Лекція 7. Квіти, суцвіття

Квітка. Квітка - це видозмінена, укорочена, обмежена в зростанні, нерозгалужена втеча, призначена для утворення спор, гамет і статевого процесу, що завершується утворенням насіння і плоду. Таким чином, квітка є органом безстатевого та статевого розмноження покритонасінних рослин. Не плутати зі статевими органами, гаметангії, вони у квіткових рослин відсутні.

Морфологія квітки. Оскільки квітка – це видозмінена втеча, у неї розрізняють частини, що мають стеблове та листове походження. Квітконіжка та квітколожа мають стеблове походження, чашечка та віночок – видозмінене листя, тичинки – мікроспорофіли, так як на цих видозмінах листа утворюються мікроспорангії, маточка утворена одним або декількома. мегаспорофілами (плодолистками), там відбувається утворення мегаспорангіїв.

У квітки розрізняють квітконіжку, квітколожу, оцвітину, утворену чашкою з чашолистків і пелюстками віночка, тичинки та один або кілька маточок (рис. ). У деяких квіток окремі частини можуть бути відсутніми.

Квітки можуть мати різну симетрію, яка визначається, головним чином, віночком (рис.). Залежно від типу симетрії розрізняють правильні квітки - Квітки, через які можна провести кілька площин симетрії (капуста, лілія). Квітки, через які можна провести одну площину симетрії, називаються неправильні (горох, айстра), квітки, що не мають жодної площини симетрії– асиметричні квітки (валеріана, канна).

Якщо квітки має і тичинки, і маточки, їх називають обох статейїх понад 70% (вишня, горох). Одностатеві квітки можуть бути пестичними (жіночими), мають тільки маточки або тичинковими (чоловічі), мають тільки тичинки.

Залежно від знаходження одностатевих квіток на рослинах розрізняють однодомні рослини – рослини, у яких на тих самих примірниках розташовуються і жіночі, і чоловічі квітки (огірок, кукурудза, дуб) або дводомні рослини - рослини, у яких на одних екземплярах розташовуються жіночі, а на інших - чоловічі квітки (кропива дводомна, коноплі, обліпиха).

Будова квітки. Квітконіжка – це міжвузля під квіткою. Квітки, позбавлені квітконіжки, називаються сидячими (квітки в суцвітті кошик у соняшнику, айстри, кульбаби). Квітколожа – укорочена стеблова частина квітки. На ній розташовуються всі інші частини квітки. Форма квітколожа може бути різною: плоскою, опуклою, увігнутою у формі чаші, утворюючи при цьому особливу структуру. гіпантій.

Оцвітина виконує функцію захисту основних частин квітки - маточок і тичинок, функцію залучення запилювачів. Проста оцвітина не диференційований на чашечку та віночок, утворений сукупністю однорідних листочків, що мають однакові розміри та забарвлення. Якщо він утворений яскраво забарвленими листочками (тюльпан, лілія) – це віночкоподібний оцвітина, якщо утворений зеленими листочками (кропива, коноплі) це філіжанковий оцвітина.

Подвійна оцвітина диференційований на чашку і віночок, що відрізняються один від одного розмірами та забарвленням (картопля, горох). Зустрічаються звані голі квітки – квітки, позбавлені оцвітини (верба, тополя).

Чашечка - Зовнішня частина подвійної оцвітини. Чашечка утворена сукупністю чашолистків. Зазвичай чашолистки мають невеликі розміри та зелене забарвлення. Вони схожі зі звичайним листям, але влаштовані простіше. Зазвичай чашечка утворена одним колом чашолистків. Розрізняють роздільнолисту чашечку, утворену вільними, незрослими чашолистками (капуста, жовтець). Чашечка, утворена частково або повністю зрощеними чашолистками (картопля, тютюн, горох) називається зростнолистої. Головна функція – захист внутрішніх частин квітки до розкриття бутону.

Віночок - Внутрішня, зазвичай забарвлена ​​частина подвійної оцвітини. Являє собою сукупність пелюсток, що часто мають яскраве забарвлення. Пелюстки можуть бути більш менш однаковими (лютик, яблуня), або відрізнятися розмірами і формою (фіалка, горох). У результаті віночок може бути правильним, неправильним чи асиметричним.

Віночок, як і чашечка, може бути роздільно пелюстним і зрістно-пелюстним. Роздільна пелюстковий віночок складається з вільних пелюсток, що незросли. Сростнолепестный віночок складається з пелюсток, що зрослися в тій чи іншій мірі. Головна функція віночка – залучення запилювачів. У деяких рослин віночок захищає головні частини квітки від несприятливих впливів.

Андроцей (будинок для чоловіків) - це сукупність тичинок (мікроспорофілів) однієї квітки.Кількість тичинок у квітці – від однієї (орхідні) до кількох сотень (деякі кактуси). У більшості рослин тичинка складається з тичинкової нитки та пильовика (рис. 43).

Тичинкова нитка - нижня, як правило, звужена стерильна частина тичинки. Пильовик - верхня розширена частина тичинки, складається з двох половинок, з'єднаних зв'язком. Кожна половинка має два пилкових гнізда, або пилкових мішка (мікроспорангія), в яких відбувається утворення мікроспор, а згодом порошок.

Гінецей (будинок для жінок) - Сукупність плодолистків в квітці, що утворюють один або кілька маточок. Товкач – закрите вмістище для сім'язачатків (насінин, або мегаспорангіїв), утворене в результаті змикання або зрощення країв плодолистка або плодолистків (рис. 45).

У маточці розрізняють зав'язь, стовпчик і рильце. Зав'язь - Найбільш важлива частина маточка (замкнена, нижня, порожня), що несе і захищає сім'язачатки. Зав'язь називають верхньою, якщо маточка повністю розташовується на квітколожі (мак, чистотіл, гвоздика). Якщо маточка вільна, але її оточує гіпантій з квітколожа, це верхня зав'язь, оточена гипантием. Зав'язь може бути приблизно до половини розташована в квітколожі (жимолість, бузина, ломикаменя), це напівнижня зав'язь, якщо зав'язь повністю розташована в квітколожі, з квітколожа виступає стовпчик з рильцем (яблуня, груша, огірок), то це нижня зав'язь.

У зав'язі може розташовуватись від одного (пшениця, вишня) до декількох тисяч (мак) сім'язачатків. Стінки зав'язі виконує функцію захисту сім'язачатків від несприятливих факторів середовища (висихання, коливання температур, поїдання комахами тощо).Стовпчик - середня більш-менш подовжена стерильна частина маточка, що відходить зазвичай від верхівки зав'язі. Він з'єднує зав'язь та рильце. В одних рослин стовпчик відсутній (мак, пшениця), в інших – сягає значної довжини (лілія). Рильце - верхня розширена частина маточка. Призначено для сприйняття пилку. За відсутності стовпчика рильце називають сидячим.

Сім'язачаток - багатоклітинне утворення насіннєвих рослин, з якого розвивається насіння (рис. 47). Місце виникнення або прикріплення сім'язачатку до плодолистку називається плацентою.

Сформований сім'язачаток складається з нуцеллусу (ядра) – центральної частини, що є мегаспорангієм, двох покривів – інтегументів, які при змиканні утворюють вузький канал мікропиле, або пилокхід, через який пилкова трубка проникає до зародкового мішка. За допомогою сім'яніжки сім'язачаток прикріплюється до плаценти. Місце прикріплення сім'язачатка до сім'яножки називають рубчиком. Протилежну мікропилу частина сім'язачатку, де зливаються нуцеллус та інтегументи, називають халазою.

У сім'язачатках відбувається освіта мегаспор - мегаспорогенез. Потім із кожної суперечки формується «квіткова жінка», жіночий гаметофіт, в якому відбувається утворення жіночої гамети яйцеклітини мегагаметогенез, та процес запліднення. Після запліднення (рідше без нього) із сім'язачатку формується насіння.

Квітки деяких рослин мають спеціальні залозки, що виділяють нектар. нектарники. Вони мають різне походження та розвиваються на пелюстках, тичинкових нитках, стінках зав'язі, квітколожі. Нектар - цукриста поживна рідина, що приваблює тварин-запилювачів.

Формула та діаграма квітки. Зручною короткою формою характеристики квітки є її формула та діаграма. Формула квітки. Умовні позначення, які використовуються при складанні формули квітки: чашка (Calyx) – Са; віночок (Corolla) – З; простий оцвітина (Perigonium) – Р; андроцей (Androceum) – (А); гинецей (Gynoeceum) – G; тичинкова квітка – ♂, маточкова квітка – ♀, актиноморфна (правильна) квітка – *; зигоморфна квітка - ↑. Число елементів квітки позначають цифрами, частини частини квітки, що зрослися, укладають у дужки. Якщо частини квітки розташовані кількома колами, то позначають кількість елементів у кожному колі. Риса під цифрами свідчить, що зав'язь верхня, над цифрами – нижня. Наприклад: *Са₂₊₂З₄А₂₊₄G₍₂₎ - Квітка актиноморфна, чашка з чотирьох чашолистків, розташованих у два кола, віночок з 4 пелюсток, тичинок 6, дві у зовнішньому і чотири у внутрішньому колі, маточка з двох зрощених плодолистиків, зав'язь верхня.

Діаграма – схематична проекція поперечного зрізу квітки на площину, перпендикулярну квітці і проходить також через лист, що криє, і вісь квітки. У зрощення між собою окремих частин квітки знаки, що позначають їх на діаграмі, з'єднують дугами або прямими лініями.

Мікроспорогенез та мікрогаметогенез. Мікроспорогенез – процес утворення мікроспор у мікроспорангіях (гніздах пильовика) (рис. 44). Мікроспори формуються з материнських клітин мікроспороцитів, що мають диплоїдний набір хромосом. В результаті редукційного поділу (мейозу) кожна материнська клітина утворює чотири гаплоїдні мікроспори (зошити). Ця стадія дуже короткочасна. Мікроспори швидко відокремлюються один від одного. Сформована мікроспора є тонкостінною клітиною з одним гаплоїдним ядром.

Мікрогаметогенез – процес утворення чоловічого гаметофіту із мікроспори. Ядро мікроспори мітотично ділиться, що призводить до виникнення двох клітин генеративної і вегетативною (або "клітини пилкової трубки") - великої клітини, що згодом бере участь в утворенні пилкової трубки. Формується оболонка пилкового зерна, що складається з двох головних шарів: інтини – внутрішньої, тонкої та екзини - Зовнішній, товстої. У більшості пилкових зерен оболонка пилкового зерна має витончені місця або навіть наскрізний отвір в екзині, що служать для виходу пилкової трубки. Згодом генеративна клітина мітотично ділиться, у результаті утворюються дві чоловічі гамети, позбавлені джгутиків – спермії. Так формується "квітковий чоловік", чоловічий гаметофіт, що складається з трьох клітин, дві з яких статеві.

Мегаспорогенез та мегагаметогенез.

Мегаспорогенез – процес формування мегаспор.Він відбувається в мегаспорангії – нуцеллусі сім'язачатка. В області мікропиле починає розростатися одна з клітин нуцеллусу - мегаспороцит, або материнська клітина мегаспор.

Мегаспороцит має диплоїдний набір хромосом. У більшості покритонасінних з неї шляхом мейозу формується 4 гаплоїдні мегаспори. З чотирьох мегаспор три відмирають, а решта дасть початок жіночому гаметофіту.

Формування жіночого гаметофіту починається з того, що мегаспора розростається та відсуває тканину нуцеллусу до інтегументів. Ядро мегаспори піддається триразовому мітотичному поділу. В результаті першого поділу утворюються два ядра, які розходяться до полюсів клітини, що розрослася. Кожна з цих ядер ще двічі ділиться, і в кожного полюса утворюється по 4 ядра (8-ядерна стадія розвитку зародкового мішка). З кожного полюса до центру мішка зародкового відходить по одному ядру, які називаються полярними. ядра, Що Залишилися, відокремлюються, у них формуються клітинні оболонки.

На мікропілярному полюсі дві поруч розташовані допоміжні клітини називаються синергідами, третя клітина відрізняється великими розмірами і перетворюється на яйцеклітину.

На протилежному, халазальному полюсі утворюється група трьох клітин, званих антиподами. Два полярні ядра в центрі зародкового мішка зливаються, утворюючи диплоїдне вторинне ядро ​​зародкового мішка. Таким чином, сформований жіночий гаметофіт включає 6 гаплоїдних клітин (яйцеклітина, 2 клітини-синергіди та 3 клітини-антиподи) та диплоїдне вторинне ядро. Жіночий гаметофіт зовні нагадує мішечок, у якому після запліднення розвивається зародок. Тому він і названий зародковим мішком.

Запилення. Запилення – це перенесення пилку з тичинок на рильці маточка. Розрізняють природне запилення – запилення, що відбувається у природі та штучне запилення – запилення, яке здійснюється людиною.

Природне запилення буває двох видів: самозапилення та перехресне запилення. Самозапилення або автогамія - Запилення, при якому пилок з тичинок переноситься на рильце маточки тієї ж квітки. Воно відбувається тільки у рослин з двостатевими квітками. Самозапилення відбувається у багатьох культурних рослин (рис, горох, помідор). Найчастіше воно відбувається в квітках, що ще не розкрилися. Самозапилення зустрічається рідше, ніж перехресне. Лише в небагатьох рослин відбувається суворе самозапилення (горох), у більшості рослин, що самозапиляються, хоча б невеликий відсоток рослин здатний до перехресного запилення. При самозапиленні відбувається стабілізація видових ознак. Однак самозапилення може призвести і до виродження виду внаслідок виникнення явища депресії.

Перехресне запилення, або аллогамія - Запилення, при якому пилок з пильника тичинки однієї квітки переноситься на приймочку маточка іншого. Даний спосіб запилення характерний для більшості (90%) покритонасінних рослин.

Розрізняють дві форми перехресного запилення: Сусідне запилення – запилення, що відбувається в межах однієї рослини, тобто пилок з однієї квітки потрапляє на маточка іншої квітки, що знаходиться на тій же рослині. З генетичної точки зору ця форма перехресного запилення рівноцінна самозапиленню.

Власне перехресне запилення - запилення, при якому пилок тичинки квітки однієї особини переноситься на рильці маточки квітки іншої особини. Перехресне запилення може бути пов'язане як з абіотичними факторами: анемофілія - Запилення за допомогою вітру, гідрофілія - Запилення за допомогою води, так і з біотичними: ентомофілія - Запилення комахами, орнітофілія - Запилення птахами.

Найчастіше запилення відбувається за допомогою вітру та комах. Вітрозапильні рослини (жито, кукурудза, хміль, тополя, береза, осика) мають, як правило, дрібні, непоказні квітки (оцвітина може бути взагалі редукований), позбавлені в більшості випадків запаху і нектару, утворюють багатоквіткові суцвіття. Тичинки та приймочки маточок виступають за межі оцвітини. Часто приймочки маточок пухнасті. Пилок дрібний, легкий, гладкий, утворюється у величезних кількостях. Такі рослини, як правило, виростають на відкритих просторах чи групами. Дерева та чагарники часто цвітуть до розгортання листя.

У комахозапильних рослин (бузок, липа, біла акація) квітки яскраво забарвлені. Поодинокі квітки великі, дрібні зібрані в добре помітні суцвіття. Вони виділяють нектар та мають запах. Пилок зазвичай великий з шорсткою поверхнею, часто липкий.

Штучне запилення використовується людиною підвищення врожайності рослин чи виведення нових сортів.

Запліднення, утворення плодів та насіння. Потрапивши на рильце маточка, під впливом речовин, що виділяються маточкою, пилок починає проростати. Вона набухає, і її вміст, одягнений інтиною, починає випинатися через пори екзини.У результаті утворюється пилкова трубка, що впроваджується в тканину приймочка. дає початок двом сперміям, а в інших - в процесі проростання.

Один із сперміїв зливається з яйцеклітиною, утворюючи диплоїдну зиготу, з якої розвивається зародок насіння, а другий – з центральним ядром зародкового мішка, утворюючи триплоїдне ядро, з якого формується ендосперм (поживна тканина) – частина насіння, що накопичується. процес отримав назву Подвійне запліднення. Синергіди та антиподи дегенерують.

Таким чином, після подвійного запліднення із зиготи формується зародок насіння, з центрального ядра зародкового мішка – ендосперм, з інтегументів – насіннєва шкірка, з усього сім'язачатка – насіння, а зі стінок зав'язі – навколоплідник.

СуцвіттяКвітки на пагонах дуже рідко розташовуються поодиноко (мак, тюльпан) У більшості рослин вони утворюють групи - суцвіття (морква, пшениця, бузок).Розмір суцвіть у різних рослин коливається від 2-3 мм до 12-14 м (пальми роду Каламус).

Прості суцвіття. Будь-яке суцвіття має головну вісь (вісь суцвіття) і бічні осі, які можуть бути розгалуженими і нерозгалуженими. Головну вісь називають віссю першого порядку, бічні осі – осями другого, третього тощо. порядків. Кінцеві відгалуження осей (квітоніжки) несуть квіти. Залежно від ступеня розгалуження суцвіття ділять на прості та складні.

Суцвіття, що має тільки головну вісь, на якій розташовуються квітки на квітконіжках або сидячі, називається простим (рис. 49).

Пензель - Суцвіття, у якого головна вісь подовжена, а квітки розташовуються на добре виражених квітконіжках більш-менш однакової довжини (конвалія, черемха). Це основний варіант найпростіших суцвіть.

Щиток – суцвіття, у якого на головній осі розташовуються квітконіжки різної довжини, причому нижні значно довші за верхні, і всі квітки розташовуються в одній площині (груша, глід, калина).

Колос – суцвіття з добре вираженою головною віссю та сидячими квітками (подорожник, зозулинець, ослинник).

Початок – суцвіття з добре вираженою товстою м'ясистою головною віссю та сидячими квітками (білокрильник, аїр).

Парасолька - Суцвіття з укороченою головною віссю і квітками на квітконіжках однакової довжини (цибуля, чистотіл, примула).

Головка - Суцвіття з укороченою булавовидно розширеною головною віссю і сидячими або майже сидячими (квітоніжки дуже короткі) квітками (конюшина, люцерна).

Кошик - Суцвіття з укороченою блюдцеподібно розширеною або конусоподібною головною віссю, на якій розташовуються щільно зімкнуті сидячі квітки (соняшник, айстра, кульбаба). Таку головну вісь називають ложем суцвіття.Знизу і з боків ложе суцвіття оточене обгорткою

Складні суцвіття. Складними називають суцвіття, у яких, крім головної, є і бічні осі, що несуть квітки (рис. 50). Можна казати, що у складних суцвіттях на головній осі розташовуються не квіти, а прості (елементарні) суцвіття. У складному суцвітті квіток, що розташовані на головній осі, немає.

Складна кисть - Суцвіття, у якого на головній осі розташовуються суцвіття прості кисті.

Складний колос - Суцвіття, у якого на головній осі розташовуються суцвіття простий колос (пшениця, жито, ячмінь).

Складна парасолька - Суцвіття, у якого на укороченій головній осі розташовуються суцвіття простий парасолька (кріп, морква, петрушка).

Волотко - Суцвіття, що має велику кількість бічних осей, причому нижні осі гілкуються і розвинені сильніше верхніх (мятлик, гортензія волоті, бузок). Через особливості розгалуження волоті має пірамідальну форму.

Біологічне значення суцвіть полягає у підвищенні ймовірності запилення.

Ключові терміни та поняття

1. Квітка. 2. Двостатеві та одностатеві квітки. 3. Однодомні та дводомні рослини. 4. Оцвітина подвійний і простий. 5. Андроцей та гінецей. 6. Мікроспорангії та мегаспорангій. 7. Мікроспороцити та мікроспори. 8. Мегаспороцит та мегаспори. 9. Чоловічий гаметофіт. 10. Жіночий гаметофіт. 11. Інтегументи, мікропил. 12. Синергіди та антиподи. 13. Автогамія та аллогамія. 14. Подвійне запліднення квіткових.

Основні питання для повторення

1. Будова квітки з подвійною і з простою оцвітиною.
2. Які рослини називаються однодомними, наведіть три приклади.
3. Які рослини називаються дводомними, наведіть три приклади.
4. Будова сім'язачатка.
5. Формула та діаграма квітки.
6. Мікроспорогенез та мікрогаметогенез.
7. Мегаспорогенез та мегагаметогенез.
8. Що утворюється із заплідненої яйцеклітини? Центральної клітини? Інтегументів? Стінок зав'язі?
9. Назвіть сім видів простих, три види складних суцвіть.
10. Що характерно для ветроопыляемых рослин?
11. Що характерно для комахозапильних рослин?

Автор: Піменов Анатолій Валентинович.
(Вчитель біології МОУ "Фізико-технічний ліцей №1", м. Саратов)

У чому полягає біологічне значення суцвіть?

Біологічне значення суцвіть полягає в наступному:

• Рослини, які мають суцвіття, зібрані з дрібних квіток, краще помітні для комах, ніж дрібні квіти.
• Якщо одиночна квітка не запиляться, то рослина залишиться без потомства. Для суцвіть характерне послідовне розпускання квіток. Така розтягнутість цвітіння підвищує ймовірність запилення квіток. Якщо кілька квіток не піддалися запиленню, інші обов'язково запилятися.
• Також для рослин із суцвіттями характерна велика екологічна пристосованість, оскільки для них пізні або ранні заморозки не такі небезпечні.
• І ще одне біологічне значення: формування маленьких квіток у суцвітті, та був і насіння, рослина витрачає менше пластичних речовин, ніж формування однієї великої квітки.

Біологічні значення суцвіть

На уроці біології вас можуть запитати: у чому полягає біологічна роль та значення суцвіть для рослин? Що можна відповісти на це запитання.

Відповідь: суцвіття потрібні для того, щоб залучити комах.Це своє чергу підвищує ймовірність їх запилення, отже збільшує шанси збереження виду.

Якщо рослина відноситься до вітрозапилюваного виду, то у нього суцвіття будуть виробляти більше пилку, оскільки це необхідно для того, щоб якась з усіх частинок досягла іншої рослини.