Цветок. Строение цветка и семенного зачатка. Формула и диаграмма цветка
Цветок. Строение цветка и семенного зачатка. Формула и диаграмма цветка
Цветок
Цветок – это видоизмененный укороченный спороносный побег, ограниченный в росте. Функции цветка: образование микро- и мегаспор, гамет, опыление. Возникает цветок из конуса нарастания цветочного побега, из генеративной почки. Развивается как на верхушке стебля, так и в пазухах листьев.
Появление цветка – это ароморфоз, обеспечивающий распространение покрытосеменных и их господство.
Строение цветка
Состоит из околоцветника, пестика и тычинок. Безлиственная удлиненная часть стебля под цветком называется цветоножкой. Ее имеют яблоня, вишня, тюльпан и др. Те цветки, цветоножки которых укорочены и почти незаметны, называются сидячими. Ось цветка, его стебельная часть, укорочена и называется цветоложем. На нем расположены все части цветка. Форма цветоложа может быть разнообразной: выпуклой (лук), плоской (пион), вогнутой (вишня), конусообразной (мальва) и т. п.
Околоцветник состоит из чашечки и венчика. Чашечка образована чашелистиками, венчик – лепестками. Образуются чашелистики от вегетативных листков, а лепестки являются видоизмененными тычинками (водяная лилия), или листкового происхождения (пион, магнолия). Чашечка в бутоне защищает другие части цветка от повреждений. Чашелистики и лепестки могут быть свободными или сросшимися. Тогда они соответственно называются: раздельнолистыми (капуста, редька), сростнолистыми (шиповник, горох), свободнолепестными (шиповник) или сростнолепестными (картофель, одуванчик). Если околоцветник образован только чашелистиками или лепестками, он называется простым (тюльпан, ландыш и т. п.). Если листочки простого околоцветника окрашены в зеленый цвет, то он называется чашевидным (крапива, вороний глаз), если в другие – венчиковидным (лилия, подснежник). Если в околоцветнике есть и лепестки, и чашелистики, он называется двойным (шиповник, картофель). Венчик привлекает опылителей к цветку, защищает пестик и тычинки от повреждений. Если у цветка отсутствует околоцветник, то он называется голым (верба, ясень).
Виды цветков
По типам симметрии различают цветки таких видов:
Совокупность всех тычинок называется андроцеем (от греч. андрос – мужчина, ойцос – дом), совокупность всех пестиков называется гинецеем (от греч. гине – женщина). Количество тычинок и пестиков может быть разным.
Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника. Тычиночная нить представляет собой стерильную часть тычинки, которая несет пыльник. Может иметь разную форму: булавовидную, волосовидную, цилиндрическую и т. п. Поверхность тычинковой нити бывает голой, опушенной, волосистой, может иметь железки. Иногда тычиночная нить не развивается или бывает очень короткой (магнолия). Пыльник состоит из двух половинок, которые соединены между собой вязальцем. Пыльник имеет 4 гнезда (спорангия) или пыльцевых мешка, в которых из первичных спорогенных клеток сначала путем митоза, а потом мейоза образуются микроспоры, из которых развиваются пыльцевые зерна. Иногда перегородка разрушается, и в пыльнике остаются две полости – гнезда. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками: внешней – экзиной и внутренней – интиной. Пыльцевые зерна разнообразны по форме: шаровидные, эллипсоидные, удлиненные, нитевидные, полушарообразные. Поверхность пыльцы бывает шишковатой, шершавой, сморщенной, иглистой и т. п.
Внутри пыльцевого зерна формируется мужской гаметофит. Гаплоидная микроспора делится путем митоза, и получаются две клетки, одна из которых имеет меньшие размеры – генеративная (репродуктивная), а вторая – большие – вегетативная. Из генеративной клетки развиваются (получаются путем митоза) спермии, а из вегетативной – пыльцевая трубка.
Пестик состоит из рыльца, столбика и завязи. Образован он одним (гинецей называется апокарпным (от греч. апо – возражение, карпелум – плодолистик)) или несколькими (гинецей называется ценокарпным (от греч. кайнос – общий)) плодолистиками при сростании краев. По расположению завязи различают: верхнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки прикрепляются под ней, стенки завязи образованы только плодолистиками (помидор, земляника, слива, вишня); нижнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки размещены над ней и срастаются с ней (подсолнух, яблоня, смородина); полунижнюю – стенки завязи срастаются с тычинками, лепестками и чашелистиками лишь в нижней части (бузина).
Поверхность рыльца выделяет липкие вещества, может быть покрыта волосками, бугорками и т. п., что позволяет лучше улавливать пыльцу. Ветроопыляемые растения имеют рыльце больших размеров. Столбик – это суженная часть пестика, который соединяет рыльце с завязью. У некоторых растений (мак посевной) столбик почти неразвит и рыльце сидит на завязи. Оно называется сидячим. В завязи пестика находится полость (одна или несколько) – гнездо. Количество гнезд равняется количеству сросшихся плодолистиков (одногнездная, двухгнездная, трехгнездная, четырехгнездная, пятигнездная, многогнездная завязи).
Строение семенного зачатка
На внутренних стенках завязи находится один или несколько семенных зачатков или семяпочек. Они являются мегаспорангиями покрытосеменных. С помощью семенной ножки семенной зачаток крепится к стенке завязи. По ней питательные вещества поступают в семенной зачаток. Внутри семенного зачатка находится нуцеллус – паренхимная ткань, которая питает и защищает мегаспоры. Нуцеллус снаружи покрыт одним или двумя покровами – интегументами. Интегументы не срастаются краями в верхней части семенного зачатка и образуют отверстие – микропиле или пыльцевход. Место соединения интегументов и нуцеллуса называется халазой.
В нуцеллусе из одной из клеток (мегаспоры) формируется зародышевый мешок (женский гаметофит). Путем мейоза из материнской клетки в нуцеллусе образуется четыре гаплоидные мегаспоры. Три из них разрушаются. Четвертая клетка дает начало женскому гаметофиту. Она увеличивается в размерах, вытягивается. Ее ядро делится митотически. Каждое из двух образованных ядер расходится к полюсам и делится еще дважды. На обеих полюсах – по 4 гаплоидных ядра. Образуется зародышевый мешок. От каждого из полюсов отделяется по одному ядру к центру, где они сливаются и образуют вторичное диплоидное ядро (центральное). Завершается все образованием клеточных перегородок в цитоплазме зародышевого мешка.
Около одного из полюсов зародышевого мешка находятся большая по размерам яйцеклетка с двумя вспомогательными клетками (синергидами). На противоположном полюсе расположены три клетки-антипода.
Формула и диаграмма цветка
Формула и диаграмма цветка
Строение цветка можно записать с помощью формулы. Формула цветка – это система символов, которая характеризует его морфологическое строение. Для составления формулы используют латинские буквы или буквы русского алфавита:
| Название части цветка | Латинские буквы | Русские буквы |
| Околоцветник простой | P (Perigonium) | О |
| Чашелистики | K (Kalyx) | Ч |
| Лепестки | C (Corolla) | Л |
| Тычинки | A (Androceum) | Т |
| Пестик | G (Gynoeceum) | П |
Количество элементов цветка обозначают:
∞ – количество частей больше, чем 12;
0 – отсутствующие элементы цветка;
(+) – расположение элементов по кругу;
черточка под цифрой или над ней – нижняя или верхняя завязь.
Размещение отдельных частей цветка проектируют на плоскость, перпендикулярную ее оси, подают в виде диаграммы. Составляют по поперечным срезам нераспущенных почек цветков. Диаграмма отражает взаиморасположение частей цветка, дает лучшее представление, чем формула, о ее строении.
Цветок, определение цветка, части цветка. Морфология, диаграмма и формула цветка.
Генеративные (репродуктивные) органы служат для размножения растений. Размножение цветковых растений происходит при помощи семян, которые образуются из семязачатков. Обычно ранней весной зацветают те растения, у которых в подземных органах накопилось достаточное количество запасных органических веществ. Цветение у большинства растений происходит весной или в начале лета. Цветки имеют очень большое разнообразие: одни очень мелкие, почти не окрашенные (многие травы и деревья), другие крупные, ярко окрашенные. После опыления и оплодотворения наступает период созревания семян и плодов. Семена являются прогрессивным приспособлением для размножения цветковых растений. Семена содержат достаточное количество питательных веществ. Внутри семян имеется зародыш, из которого впоследствии разовьется новое растение.
Цветок имеет различные приспособления, обеспечивающие функции размножения. Образование цветков у покрытосеменных, или цветковых, растений явилось большим достижением в эволюции растительного мира. Большинство окружающих нас растений цветковые; среди них имеются деревья, кустарники и большое разнообразие травянистых растений. Многие цветковые растения являются лекарственными.
Цветки очень разнообразны по своей форме, окраске и размерам, однако большинство из них имеет одинаковые части, отличающиеся большим сходством. Снаружи располагается околоцветник, который защищает внутренние части цветка от различных внешних воздействий. Внутри расположены главные части цветка, в которых происходит образование женских и мужских гамет. После их слияния происходит формирование зародыша будущего растения, образование семян и плодов.
Цветок развивается из цветочной почки и является укороченным видоизмененным побегом. Листочки этого побега превратились в отдельные части цветка, которые приспособлены к опылению и оплодотворению. После опыления и оплодотворения происходит образование семян и плодов. Части цветка имеют различное происхождение; одни из них являются видоизменением стебля, другие имеют листовое происхождение. Стеблевые части цветка представлены цветоножкой и цветоложем.
Чашечка и венчик вместе образуют покровы цветка и называются околоцветником. Если околоцветник состоит из круга чашечки и круга венчика, то он называется двойным, или сложным. Двойной околоцветник имеют цветки картофеля, красавки, наперстянки и др. Околоцветник, состоящий из одного круга, называется простым. В простом околоцветнике все листочки однородные, т. е. окрашены в один цвет. Если листочки простого околоцветника окрашены в зеленый цвет, то он называется простым чашечковидным (конопля, вороний глаз). Простой венчиковидный околоцветник состоит из ярко окрашенных лепестков (тюльпан, лилия, ландыш). Иногда цветки совсем не имеют околоцветника (например, ива), а содержат лишь тычинки и пестик. Такие цветки называют голыми или беспокровными.
Околоцветник служит для защиты внутренних частей цветка, т. е. тычинок и пестиков, or повреждения, предохраняет от высыхания, защищает от действия пониженных температур. Ярко окрашенный венчик цветка служит для привлечения насекомых, которые питаются нектаром и пыльцой. В поисках пиши, перелетая с цветка на цветок, насекомые производят опыление.
Чашечка.Состоит обычно из зеленых листочков, которые называются чашелистиками; редко чашечка принимает окраску венчика. Ярко окрашенная чашечка способствует привлечению насекомых-опылителей и усиливает роль венчика. Такие ярко окрашенные чашечки имеют борец, фуксия и др. Чашечка чаще всего состоит из одного круга. Но иногда встречается еще второй наружный круг зеленых мелких листочков, который называется подчашием. Подчашие встречается у растений из семейства розовых. Если листочки чашечки срастаются между собой, то такая чашечка называется сростнолистной (семейства яснотковые, пасленовые). Если листочки чашечки не срастаются и остаются свободными, то такая чашечка называется свободнолистной, или разделънолистной. Венчик.Состоит из ярко окрашенных лепестков. Если лепестки венчика не срастаются, то такой венчик называется раздельнолепестным (яблоня, вишня, черемуха). Если же лепестки венчика срастаются между собой, то венчик называется сростнолепестным, или спайнолепестным(семейство пасленовые). Количество лепестков в спайнолепестном венчике можно определить по числу зубчиков, которые расположены по краю венчика. Венчик может быть правильным и неправильным. В правильном (актиноморфном) венчике можно провести несколько плоскостей симметрии. Лепестки правильного венчика расходятся от центра в радиальном направлении наподобие лучей, при этом количество лепестков может быть различное. Например, в цветках шиповника и черемухи имеется 5 лепестков, в цветке сурепки — 4. неправильный(зигоморфный) венчик можно разделить лишь одной плоскостью на симметричные части. Неправильные венчики имеются в цветках наперстянки, гороха, шалфея. Редко встречаются цветки асимметричные, т. е. такие, в которых нельзя провести ни одной плоскости симметрии (например, канна).
ТЫЧИНКИ
Ближе к центральной части цветка расположены тычинки, которые очень разнообразны по своему строению и по количеству в цветке. Совокупность тычинок в цветке называют андроцеем. Каждая тычинка состоит из узкой вытянутой части — тычиночной нити и пыльника, т. е. мешочка, в котором развивается пыльца, необходимая для опыления. Тычиночная нить в некоторых цветках может отсутствовать. В этом случае тычинки называются сидячими (например, фиалка).
ПЕСТИК.Цветок имеет один или несколько пестиков. Пестик срастается из видоизмененных листочков, которые называются плодолистиками. Они получили такое название потому, что из пестика после оплодотворения образуется плод. Поэтому и пестик имеет другое название —плодник. Пестик состоит из трех частей: 1) завязь — нижняя часть пестика, обычно расширенная; 2) столбик — средняя суженная часть; 3) рыльце — находится на вершине столбика. Рыльце может быть самой разнообразной формы. У некоторых растений столбик отсутствует и рыльце прикрепляется непосредственно к завязи (например, мак). В этом случае считается, что рыльце сидячее.
Пестик может срастаться из одного (бобовые) или из нескольких (лилейные, яснотковые) плодолистиков. В цветках семейства лютиковых и розовых имеется много пестиков, они между собой не срастаются. О количестве плодолистиков, из которых срастается пестик, можно судить по несросшимся столбикам, рыльцам, лопастям рыльца или числу гнезд в завязи. Совокупность плодолистиков в цветке называют гинецеем.
ФОРМУЛЫ И ДИАГРАММЫ ЦВЕТКОВ.Для того чтобы сократить описание цветка, строение его отдельных частей обозначают условными знаками в виде формулы. Кроме формул, составляют диаграммы цветков, которые дают наглядное представление о строении всех частей цветка и их размещении. Формулу строения цветка составляют при помощи букв и цифр.
Цветок яблони имеет правильный двойной околоцветник. Чашелистики в количестве 5 срослись в основании чашечки: 5 лепестков венчика свободные. Тычинок в цветке много. Пестик состоит из 5 сросшихся плодолистиков и имеет нижнюю завязь. Формула цветка яблони выглядит следующим образом: Ca 
Co 
A 
G 
Цветок наперстянки имеет неправильный околоцветник. Чашечка срослась из 5 чашелистиков. Венчик также сросшийся из 5 лепестков. Тычинок 4 Пестик состоит из двух сросшихся плодолистиков. Завязь верхняя. Формула цветка наперстянки: Cа(5) Со(5| A4G 
.
Полное представление о строении цветка дает его диаграмма, которая составляется по 
поперечному разрезу бутона. Диаграмма является проекцией среза частей цветка на плоскость, перпендикулярную к оси цветка. В диаграмме хорошо заметно расположение всех частей цветка. В диаграмме отмечают части цветка определенными значками. Сросшиеся части цветка соединяют между собой дугами или прямой линией. В диаграмме можно отразить не только число частей цветка, но и их расположение между собой.
Как известно, цветки бывают крупные и мелкие. Крупные цветки обычно на растении расположены поодиночке. Крупные одиночные цветки имеются у мака, шиповника, тюльпана; они достаточно хорошо заметны для насекомых, которые питаются пыльцой с этих цветков и одновременно производят опыление. Чаще встречаются мелкие цветки, которые расположены группами, образуя общее соцветие. В соцветии цветки расположены в определенном порядке, типичном для определенных семейств. Цветки, собранные в соцветия, прикрепляются к стеблю, который называют главной осью, при помощи коротких или длинных цветоножек. В основании цветоножек имеются мелкие листочки — прицветники. Если прицветники собраны в большом количестве вместе, тоони образуютобертку.
По характеру роста и ветвления главной оси принято делить соцветия на две группы — неопределенные и определенные.
ФОРМУЛЫ И ДИАГРАММЫ ЦВЕТКОВ
Для краткой записи строения цветка в ботанике используют формулы и диаграммы, которые дают наглядное представление о его строении.
Формула цветка – это условное обозначение строения цветка с помощью букв, цифр и знаков.
При составлении формулы употребляют следующие обозначения:
Ca – чашечка (Calyx);
Со – венчик (Corolla);
Р – простой околоцветник (Perigonium);
А – андроцей, совокупность тычинок (Androeceum);
G – гинецей, совокупность пестиков (Gynoeceum);
* – актиноморфный цветок;
↑ – зигоморфный цветок;
? – обоеполый цветок (обычно он в формуле опускается);
? – женский (пестичный) цветок;
? – мужской (тычиночный) цветок;
( ) – скобки означают срастание частей цветка;
+ – плюс указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах (например, Р3+3 – околоцветник простой, из 6 листочков, расположенных в два круга) либо на то, что части, разделенные этим знаком, отличаются друг от друга (А1+(9) – андроцей состоит из одной свободной и девяти сросшихся тычинок);
Ca5 – цифра рядом с символом указывает на количество членов данной части цветка (Са5 – чашечка из 5 свободных чашелистиков);
∞ – если количество членов данной части цветка больше 12, то их число обозначается знаком бесконечности (например, А∞ – число тычинок больше 12).
В формулах также отмечают тип завязи по расположению на цветоложе (верхняя, нижняя, средняя):
G 1 – черта над цифрой означает, что завязь нижняя;
G 1 – черта под цифрой – завязь верхняя;
G 1— – черта от цифры – завязь полунижняя.
Примеры формул цветков приведены ниже.
*?Са4Со4А2+4G (2) – формула цветка капусты огородной: актиноморфный, обоеполый; околоцветник двойной, в котором чашечка состоит из 4 свободных чашелистиков, венчик – из 4 свободных лепестков; андроцей имеет 4 длинные и 2 короткие тычинки (четырехсильный андроцей); гинецей простой, ценокарпный, образован 2 плодолистиками (1 пестик – из 2 плодолистиков), завязь верхняя.
↑?Са(5)Со(2+3)А2+2G (2) – формула цветка яснотки белой: зигоморфный, обоеполый; двойной околоцветник, в котором чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, а венчик – из 5 сросшихся лепестков (2 лепестка образуют верхнюю губу, а 3 других лепестка – нижнюю губу); андроцей образован 4 свободными тычинками, из которых 2 длинные и 2 короткие (двусильный андроцей); гинецей простой, ценокарпный, образован 2 плодолистиками (1 пестик – из 2 плодолистиков), завязь верхняя.
*?Р3+3А3+3G (3) – формула цветка лилии: актиноморфный, обоеполый; простой околоцветник состоит из 6 листочков, которые размещены по 3 в 2 круга (простой венчиковидный околоцветник); андроцей состоит из 6 свободных тычинок, расположенных по 3 в 2 круга; гинецей простой, ценокарпный, образован 3 плодолистиками (1 пестик – из 3 плодолистиков), завязь верхняя.
↑?Са(5)Со1+2+(2)А(9)+1G 1 – формула цветка гороха: зигоморфный, обоеполый; околоцветник двойной, в котором чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков, лепестки имеют различную форму и величину: один большой лепесток – парус, два свободных боковых – весла (крылья) и два сросшихся – лодочка (венчик мотылькового типа); андроцей состоит из 10 тычинок, из которых 9 сросшихся в трубку и 1 свободная – двубратственный андроцей; гинецей простой, монокарпный (1 пестик образован 1 плодолистиком), завязь верхняя.
Диаграмма цветка более наглядна, чем формула. Она представляет условную схематическую проекцию частей цветка на плоскость и отражает их число, относительные размеры и взаимное расположение, а также наличие срастаний (рис. 16, 17).
На диаграмме указывается расположение кроющего (прицветного) листа, прицветничков и оси соцветия или побега, несущего цветок. Прицветник, прицветнички и чашелистики изображаются скобками с килем (фигурными скобками) различного размера, лепестки – круглыми скобками, тычинки – в виде среза через пыльник или в виде затушеванного эллипса, гинецей – также в виде среза через завязь с прорисовкой места плацентации и семязачатков, через которые прошел срез.
Диаграмму проектируют так, чтобы кроющий лист находился внизу, ось соцветия – сверху, а между ними кругами условными знаками располагались части цветка. При срастании частей цветка в диаграмме условные знаки соединяются между собой линией.
Рис. 16. Построение диаграммы цветка:
Рис. 17. Диаграммы цветков:
А – магнолия (ациклический цветок); Б – смородина красная; В – горчица черная; Г – яснотка белая; Д – боб обыкновенный; Е – типичный цветок злаковых; 1, 5 – чашечка; 2 – венчик; 3, 8 – тычинки; 4, 9 – гинецей; 6 – нижняя губа из 3 лепестков; 7 – верхняя губа из 2 лепестков; 10 – парус; 11 – весла; 12 – лодочка; 13 – двубратственный андроцей; 14 – нижняя цветковая чешуя; 15 – верхняя цветковая чешуя; 16 – лодикулы