, а настоящие плоды — орешки на поверхности земляничины).

Когда в сухих плодах (боб, стручок, разнообразные ко­робочки) семена созревают, околоплодник должен вскрыть­ся, чтобы дать возможность семенам рассеяться. Коробочки и бобы некоторых растений разбрасывают семена.

Семена, созревающие в сухих многосемянных плодах, имеют хорошо развитую семенную кожуру, которая защи­щает их после того, как они высеялись из плода.

У растений, образующих односемянные сухие плоды (орехи, желуди, зерновки, семянки), рассеиваются сами плоды вместе с семенами. Поэтому односемянные плоды не вскрываются. Их околоплодники разрываются лишь при прорастании семян. Семенная кожура у семени такого плода развита слабо, так как хорошо развит околоплодник.

У сухих плодов развиваются различные прищепки, крючочки, которые цепляются за шерсть животных, одеж­ду человека и так помогают им распространяться. У многих растений плоды разносятся ветром: они легкие, имеют не­большую массу и снабжены летучками (одуванчик). В распространении плодов и семян огромная роль принадлежит человеку. Очень часто человек невольно способствует зане­сению некоторых видов растений в новые районы. Вместе с сеном, соломой, фуражным зерном переносятся семена са­мых разнообразных растений.

Семена сочных многосемянных плодов (ягод) и односе­мянных плодов (костянки) распространяют животные, по­едающие эти плоды. Такие семена должны сохранить спо­собность прорастать, пройдя через пищеварительный тракт животного. Поэтому семена, развивающиеся в яго­дах, обладают хорошей семенной кожурой, а семена костя­нок защищены внутренним каменистым слоем околоплод­ника — косточкой. И только пройдя через пищеварительный тракт животного, косточка истончается и семя способно к прорастанию (калина).