Разнообразие надземных видоизмененных побегов, их использование.

Различного типа метаморфизированные побеги имеют растения-суккуленты, накапливающие в паренхимных тканях стебля или листьев значительные количества воды и растворенных в ней веществ (алоэ).

Кочан, образующийся у многих сортов культурной капусты, – это метаморфизированная гигантская почка, окруженная многочисленными мясистыми листьями, почти лишенными хлоропластов.

Колючки нередко имеют стеблевое происхождение. У дикой яблони, дикой груши в колючки превращены укороченные побеги.

Побеги ряда растений несут шипы (виды шиповников). Шипы отличаются от колючек меньшими размерами.

Виды иглицы несут уплощенные листоподобные пазушные побеги –филлокладии, внешне аналогичные листьям.

Кладодии – уплощенные стебли, длительно сохраняющие рост.

Уплощенные черешки листьев, напоминающие листовую пластинку, получили название филлодиев (акации).

Для многих растений характерны разнообразные усики. Они могут быть листового (у многих тыквенных) и побегового происхождения (виноград, пассифлора). У гороха в усики превращается верхняя часть перистосложньх листьев. У винограда в усики превращается соцветия.

Разнообразно устроенные ловчие аппараты насекомоядных растений – также метаморфозы листового происхождения.

29.Репродуктивные органы растений. Цветок, особенности морфологического строения. Внутреннее строение тычинки, развитие мужского гаметофита. Внешнее и внутреннее строение пестика. Семяпочка и ее строение. Развитие женского гаметофита.

Цветок это сильно видоизмённый побег, в котором происходят процессы спорогенеза и гаметогенеза. Однако споры никогда не попадают в окружающую среду, а на спорофите дают начало гаметофитам, в которых образуются гаметы.

По месторасположению цветок бывает верхушечным или бо­ковым, т.е. выходящими из пазухи прицветного листа (прицвет­ника). Цветок состоит из стеблевой части (цветоножка, цветоло­же), листовой части (чашелистики, лепестки) и генеративной части (тычинки, пестики). Цветок прикрепляется к стеблю по­средством цветоножки. Если цветоножка укорочена или отсутству­ет, то цветок называется сидячим. Верхняя расширенная часть цве­тоножки, к которой прикрепляются все части цветка, называется цветоложем. Цветоложе имеет различную форму – плоское (пион), выпуклое (лютик) и вог­нутое (миндаль).

Одни части цветка считаются стерильными – чашелистики, лепестки, а другие фертильными – пестики и тычинки. Сте­рильные части выполняют защитную функцию и иногда могут частично или полностью отсутствовать, а фертильные – функцию размножения.

Цветок, содержащий тычинки и пестики, называют обоеполым. Однако цветки мо­гут быть однополыми, содержащими или только тычинки, или только пестик.

Части цветка могут располагаться по-разному:

спиральный тип – все части цветка располагаются по спирали

циклический тип – один или несколько кругов чашелистиков, 1 или несколько кругов лепестков, один или несколько кругов тычинок, один круг гинецея

гемициклический тип – чашелистики и лепестки расположены по окружности, а тычинки и пестики по спирали.

Околоцветник – это бесплодные части цветка, которые защищают андроцей и гинецей, привлекают опылителей, а иногда способны к фотосинтезу. Иногда околоцветник частично или полностью редуцирован.

Простой околоцветник не подразделяется на чашечку и венчик, все части простого околоцветника называются листочками. Такой околоцветник состоит из одинаково окрашенных листиков, причём листики могут быть не только зелёными. Если листики зелёного цвета, то простой около­цветник называется чашечковидным (клён, конопля), если листики окрашены в другой цвет – венчиковидным (тюльпан, лилия). Простой околоцветник может быть раздельнолистным (ветреница, лук) и сростнолистным (ландыш, купена).

Двойной околоцветник состоит из чашечки и венчика, при этом чашелистики чаще имеют зелёную окраску, а лепестки венчика – самую разнообразную (роза, черёмуха, мак,).

Главная функция чашечки связана с защитой цветка. Чашечка может быть раздельнолистной (яблоня, вишня) и сростнолистной (картофель, горох). Венчик образован лепестками. В отдельных случаях (у ветроопыляемых растений) венчик полностью редуцирован, и тогда его функции обычно переходят к чашечке.

Венчик содействует опылению цветка, привлекая насекомых-опылителей.

Венчик может быть раздельнолепестковым (лютик, земляника) и сростнолепестковым (петуния, вьюнок).

Типы симметрии цветков:

1. актиноморфные (правильные) цветки – через цветок можно провести много осей симметрии (лютик, земляника, картофель, яблоня, тюльпан, ландыш)

2.  двусторонне симметричные (димерные) – через цветок можно провести две оси симметрии (семейство крестоцветные: горчица, сурепка, пастушья сумка)

3. зигоморфные (неправильные) – через цветок можно провести только одну ось симметрии (горох, боб, люпин, шалфей, яснотка). К зигоморфным цветкам относятся также язычковые и воронковидные цветки сложноцветных, цветки почти всех орхидных, цветки растений семейства губоцветные.

4. ассиметричные цветки – через цветок нельзя провести ни одной оси симметрии (валериана, канны, каштан)

Андроцей представляет собой совокупность тычинок, в которых происходит микроспорогенез, микрогаметогенез и формирование мужских гамет.

Тычинки могут быть свободными либо срастаются.

Каждая тычинка состоит из тычиночной нити и расширенной части – пыльника. Пыльник имеет две половинки, соединенные друг с другом связником, являющимся продолжением тычиночной нити. Каждая половинка пыльника несет два гнезда – микроспорангия. Гнёзда пыльников называют пыльцевыми мешками.  

Гнезда молодого пыльника заполнены огромным количеством диплоидных клеток, называемых микроспоцитами. Каждый микроспороцит делится мейозом, образуя 4 гаплоидные микроспоры. Здесь же внутри пыльцевого гнезда каждая микроспора превращается в пылинку, или пыльцевое зерно. Для этогогаплоидная микроспора делится митотически, образуя более крупную вегетативную клетку и маленькую генеративную клетку. Генератив­ная клетка делится ещё раз митотически на две мужские гаметы – спермии.

Пылинка покрыта двумя оболочками: наружной (экзиной) и внутренней (интиной). Наружная оболочка толстая, пористая, часто с шероховатой поверхностью. Внутренняя оболочка тонкая, из неё впоследствии будет формироваться зародышевая трубка.

Пылинка – это сильно редуцированный мужской гаметофит, состоящий из вегетативной клетки и двух спермиев.

Созревший пыльник вскрывается разнообразно: продольными трещинами, дырочками, клапанами и др. При этом пыльца высыпается.

Гинецей представляет собой совокупность плодолистиков, в которых происходит мегаспорогенез, мегагаметофитогенез и образование женских половых клеток. Здесь же после оплодотворения развиваются семена и плоды. Пестик, образовавшийся из одного плодолистика, называют простым, из двух и более сросшихся плодолистиков – сложным.

Пестик в своём составе имеет рыльце (улавливание пыльцы), столбик (длинный или короткий) и завязь, внутри которой располагаются семяпочки.

Рыльце пестика – уникальная и характерная только для цветковых растений структура, покрытая липкой жидкостью, предназначенная для восприятия пыльцы. Столбики часто неразвиты.

Завязь, выполняет функцию влажной камеры, предохраняющей семязачатки от высыхания.

По расположению завязи относительно околоцветника различают верхнюю, нижнюю и полунижнюю завязь.

Верхняя – завязь располагается на цветоложе выше частей околоцветника (малина, мак- самосейка, бобовые). Завязь полностью свободна

Нижняя – завязь располагается ниже частей околоцветника (огурец, тыква, кабачок, сложноцветные). Нижние части околоцветника срастаются с её наружной стенкой.

Полунижняя – части цветка расположены над завязью, они срастаются с завязью примерно до половины завязи.

Типы гинецеев

В зависимости от количества и вариантов срастания плодолистиков различают несколько видов гинецеев.

1. апокарпный – плодолистики между собой не срастаются, и каждый плодолистик формирует отдельный пестик (лютик, роза):

а) мономерный – гинецей состоит из 1 пестика, а он образован 1 плодолистиком (горох, слива, вишня),

б) полимерный – пестиков много, но каждый состоит из одного плодолистика

   (лютик, земляника, шиповник).

2. ценокарпный – пестик формируется из сросшихся между собой плодолистиков:

а) синкарпный – плодолистики срастаются боковыми поверхностями, образуется несколько колец (тюльпан). Внутри плода образуется несколько гнёзд.

б) паракарпный – плодолистики срастаются краями и образуют одно кольцо (мак), или центральную камеру.

в) лизикарпный – плодолистики срастаются краями, образуя одну камеру или полость, а со дна завязи выступает колонка, на которой располагается семяпочка, а затем и семена (гвоздичные).

Считается, что семязачаток, или семяпочка, представляет собой видоизмененный мегаспорангий. В семязачатке происходят три процесса:

1. мегаспорогенез, т. е. формирование мегаспор,

2. мегагаметогенез, т. е. формирова­ние женского гаметофита,    

3. про­цесс оплодотворения.

Семязачаток после оплодотворения заключенной в нем яйцеклетки развивается в семя.Семязачаток состоит из цент­ральной части – ядра (нуцеллуса) и окружающих его одного или двух покровов. Покровы над верхушкой ядра срастаются не полностью и об­разуют канал – микропиле. Семязачаток прикрепляется к завязи с помощью семяножки.В семя­зачатке различают вер­хушечную часть, где расположено микропиле и противоположную ей – халазу, где ядро и покровы сливаются. Нуцеллус занимает центральную часть семязачатка и в нем развивается главная его часть – зародышевый мешок.

Образование женских половых клеток. В семяпочке вблизи пыль­цевхода начинает выделяться одна диплоидная клетка, которая называется мегаспороцитом. Она делится мейозом с образованием четырех гаплоидных клеток(мегаспор). Из четырех мегаспор только одна (материнская) способ­на к дальнейшему развитию, а три отмирают.Ядро материнской споры делится трижды митозом с образованием 8 ядер. Так как эти деления не сопровождаются делением цитоплазмы, формируется вось­миядерный зародышевый мешок, в последующем пре­образующийся в семиядерный зародышевый мешок.От каждого полюса мешка отделяется по одному ядру, которые направляются к центру клетки. Здесь они сливаются и образуют диплоидное ядро, котороеокружается цитоплазмой и покрывается плазмолеммой. Каждое из семи ядер также окружается цитоплазмой и покрывается плазмолеммой. В итоге образуется семь клеток: шесть гаплоидных и одна диплоидная клетка. Диплоидная клетка лежит в центре зародышевого мешка и называется центральной клеткой. Две клетки расположены у входа в зародышевый мешок (синергиды), три клетки – на противоположной сторонезародышевого мешка (антиподы). Яйцеклетка располагается рядом с синергидами. Зародышевый мешок – это сильно редуцированный жен­ский гаметофит.

Соцветием называют часть побега или систему видоизмененных побегов, несущих цветки. Соцветия свойственны большинству цветковых растений. Обыч­но соцветия группируются на концах вегетативных побегов, но иног­да, особенно у тропических деревьев, воз­никают на стволах и толстых ветвях. Точная характеристика соцветий необ­ходима при анализе морфологических особен­ностей лекарственных растений. Поэтому классификации соцветий уделяется значи­тельное внимание. У обоеполых растений соцветия несут обоеполые цветки, но у однодомных и двудомных соцветия могут быть также тычиночными, пестичными и полигамны­ми. В последнем случае встречаются од­новременно тычиночные, пестичные и обое­полые цветки. Классификация соцветий может осуще­ствляться на основе особенностей ветвления конечных парциальных соцветий. В соответствии с этим соцветия подразделяют на два главных типа: ботриоидные (ботрические, или рацемозные) и цимоидные (цимозные). У ботриоидных соцветий (от греческого «ботрион» – кисть) характер ветвления моно­подиальный. Цимоидные соцветия (от греческого «кюма» – волна по особому порядку зацветания) обязательно характеризуются симподиальным ветвлением парци­альных соцве­тий.

• Простые бoтриоидные соцветия до­вольно обычны, особенно у травянистых растений. Боковые оси простых соцветий не ветвятся и представляют собой цвето­ножки, заканчивающиеся цветками. Про­стые соцветия могут быть как открыты­ми, так и закрытыми. Возникают они, по-видимому, из сложных ботриоидных соцветий различного типа (в результате процесса редукции), а также иногда из цимоидных соцветий. Наиболее обычное простое соцве­тие – кисть. В кисти все цветки сидят на цветоножках, более или менее равномерно распределенных вдоль оси. Кисти встречаются у многих представителей се­мейства крестоцветных. Колос – произ­водное кисти, отличающийся от нее си­дячими цветками. В колос, например, собраны цветки у видов рода ятрышник (Orchis).

• Сложные ботриоидные соцветия мо­гут быть как открытыми, так и закрыты­ми. Наиболее обычна метелка, которая представляет собой более или менее раз­ветвленное соцветие с парциальными со­цветиями ботриоидной природы. Для ме­телки характерно постепенное уменьше­ние степени разветвленности боковых осей от основания к верхушке. Классический пример метелки – метелка неко­торых злаков. Метелка характерна для широко культивируемых видов сирени (Syringa) и спиреи иволистной (Spiraea salicifolia). Метелка легко видоизменяется в не­сколько других типов сложных соцве­тий, например в сложный щиток и антелу. Сложный щиток представляет собой ви­доизмененную метелку с укороченными междоузлиями главной оси и сильно раз­витыми междоузлиями боковых осей.