Reproducerea sexuală a angiospermelor. Reproducerea plantelor Semne ale reproducerii sexuale la plantele cu flori

Esența sa este următoarea. După polenizarea plantei, polenul fertil (activ) cade pe stigma pistilului și este menținut acolo datorită mediului vâscos și a componentelor lipicioase speciale. Apoi, celula scufundată începe să crească în interiorul stilului, formând un tub de polen. Pe această cale ajung în ovar doi spermatozoizi cu un set haploid de cromozomi. Odată intrat în ovul, unul dintre ele se contopește cu oul, complet format și gata pentru acest proces. Așa apare un zigot - diploid și ulterior dând naștere unei sămânțe.

Al doilea spermatozoid din interiorul ovulului fuzionează cu celula diploidă situată în centru. Ca rezultat, se formează endospermul. Următoarele procese completează funcțiile de reproducere:

• învelișul semințelor este format din tegumentele ovulului;
• pereții bazei pistilului formează pericarpul;
• Ovulul formează întreaga sămânță ca întreg.

Rezultatul este dezvoltarea semințelor în interiorul fructului.

Metode de polenizare

Există mai multe opțiuni principale prin care polenul ajunge pe stigmat. Deci, să ne uităm la metodele de polenizare a angiospermelor:

1. Autopolenizare - fără participarea străinilor.
2. Cu ajutorul vântului.
3. Datorită insectelor, animalelor, păsărilor.
4. Cu ajutorul apei.
5. Polenizarea artificială - cu ajutorul oamenilor.

Înmulțirea vegetativă

Florile sunt, de asemenea, propagate vegetativ, adică fără participarea proceselor sexuale. Aceste metode sunt foarte diverse. Ideea este să folosiți diferite părți ale lăstarului (rădăcină, frunze, tulpină). Unele dintre cele mai comune opțiuni:

• stratificare;
• Mustață;
• vaccinare;
• rădăcini;
• frunză și pețiol.

Cele mai multe dintre aceste metode sunt folosite de oameni atunci când cultivă legume și fructe.

Semințele de angiosperme

Diferitele plante au structuri diferite care sunt similare, dar forma, compoziția și culoarea se pot schimba. În plus, plantele pot fi anuale sau perene. Anuarele se reproduc numai prin semințe, care se coc, de regulă, până la sfârșitul verii. Astfel, o nouă generație va apărea abia în următorul sezon de vegetație. Semințele de flori anuale sunt adesea folosite de oameni pentru a obține diferite tipuri de plante ornamentale. Acestea din urmă includ aster, eschscholzia, gălbenele, begonii, datura, calendula, gillyflowers, cosmos, miralibis și multe altele.

Fructe înflorite

Floarea și fructele sunt cele mai importante părți ale angiospermelor. Ei sunt cei care permit acestor plante să existe în diferite condiții, să fie adaptate pe scară largă și numeroase.

Fructele plantelor se disting prin marea diversitate a speciilor; considerația, clasificarea și semnificația lor sunt studiate de botanici din întreaga lume; Cele mai comune sunt fructele de pădure, drupele, mărul, dovleacul, rodia, păstăia, fasolea, boabele, pliantul, peștele leu, hesperidium și altele.

Reproducerea și semnificația ei. Metode de reproducere. Capacitatea de a se reproduce sau de a se auto-reproduce este una dintre proprietățile obligatorii și cele mai importante ale organismelor vii. Reproducerea susține existența pe termen lung a speciei și asigură continuitatea între părinți și descendenții acestora pe parcursul mai multor generații. Conduce la creșterea numărului de indivizi ai speciei și contribuie la răspândirea acesteia. La plante, dintre care marea majoritate duc un stil de viață atașat, dispersarea în timpul procesului de reproducere este singura modalitate de a ocupa o zonă mare de habitat.

Există două tipuri de reproducere: asexuata si sexuala. ÎN reproducere asexuată Un singur părinte este implicat și împarte, muguri sau spori. Când reproducere sexuală indivizii unei noi generații apar cu participarea a două organisme - maternă și paternă. Reproducerea asexuată are două forme: vegetativă şi de fapt asexuată. Reproducerea folosind organe vegetative (la plante) și părți ale corpului (la animale) se numește vegetativ. Înmulțirea vegetativă se bazează pe capacitatea organismelor de a reface (regenera) părțile lipsă. Această metodă de reproducere este larg răspândită în natură, dar este cea mai variată la plante, în special la plante cu flori. Când bacteriile unicelulare, algele și protozoarele se divid prin mitoză, se formează două organisme fiice. La algele unicelulare, ciupercile și lichenii, reproducerea se realizează respectiv prin fragmente de filamente, spori și fragmente de tali. Un exemplu de înmulțire vegetativă este înmugurirea, care este caracteristică drojdiei și ciupercilor. Dacă indivizii fiice nu se separă de mamă, se pot forma colonii. În plantele cu flori din natură, din organele vegetative pot apărea noi indivizi: tulpină (cactusi, linge de rață, elodee), frunză (gloxinia), rădăcină (zmeură, agrișă, ciulin de scroafă, păpădie), rizom (iarbă de grâu), rădăcini (căpșuni), etc. De fapt asexuat Reproducerea se caracterizează prin faptul că pentru reproducerea descendenților se formează celule specializate - spori, fiecare dintre care germinează și dă naștere unui nou organism. Sporularea are loc la protozoare, ciuperci, alge, mușchi, mușchi, coada-calului și ferigi. La gimnosperme și angiosperme, sporii nu sunt implicați direct în procesul de reproducere.

Cu orice formă de reproducere asexuată - prin părți ale corpului sau spori, se observă o creștere a numărului de indivizi dintr-o anumită specie fără a crește diversitatea lor genetică: toți indivizii sunt o copie exactă a organismului matern. Această caracteristică este folosită de oameni pentru a obține descendenți omogeni cu caracteristici bune la fructe, ornamentale și alte grupuri de plante.

Înmulțirea vegetativă la angiosperme se împarte în naturale si artificiale. Înmulțirea vegetativă naturală este foarte răspândită. Cel mai adesea apare cu ajutorul rizomilor, bulbilor, cormilor, rădăcinilor și viricilor. Înmulțirea vegetativă artificială realizat cu intervenție umană. LA artificialÎnmulțirea vegetativă a plantelor cu flori se folosește dacă planta nu produce semințe, produce semințe de calitate scăzută sau dacă este necesar să se păstreze puritatea genetică a soiului. Soiurile de plante extrem de decorative obținute prin hibridizare sunt de obicei înmulțite vegetativ, deoarece în timpul înmulțirii semințelor se observă divizarea indivizilor, iar soiul își pierde calitățile.

În condiții naturale și în cultură, plantele se reproduc adesea folosind aceleași organe. Această proprietate a plantelor este utilizată pe scară largă în practica plantelor, silvicultură și, mai ales, horticultură.

Foarte des înmulțirea are loc prin butași. Tăiere- acesta este un segment al oricărui organ vegetativ al unei plante capabil să restaureze organele lipsă. Segmentele de lăstari de 20-30 cm lungime cu una până la trei frunze, în axilele cărora se dezvoltă muguri axilari, se numesc butași de tulpină. În condiții naturale, astfel de butași se pot înmulți cu ușurință salcie, plop, iar în cultură - mușcate, coacăze, trandafir etc.

Butași de rădăcină- secțiuni de rădăcini laterale de 10-20 cm lungime - recoltate toamna și depozitate în nisip, plantate în seră primăvara. Folosit pentru înmulțirea cireșelor, merelor și zmeurii.

Frunza care formează rădăcina este de asemenea folosită ca tăierea frunzelor. Begonia, violeta Uzumbara și gloxinia sunt înmulțite prin butași de frunze.

Când se înmulțesc artificial, butașii sunt separați de plante și înrădăcinați în apă, nisip sau un amestec ușor de pământ. Unele plante prind rădăcini ușor, altele le este greu. Butașii plantelor trebuie acoperiți cu sticlă pentru a crea umiditate crescută a aerului, stropiți periodic și ventilați. Când se înmulțesc cu lame mari de frunze, o parte a lamei de frunze trebuie îndepărtată.

În natură are loc reproducerea vegetativă lăstarii de rădăcină. Așa se reproduc cireșul, aspen, prun, liliac și cireș de pasăre.

Reproducere stratificare De asemenea, este folosit pentru cultivarea coacăzelor, strugurilor, azaleelor ​​și a altor plante. Pentru a face acest lucru, lăstarii de unul sau doi ani ai plantei sunt înclinați într-un șanț special săpat, fixați și acoperiți cu pământ, astfel încât capătul lăstarilor să rămână pe suprafața solului. Înrădăcinarea merge mai bine dacă faci o incizie în scoarță sub mugure. Fluxul de nutrienți către tăieturi stimulează formarea rădăcinilor adventive. Lăstarii înrădăcinați sunt separați de planta mamă și plantați.

Plantele se înmulțesc ușor prin lăstari târâtori speciali - Mustață(capsuni, cinquefoil, tenace).

Înmulțirea vegetativă este răspândită nu numai prin organele tipice sau părțile acestora, ci și prin modificări ale tulpinii - rizomi, bulbi, tuberculi.

Boabele și plantele ornamentale sunt, de asemenea, propagate prin împărțirea tufișului în mai multe părți, fiecare dintre ele fiind plantată într-un loc nou.

O metodă specială de înmulțire vegetativă este grefă. Grefă- despicarea unui mugure sau tăierea unei plante cu tulpina alteia care crește în sol. Butașii sau mugurii se numesc pui, iar planta cu rădăcină se numește portaltoi.

Altoirea unui mugure cu o bucată de lemn se numește înmugurire. În acest caz, o tăietură în formă de T cu o lungime de
2-3 cm, orizontală - nu mai mult de 1 cm Apoi marginile scoarței sunt pliate cu grijă înapoi, iar sub scoarță este introdusă un vizor tăiat cu o bucată de lemn. Vizorul este apăsat strâns pe lemn cu clapete de scoarță. Locul de altoire este legat cu o cârpă de spălat, lăsând mugurele deschis. După fuziune, tulpina portaltoiului de deasupra ochiului este îndepărtată. Înmugurirea se realizează vara și primăvara.

Mai rar folosit copulaţie- altoirea unui butaș de un an cu mai mulți muguri. În acest caz, puiul și portaltoiul ar trebui să aibă aceeași grosime. Ei fac tăieturi oblice identice. Sporul este aplicat pe portaltoi astfel încât țesuturile acestora să coincidă (potrivirea cambiului este deosebit de importantă) și se leagă cu grijă cu o cârpă de spălat. Dacă grosimea puiului și portaltoiului este diferită, altoirea se face în despicatură, în spatele scoarței, în fund etc.

Importanța înmulțirii vegetative.Înmulțirea vegetativă a plantelor este de mare importanță în agricultură. Face posibilă obținerea rapidă a unei cantități mari de material săditor, propagarea plantelor care nu formează semințe și păstrarea caracteristicilor soiului. Deoarece înmulțirea vegetativă implică diviziunea mitotică a celulelor somatice, descendenții primesc același set de cromozomi și păstrează complet caracteristicile plantelor mamă.

Reproducere sexuală diferă semnificativ de asexuat prin aceea că, în acest caz, genotipul urmașilor apare ca urmare a recombinării genelor aparținând ambilor părinți. Acest lucru crește capacitatea organismelor de a se adapta la condițiile de mediu în schimbare. Reproducerea sexuală se caracterizează prin prezența unui proces sexual, una dintre cele mai importante etape ale căruia este fuziunea celulelor germinale, sau gameților, celule haploide specializate acoperite cu o membrană plasmatică. Gameții diferă ca structură și proprietăți fiziologice și sunt împărțiți în masculin (motile - spermatozoizi, imobili - spermatozoizi) și femele (ouă). Spre deosebire de spori, un gamet, cu excepția cazurilor de partenogeneză, nu poate da naștere unui nou individ. Aceasta este precedată de procesul de fuziune a două celule germinale - fertilizarea, care are ca rezultat formarea unui zigot. Ulterior, din zigot se dezvoltă embrionul unui nou organism.

Formarea celulelor germinale în alge, multe ciuperci și plante cu spori superiori are loc prin meioză în organe speciale de reproducere sexuală: ouă - în oogonie sau arhegonie; spermatozoizi și spermatozoizi - în anteridii.

Procesul de fertilizare constă în fuziunea gameților feminini și masculini pentru a forma un zigot. Zigotul are un set dublu de cromozomi. La angiosperme, fertilizarea dublă are loc în interiorul florii.

Floare Este un lăstar scurtat, neramificat, modificat, cu creștere limitată, care servește la formarea sporilor și gameților, la procesul sexual, după care se formează sămânța și fructul.

Florile se formează pe tulpinile principale și laterale și se dezvoltă din muguri aflați în axilele frunzei acoperitoare. Partea tulpină a lăstarului florii se numește peduncul. Are o creștere limitată și un punct de creștere particular extins în sus, numit recipient, din care se extind toate părțile florii. Pe recipient se formează un perianth, format dintr-un caliciu și corolă, precum și florul și pistilurile în sine, care sunt frunze modificate. La unele flori, părțile individuale pot lipsi.

Peduncul- partea de tulpină care poartă floarea, situată între receptacul și bractee. Dacă nu este dezvoltată, atunci floarea se numește sesilă (flori într-o inflorescență de coș). Pedicelul dezvoltă uneori una sau două frunze apicale mici numite bractee.

Priză- aceasta este partea axială extinsă a florii, care este partea sa scurtată a tulpinii. Părțile rămase ale florii se extind din ea. Recipientul poate fi largi (capsuni), plat (bujor), conic (zmeura), concav (cires, prune).

Periant alcătuiesc părțile frunzelor florii, oferind protecție staminelor și pistilurilor. Periantul poate fi simplu sau dublu. Periantul dublu constă dintr-un caliciu și corolă, care variază în culoare și dimensiune. Dacă tegumentul florii este omogen și nu există nicio diferențiere într-un caliciu și corolă, atunci un astfel de perianth se numește simplu. Un perianth simplu cu frunze verzi se numește în formă de caliciu (urzică, cânepă), un perianth simplu viu colorat se numește în formă de corolă (lalea, lacramioare). Florile care nu au periant sunt numite fără acoperire, sau goale (salcie, rogoz).

Orez. 26. Diagrama structurii florii:

1 – portbagajul în secțiune transversală, 2 – portbagajul în secțiune longitudinală,
3 – polen pe stigmat, 4 – stil, 5 – pereții ovarului, 6 – cuib ovar, 7 – sac embrionar, 8 – receptacul, 9 – sepal, 10 – petală corolei, 11 – ovul, 12 – nucleu central, 13 – antipode, 14 – sinergide.

Ceașcă. Frunzele exterioare modificate ale unei flori se numesc sepale - împreună alcătuiesc caliciul. Poate fi dioic (sepalele libere) sau cu frunze topite (sepalele topite); aranjamentul sepalelor poate fi spiralat sau circular. Sepalele pot fi aranjate în două cercuri - apoi nivelul inferior se numește subcup. La majoritatea reprezentanților Asteraceae și Umbelliferae, caliciul este slab dezvoltat sau absent. Funcția caliciului este de a proteja părțile rămase ale florii de influențele adverse (temperatură, umiditate, dăunători).

Tel. Este format din petale dispuse în spirală sau cerc. Petalele sunt de obicei mai mari decât sepale și au culori diferite. Corola poate fi cu petale separate sau petale topite (sepalele sunt topite). Corolele petale sunt variate: ca formă pot fi în formă de țepi (cartof), în formă de clopot (în formă de clopot), în formă de stuf (cicoare), cu două buze (lamelă) etc. Corola poate fi regulată, având cel puțin două planuri de simetrie; neregulat, având un singur plan de simetrie; și asimetric, prin care nu se poate trasa nicio axă de simetrie. Corolele obișnuite au flori de măr, cireș etc., corolele neregulate au flori de inu de broască și de mazăre, iar corolele asimetrice au flori de cana.

Funcția principală a corolei este de a atrage insecte care promovează polenizarea încrucișată și protejează staminele și pistilurile de condiții nefavorabile.

Androceu- o colecție de stamine într-o floare. Numărul lor variază de la unu la câteva sute. Sunt situate pe recipient sau în spirală sau în cerc (într-unul sau două cercuri). În majoritatea florilor, stamina este formată dintr-un filament și o anteră. Cele două jumătăți ale anterei sunt conectate între ele folosind un conector. Anterele pot fi atașate fix de fir, iar la unele plante (cereale) se leagănă. Fiecare anteră conține două perechi de cuiburi de polen în care se dezvoltă polenul. Staminele pot fi fuzionate cu filamente (la leguminoase), antere (la Asteraceae), filamente și antere (la plantele de dovleac). Staminele apar din tuberculii conului de creștere al lăstarului înflorit. Inițial se formează antera, apoi filamentul. Un mănunchi vascular merge de-a lungul filamentului până la țesutul conjunctiv. Diferențierea țesuturilor în anteră are loc după cum urmează. Epiderma se formează din stratul exterior de țesut educațional, iar arhisporiumul iese din stratul interior, dând naștere celulelor mamă ale microsporilor.

Celulele Archisporium se divid în mod repetat prin mitoză și dau naștere la celule mamă de microspori, care se divid prin meioză, iar din fiecare se formează patru microspori haploizi mononucleari, interconectați. Polenul sau boabele de polen se formează din microspori. Granulele de polen au două învelișuri: cea interioară - subțire - intina și cea exterioară - groasă, adesea cutinizată - exină, nucleu și citoplasmă. Exina are zone neîngroșate - pori și zone îngroșate sub formă de tuberculi.

În timpul formării unui granule de polen dintr-un microspor, nucleul și citoplasma se divid prin mitoză (fără citokineză) pentru a forma doi nuclei (celule). Celula mai mare se numește vegetativă (din care se dezvoltă ulterior tubul de polen), cea mai mică se numește generativă. Nucleul celulei generatoare la unele plante este împărțit în cuibul de polen (mai târziu la alte plante) prin mitoză și se formează două celule - spermatozoizi, care sunt celule reproducătoare masculine - implicate în fertilizare. Un microspor germinat similar cu două sau trei celule este un gametofit masculin. Reprezintă boabele de polen sau polenul necesar pentru polenizare. Culoarea polenului este diferită: alb, roșu, galben. Forma - sferică, triunghiulară, eliptică, în formă de tijă etc.

Există unul sau mai multe într-o floare pistiluri, fiecare pistil se dezvoltă din unul sau mai multe carpele. Colecția de carpele se numește gineceu. Pistilul constă de obicei dintr-un stigmat, stil și ovar. O coloană cilindrică subțire se ridică deasupra ovarului, purtând un stigmat la capătul superior (acționând ca un aparat de colectare a polenului). Unele plante nu au un stil, iar apoi stigmatul se așează direct pe ovar, caz în care se numește sesil. Stilul, ridicând stigmatizarea, promovează o mai bună polenizare și trecerea tuburilor de polen în timpul germinării polenului.

Ovar- o porțiune mărită, uneori umflată a pistilului în care se află ovulele.

Există trei tipuri de ovare în flori: superioară, inferioară și semi-inferioară. Ovarul superior este situat liber pe receptacul și este format numai din carpele. Ovarul inferior rezultă din fuziunea bazelor caliciului, corolei și androceului cu ovarul, cu periantul extinzându-se de la vârful ovarului. Ovarul semiinferior este rar. Este fuzionat cu periantul și staminele doar prin partea inferioară, în timp ce partea superioară rămâne liberă. Ovarul poate conține de la unul la câteva mii de ovule. Ovulul, sau megosporangiu, se dezvoltă pe peretele interior al ovarului, este format dintr-un nucel (nucleul ovulului), unul sau două tegumente (tegumente), iar între tegumente rămâne o gaură - pasajul polenului (micropil). Megasporii se formează în ovul. Celula nucelului arhisporial, sau celula mamă, se divide prin meioză pentru a forma o tetradă de megaspori haploizi. Dintre cele patru, doar unul se dezvoltă, iar trei sunt reduse (dispar). Megasporul rămas începe să germineze. Când un megaspor germinează, nucleul său este împărțit succesiv prin mitoză. Cele două nuclee rezultate diverg către poli și se formează o vacuola mare între ei în citoplasmă. Fiecare nucleu se mai divide apoi de două ori, astfel încât la polii sacului embrionar se formează patru nuclei haploizi. De la fiecare pol de patru nuclei, unul se extinde în partea centrală a sacului embrionar. Aici aceste două nuclee se contopesc într-unul diploid, care se numește nucleul secundar sau central al sacului embrionar, are un set diploid de cromozomi și devine celula centrală a sacului embrionar.

Trei nuclei, împreună cu citoplasma de la capătul micropilar, formează aparatul de ou. Una dintre celulele mai îndepărtate de pasajul polenului este oul.
(adică gametul feminin). Celelalte două sunt numite celule accesorii sau sinergide.

Lângă celălalt pol opus există și trei celule, numite antipozi. Astfel, apare un sac embrionar cu șapte nuclee, pregătit pentru procesul de fertilizare (uneori numărul de nuclee poate fi diferit) (Fig. 26).

Flori bisexuale și unisexuale. Dacă o floare are atât stamine, cât și pistil(e), se numește bisexuali. Aproximativ 75% dintre flori sunt bisexuale. Dacă o floare are doar stamine sau doar pistiluri, atunci floarea se numește de același sex. Va fi masculin dacă conține doar stamine și femelă dacă sunt prezente doar pistilele. Florile unisexuate pot fi distribuite diferit pe plante. De exemplu, la cânepă și salcie, unele exemplare au flori masculine, în timp ce altele au flori feminine. Astfel de plante se numesc dioice. Castravetele și porumbul au flori masculine și feminine pe aceeași plantă. Aceste plante sunt numite monoice. Se găsesc și plante poliice. La un individ puteți găsi flori bisexuale și unisexuale. Se numesc poligame (arțar, frasin).

Formula florilor. Structura unei flori poate fi prezentată sub forma unei formule. Pentru a face acest lucru, utilizați semne convenționale pentru a nota formula unei flori. Fiecare cerc de flori este indicat printr-o literă majusculă specifică. Periantul simplu - P (P), caliciul - Ch (K, Ca), corola - B (Co), stamine - T (A), pistil - P (G). Numărul de membri de flori din fiecare cerc este indicat prin numere, iar dacă numărul lor este mai mare de 12, atunci prin semnul infinitului (∞). Absența lor este indicată de - 0. Dacă membrii florii sunt topiți, atunci numerele sunt scrise între paranteze (). Ovarul superior este desemnat printr-o linie orizontală sub numărul de carpele, iar ovarul inferior printr-o linie deasupra numărului de carpele. O corolă neregulată este afișată cu o săgeată (), una corectă este afișată cu un asterisc (*), florile staminate unisexuate sunt marcate cu ♂, florile feminine unisexuate - ♀, florile bisexuale - ♂♀.

Cartofi: * Ca (5) Co (5) A 5 G (2)

Diagrama florii. Florile pot fi reprezentate prin diagrame, care reprezintă o proiecție schematică a florii pe un plan, perpendicular pe axa acesteia, intersectând axa plantei mamă și frunza de acoperire. Pe diagrame, sepalele sunt de obicei descrise ca un bracket cu o chilă pe spate, petalele ca un bracket rotund, staminele ca o secțiune transversală prin anteră și un gineceu ca o secțiune transversală prin ovar. Fuziunea părților unei flori se arată prin legătura lor.

Orez. 27. Floarea și diagrama ei.

Reprezentanți ai lumii plantelor pot fi găsiți peste tot. Algele trăiesc pe fundul mării, iar mușchii trăiesc pe vârfurile munților. O varietate de plante cu flori ocupă spații vaste pe continente și sunt cele mai importante pentru viața și economia populației.

Flora Pământului este bogată și diversă, numărând peste 500 de mii de specii. Angiospermele sunt cel mai numeros și mai dezvoltat grup de plante. Se compune din clase de dicotiledonate și monocotiledonate, subclase de ordine și familii. În total, sunt cunoscute 418 familii, cu aproximativ 199.000 de specii de dicotiledonate; 125 de familii, aproximativ 60.000 de specii de monocotiledone.

Plantele sunt foarte importante pentru viața umană.

Speciile sunt organisme vii cu caracteristici similare. Grupuri de specii care sunt diferite de altele, dar asemănătoare între ele, sunt combinate în genuri.

Trăsături distinctive ale monocotiledonelor: prezența unui cotiledon în semințe, un sistem radicular fibros, nervura arcuită sau paralelă a frunzelor. Structura unei plante cu flori din clasa dicotiledonatelor se distinge prin forma rădăcinii pivotante, venație pinnata sau palmată. Semințele constau din două cotiledoane.

În conformitate cu regulile actuale, fiecare specie are un nume științific, format din două părți: numele genului și al speciei. De exemplu, genul Măr include mai mult de 60 de specii. Patru specii - mere joase, de pădure, chinezești, fructe de pădure - au servit drept material pentru dezvoltarea soiurilor moderne.

Un soi sau soi unește plante cultivate care se deosebesc de altele prin trăsăturile lor caracteristice: formă, culoare, timpul de coacere a recoltei, rezistența la temperaturi scăzute, boli. În timpul reproducerii, se păstrează caracteristicile tipice.

Structura unei plante cu flori, descriere

Organele vegetative ale unei plante cu flori - rădăcină, tulpină și frunze - diferă ca mărime. Diametrul frunzelor de linte de rață ajunge la 5–8 mm. Tulpina eucaliptului uriaș crește la 100 m înălțime.

Organe vegetative și generative

Firele de păr de pe suprafața rădăcinii absorb apa și sărurile dizolvate în ea, care pătrund prin vasele conductoare în partea aeriană. Unele plante stochează substanțe nutritive în organele subterane.

Tulpina conectează toate părțile într-un singur întreg. În vârf se află mugurele apical. Partea tulpinii cu frunze și muguri care a crescut într-un sezon de creștere se numește lăstar. Unele specii stochează nutrienți în rizomi, bulbi și tuberculi. Astfel de lăstari modificați includ lacramioare, ceapă, lalele și cartofi.

Frunza este un organ vegetativ care îndeplinește funcțiile de fotosinteză, schimb de gaze și evaporare a apei. Este alcătuit dintr-un limb de frunze și un pețiol, care este atașat de tulpină. Tepii cactușilor, cârlițele de mazăre, solzii suculenți de ceapă sunt frunze modificate.

O floare este un organ de reproducere a semințelor. Partea expandată sau recipientul servește ca punct de atașare pentru sepale și petale, stamine și pistil. Sepalele verzi formează un caliciu, petalele colorate formează o corolă. Staminele cu antere, pistilurile cu ovare și ovule sunt părțile principale ale unei flori.

Celulele germinale masculine (spermatozoizi) se formează în boabele de polen, care sunt necesare pentru fertilizarea celulelor germinale feminine din ovare. Semințele sunt ovule coapte închise într-un fruct. Aceste organe conțin proteine, zahăr, amidon, grăsimi, apă și minerale.

Cum are loc polenizarea?

Esența acestui proces este transferul polenului de la antere la stigmat. Se face o distincție între autopolenizare și polenizare încrucișată prin vânt, insecte, păsări sau alte animale. Puteți transfera polenul de la stamine la pistil folosind o perie sau o perie. Polenizarea artificială este efectuată de oameni pentru a dezvolta noi soiuri și pentru a crește productivitatea.

De ce se numește fertilizare dublă la plantele cu flori?

În primul rând, boabele de polen germinează și se formează un tub, îndreptat spre ovar. Prin acest canal, doi spermatozoizi pătrund în germenul seminței, unde, după ce polenul ajunge la stigmat, trebuie să aibă loc fertilizarea. O celulă sexuală masculină fuzionează cu oul pentru a forma embrionul unei noi plante. Un alt spermatozoid fuzionează cu nucleul secundar. Se formează endospermul - țesutul nutritiv al semințelor.

Nu numai ovulul este fertilizat, ci și nucleul secundar. Aceasta este o fertilizare dublă la plantele cu flori. Ulterior, din germenul seminal se dezvoltă o sămânță, care conține un embrion și țesut nutritiv. Fructul este format din alte părți ale florii.

Reproducerea plantelor cu flori

Formarea unei plante tinere poate avea loc din celule de frunze, tulpini, rădăcini, lăstari și modificările acesteia. Crinul și iarba de grâu se reproduc prin rizomi; crini, lalele și narcise - bulbi; căpșuni și saxifrage - cu mustață. Ciulinul și păpădia se reproduc din părți ale rădăcinii. Ramurile de salcie și plop prind rădăcini când cad în solul umed. Rădăcinile cresc din frunzele de violetă Uzambara și begonia.

Semințele sau reproducerea sexuală a plantelor cu flori reprezintă formarea unui nou organism din celulele reproducătoare ale unei flori. În floricultura de interior și agricultură, se folosesc semințele și toate metodele de înmulțire vegetativă, inclusiv împărțirea tufișului, rizomilor și tuberculilor.

Înrădăcinați o parte a lăstarului fără a o separa de planta mamă. Așa se reproduc prin stratificare. Butașii sunt tăiați din lăstari, tulpini și rădăcini ale plantei mamă, plantați în nisip umed și acoperiți cu o sticlă transparentă de plastic sau o pungă de plastic. După ceva timp, zonele separate prind rădăcini.

Activitatea de viață a angiospermelor

Celulele vii din organe se hrănesc, respiră și se reproduc. Sistemul radicular și părțile supraterane cresc și apar modificări calitative. Întregul corp crește în dimensiune și se dezvoltă.

Ierburile perene, arbuștii și copacii sunt capabili de reproducere repetată. Partea de deasupra solului moare la sfârșitul sezonului de vegetație sau după ce semințele se maturizează în plante erbacee anuale, bienale și perene. Aceștia din urmă păstrează mugurii de reînnoire pe rizomi, tuberculi și bulbi.

Într-un sezon de creștere, anualele reușesc să înceapă și să finalizeze formarea tuturor organelor dintr-o singură sămânță. În câteva luni parcurg întregul ciclu de viață. Bienale formează o rozetă de frunze în primul an. Anul următor, tulpinile cresc, florile înfloresc, semințele se coc, după care planta moare.

Caracteristicile cultivării

Diferite specii se adaptează la anumiți parametri de mediu. În raport cu lumină, se disting plante iubitoare de umbră, tolerante la umbră și iubitoare de lumină. Există specii rezistente la secetă și iubitoare de umezeală (în raport cu apa). Plantele iubitoare de căldură preferă temperaturile peste 18°C. Speciile rezistente la frig și la îngheț sunt capabile să tolereze o scădere a temperaturii aerului și a solului.

În agricultură și floricultura decorativă predomină soiurile și hibrizii, care se remarcă prin fructe mari, cu bun gust. Astfel de plante trebuie să creeze condiții optime: furnizarea tuturor nutrienților, umiditate suficientă, controlul dăunătorilor și bolilor.

De asemenea, este necesar să se țină cont de faptul că culturile de iarnă germinează din semințe toamna și iernează sub forma unei rozete de frunze. Primăvara, lăstarul începe să crească, înflorirea și fructificarea încep mai devreme decât în ​​anualele de primăvară.

Importanța plantelor în ecosistem

Angiospermele se găsesc în aproape toate zonele naturale: de la tundra rece din nord până la deșerturile tropicale și junglele de lângă ecuator. Ei domină pe uscat printre alte diviziuni ale lumii vegetale și formează baza majorității sistemelor ecologice.

Angiospermele sunt o componentă importantă a biosferei, ele sunt necesare pentru viața animalelor terestre și a oamenilor.

Impact asupra mediului:

• îmbogățirea atmosferei cu oxigen;
• absorbția dioxidului de carbon;
• umiditate crescută a aerului;
• îmbunătățirea structurii solului;
• consolidarea solului;
• atenuarea climei.

Angiospermele au o plasticitate ecologică uimitoare și se pot adapta la diferite habitate. Cu toate acestea, schimbările din mediul natural afectează negativ viața organismelor. Este necesar să se protejeze plantele cu flori - „plămânii verzi”, baza zonelor naturale, decorarea oricărui colț al Pământului.

La plantele cu flori, procesul de fertilizare este precedat de polenizare. Polenizare– transferul polenului din antera staminelor la stigma pistilului. Odată ajuns pe stigma pistilului, boabele de polen începe să germineze. Din celula vegetativă se dezvoltă un tub lung de polen, care crește prin țesuturile stilului până la ovar și ovul. Din celula generatoare se formează doi spermatozoizi. Tubul polenic intră prin canalul polen și nucleul său este distrus. Vârful tubului se rupe și doi spermatozoizi intră în sacul embrionar. În curând, sinergidele și antipozii mor. După aceasta, unul dintre spermatozoizi fecundează ovulul. Ca urmare, se formează un zigot diploid din care se dezvoltă embrionul de semințe. Al doilea spermatozoid fuzionează cu doi nuclei polari pentru a forma o celulă triploidă. Din celula triploidă se dezvoltă țesutul nutritiv, endospermul. Nutrienții săi sunt necesari pentru dezvoltarea embrionului.

Această metodă de fertilizare, în care un spermatozoid se îmbină cu un ovul, a fost descoperită în 1898 de către citologul rus S.G. Navashin.

Datorită fertilizării duble, are loc formarea și dezvoltarea rapidă a endospermului și accelerează formarea ovulului și a semințelor. După fertilizare, ovulul se dezvoltă într-o sămânță. Și ovarul formează fructul.

La angiosperme, organul de reproducere este floarea. Să luăm în considerare procesele care au loc în stamine și pistiluri.

Schema de fertilizare a plantelor cu flori:

1 - stigmatizarea pistilului; 2 - polen încolțit; 3- tub polen;. 4 - ou; 5 - celula centrala; 6 - ovul; 7 - spermatozoizi.

Formarea boabelor de polen are loc în stamine. Stamina este formată dintr-un filament și o anteră. Fiecare anteră este formată în două jumătăți, în care se dezvoltă două camere de polen, microsporangii. Cuiburile conțin celule microsporocide diploide speciale. Fiecare microsporocid suferă meioză și formează patru microspori. În interiorul cuibului de polen, microsporii crește în dimensiune. Nucleul său se împarte mitotic și se formează doi nuclei: vegetativ și generativ. Pe suprafața fostului microspor se formează o înveliș de celuloză durabilă cu pori. Tuburile de polen cresc ulterior prin pori. Ca urmare a acestor procese, fiecare microspor se transformă într-un grăunte de polen (polen) - un gametofit masculin. Un grăunte de polen matur este format din două (vegetative și generative) sau trei (vegetative și două spermatozoizi).

Formarea gametofitului feminin (sac embrionar) are loc în ovul, care este situat în interiorul ovarelor pistilului. Ovulul este un megasporangiu modificat protejat de tegument. În partea de sus există un canal îngust - un pasaj pentru polen. În apropierea pasajului polenului, începe să se dezvolte o celulă diploidă - un megasporocit (macrosporocit). Se împarte prin mitoză și produce patru megaspori haploizi. Trei megaspori sunt în curând distruși, al patrulea, cel mai îndepărtat de intrarea polenului, se dezvoltă într-un sac embrionar. Sacul embrionar crește. Nucleul său se divide de trei ori prin meioză. Ca rezultat, se formează opt nuclee fiice. Sunt situate în patru grupe: unul lângă intrarea polenului, celălalt la polul opus. Apoi, un nucleu se extinde de la fiecare pol la centrul sacului embrionar - aceștia sunt nuclei polari. Ele pot fuziona pentru a forma un nucleu central. La intrarea polenului se află un ovul și două celule sinergice. La polul opus se află celulele antipodale, care participă la livrarea nutrienților către celulele sacului embrionar și apoi dispar. Acest sac embrionar cu opt nuclee este gametofitul feminin matur.

O floare combină procesele de formare a sporilor și semințelor - reproducerea asexuată și sexuală. Fertilizarea este precedată de procesul de formare a gametofitelor masculine și feminine (Fig. 21.10).

Orez. 21.10.

• 1-5 - dezvoltarea sporofitului; 6,7 - dezvoltarea gametofitelor;
• 1 - zigot; 2 - embrion de sămânță; 3 - sporofit; 4 - floare staminată;
• 5- secţiune de pistil cu ovul; 6 - polen (protalul masculin);
• 7 - sac embrionar; 8- nucleul unei celule generative; 9 - nucleul unei celule vegetative; 10- miez central (2p); 11 - ou

Gametofitul feminin se formează în interiorul ovarului pistilului. Într-una dintre celulele diploide ale ovulului (megasporangium), în urma meiozei se formează patru megaspori haploizi. Trei dintre ei mor, iar unul suferă trei diviziuni mitotice, ducând la formarea a opt celule haploide. Așa ia naștere gametofitul feminin, adesea numit sacul embrionar. Un gametofit feminin matur conține un ou haploid, o celulă centrală diploidă (formată prin fuziunea a două celule haploide) și un număr de celule suplimentare.

Gametofitul masculin se formează în anterele staminelor. În microsporangii, celulele mamă spori se divid prin meioză, rezultând patru microspori haploizi din fiecare. Microsporul format are o înveliș și un miez. Nucleul se divide apoi prin mitoză pentru a forma celule generative și vegetative. Celula generatoare se divide în curând din nou prin mitoză și formează două spermatozoizi. Astfel, bobul de polen format conține o celulă vegetativă și doi spermatozoizi și este capabil de fertilizare.

Polenizarea este procesul de transfer al polenului de la stamine la stigmat. Există două tipuri de polenizare. Autopolenizarea poate avea loc în cadrul unei flori bisexuale. De exemplu, la roșii (auto-polenizare facultativă) - florile au atât pistil, cât și stamine. Staminele sunt topite astfel încât, în majoritatea cazurilor, pistilul este fertilizat de propriul său polen. Polenizarea încrucișată are loc atunci când polenul aterizează pe stigma unei alte flori. Polenizarea încrucișată are loc mult mai frecvent în natură și oferă descendenți mai diversi din punct de vedere genetic. Polenul poate fi transportat în principal de vânt și insecte, precum și de apă, păsări etc. Polenizarea artificială este folosită în ameliorarea plantelor. Adaptarea florilor la polenizarea de către insecte a dus la formarea de petale viu colorate, producerea unui lichid zaharat, atragerea prin miros etc. Plantele polenizate de vânt au flori discrete cu periantul slab dezvoltat; Ei produc polen fin uscat în cantități mari. Astfel de plante (mesteacăn, alun, aspen etc.) formează tracturi mari și înfloresc înainte de apariția frunzelor, ceea ce facilitează transferul polenului.

Dubla fertilizare. Odată ajuns pe stigma pistilului, polenul germinează. Din celula vegetativă se formează un tub de polen, care crește spre sacul embrionar. Spermatozoizii călătoresc de-a lungul vârfului tubului polen. În sacul embrionar, tubul polen se rupe. Unul dintre spermatozoizi fuzionează cu ovulul, celălalt fuziona cu celula centrală diploidă. Această metodă de fertilizare a fost descoperită de S. G. Navashin și a fost numită fertilizare dublă. Endospermul triploid (țesut care stochează substanțele nutritive) se dezvoltă din celula centrală fertilizată, iar embrionul se dezvoltă din zigotul diploid. Din ovul se formează o sămânță. Ovarul florii crește și se formează un fruct.

O sămânță este un organ de reproducere și răspândire a plantelor cu semințe. Se dezvoltă din ovul și conține embrionul și îi rezervă nutrienții. Într-o sămânță matură (Fig. 21.11), există un înveliș al seminței, țesut nutrițional (endosperm) și un embrion. Embrionul este format în mare parte din celule meristematice. Este format dintr-o rădăcină germinativă, o tulpină, un cotiledon și un mugure. Rădăcina principală a unei noi plante se formează din rădăcină; mugurele este rudimentul lăstarului principal al plantei. Numărul de cotiledoane este diferit: dicotiledonate - două, monocotiledonate - unul. În timpul germinării supraterane, cotiledonii sunt capabili de fotosinteză, iar în timpul germinării subterane, servesc ca o unitate de depozitare a nutrienților.

Orez. 21.11. Secțiuni de semințe dicotiledonate ( a, c)și monocot (b, d) plante:

1 - endosperm; 2 - strat de semințe; 3 - cotiledoane; 4 - rinichi; 5 - coloana vertebrală

In celulele endospermului se depun boabe de amidon, proteine ​​si picaturi de grasime sub forma unei emulsii. La multe plante dicotiledonate, embrionul în curs de dezvoltare absoarbe întreg endospermul. Nutrienții de depozitare sunt stocați în cotiledoane, care devin cărnoase și umplu întreaga sămânță. La cereale (monocotiledone), dimpotrivă, cotiledoanele sunt mici și nutrienții de rezervă se depun în endosperm, care ocupă cea mai mare parte a semințelor. Învelișul semințelor este format în principal din tegumentul ovulului, înconjoară strâns sămânța și este principalul înveliș de protecție împotriva uscării și a saturației premature a țesutului semințelor cu umiditate. În condiții nefavorabile, semințele pot rămâne latente mult timp. Cu acces la aer, o anumită temperatură și umiditate, semințele absorb apă și încep să germineze. Creșterea embrionului începe de obicei cu umflarea semințelor și străpungerea tegumentului rădăcinii embrionare, apoi cotiledoanele încep să crească și să devină verde. Sistemul lăstarilor plantei se dezvoltă din tulpina embrionară. Lumina este un factor necesar pentru germinarea semințelor multor plante.

Fructul, organul reproducător al angiospermelor, este o floare modificată după fertilizare, adaptată să protejeze și să distribuie semințele. ÎN Compoziția fructului include pistilul și alte părți ale florii. Când fructul se formează din ovar, pereții acestuia cresc și se formează pericarp. ÎNÎn funcție de cantitatea de apă din pericarp, fructele se împart în uscatȘi suculent, iar după numărul de semințe – cu cu o singură sămânțăȘi cu mai multe sămânță(Tabelul 21.1). După origine se disting simplu, complex fructe si infructescenta. Un fruct simplu (drupă, cariopsis, fasole) se dezvoltă dintr-o floare cu un pistil, un fruct complex (mur, zmeură) - dintr-o floare cu mai multe pistiluri, fructe (ananas, dud) - dintr-o inflorescență cu flori topite.

Tabelul 21.1

Tipuri de fructe

În procesul de evoluție, plantele au dezvoltat diverse adaptări care asigură dispersarea semințelor. Factorii de răspândire a semințelor și fructelor sunt curenții de aer, apa, animalele, oamenii, precum și unele caracteristici ale fructului care asigură răspândirea semințelor. La multe plante, fructele se deschid atunci când sunt coapte, aruncând semințele cu o împingere puternică. Unele plante au semințe atât de mici și ușoare încât sunt suspendate în aer și purtate de vânt pe distanțe considerabile. Semințele și fructele plantelor acvatice au diverse excrescențe umplute cu aer. Ele pot suporta șederi lungi în apă fără a face rău. Cu ajutorul animalelor și al omului se răspândesc fructe și semințe tenace și lipicioase, precum și cele cu un pericarp cărnos, suculent. Fructele care conțin spini, cârlige și peri se agață de blana animalelor, pene de păsări și îmbrăcămintea umană, se smulg ușor de pe plantă și sunt transportate pe distanțe lungi. Pericarpul cărnos și suculent este un dispozitiv de împrăștiere a semințelor de către animalele și păsările care mănâncă fructele. Semințele nedigerate sunt expulzate în fecale.