Строение цветка покрытосеменных

Основные понятия по теме

Цветок представляет собой орган размножения у покрытосеменных. Исключительность цветка как особой морфологической структуры в следующем (рисунок 17.1, А): в нем полностью совмещаются все процессы бесполого и полового размножения. В обоеполом цветке осуществляются микрои мегаспорогенез, микрои мегагаметогенез, опыление, оплодотворение и развитие зародыша. Завершается развитие цветка образованием плода с семенами. Благодаря особенностям строения цветок осуществляет все эти функции с наименьшим расходованием пластических веществ и энергии.

По расположению цветок бывает верхушечным и боковым. Участок между кроющим листом и цветком называют цветоножкой. На ней располагаются маленькие листочки (двау двудольных, одину однодольных) — предлистья, или прицветнички. Цветки, не имеющие цветоножки, называются сидячими.

В самом цветке различают ось, или цветоложе, и располагающиеся на нем листочки околоцветника; тычинки (андроцей); пестики (гинецей), состоящие из одного или из нескольких плодолистиков. В завязи пестика находятся семязачатки (семяпочки). После опыления и оплодотворения завязь превращается в плод, а семязачатки — в семена.

Цветоложе бывает выпуклым, вытянутым, плоским и вогнутым (рисунок 17.1, Б). Элементы цветка могут располагаться на нем спирально (спиральные, или ациклические, цветки) либо кругами — мутовками (циклические, или круговые, цветки). У некоторых цветков наружные элементы располагаются на цветоложе по кругу, а внутренние — по спирали. Такие цветки называются полукруговыми или гемициклическими.

Разросшуюся между околоцветником и гинецеем часть цветоложа называют тором. У ряда цветков в результате срастания цветоложа, нижних частей околоцветника и андроцея образуется особая структура — гипантий (у растений семейства розоцветных, у многих видов бобовых).

Рисунок 17.1 — Морфология цветка: А — обобщенная схема строения: (1 — пестик: а — завязь; б — столбик; в — рыльце; г — плацента; д — семязачаток; 2 — тычинка: е — тычиночная нить; ж — связник; з — пыльник; и — тетрады спор; 3 — нектарник; 4 — стаминодий; 5- венчик: к — лепесток;б — чашечка; 7 — подчашие, 8 — цветоложе; 9 — цветоножка: 10 — прицветник; 11- прицветничек); Б — форма цветоложа (а — вогнутое — у шиповника; б — плоское — у пиона; в — выпуклое — у лютика); В — типы околоцветника (а — простой — у ландыша; б — без околоцветника — у ясеня; в — двойной — у сливы); Гсимметрия цветка (а — актиноморфный — у герани; б — зигоморфный — у фиалки трехцветной; в — асимметричный — у канны); Д — лепестки (а — ноготок; б — пластинка; е — чешуйка, прикрывающая нектарную ямку); Е — некоторые формы сростнолепестных венчиков (а — колесовидный — у вербейника; б — воронковидный — у табака; вколокольчатый — у ряда однодольных; г — трубчатый — у подсолнечника; д — трубчатый с блюдцевидным отгибом — у сирени обыкновенной; е — колпачковый — у винограда; ж — язычковый — у одуванчика лекарственного; з — двугубый — у представителей семейства губоцветных; 1 — трубка венчика; 2 — отгиб; 3 — зев венчика (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Цветок, в котором завязь свободная, ни с чем не срастается, а все элементы располагаются на цветоложе ниже ее, называют подпестичным, с верхней завязью (рисунок 17.2, Г, а). Если элементы цветка располагаются над завязью и их нижние части срастаются с ее наружной стенкой, завязь называют нижней (рисунок 17.2, Г, г, д), а сам цветок — надпестичным, поскольку все его элементы прикрепляются к цветоложу на уровне верхушки завязи.

Средней является завязь (рисунок 17.2, Г, б, в), располагающаяся на дне вогнутого, расширенного или кувшинообразного цветоложа (гипантия), но не срастающаяся с ним. Цветок в данном случае называют околопестичным. Различают еще полунижнюю завязь (рисунок 17.2, Г, е), когда нижняя ее половина срастается с другими частями цветка. Цветок в таком случае называют полунадпестичным.

Различают стерильные элементы цветка (околоцветник) и фертильные, или репродуктивные (андроцей и гинецей).

Околоцветник, состоящий из чашелистиков (чашечка) и лепестков (венчик) цветка, называется гетерохламидным (двойным), а из одинаковых, не дифференцированных на чашечку и венчик листочков — гомохламидным (простым). Околоцветник может быть такого же цвета, как венчик (венчиковидный) или как чашечка (чашечковидный простой околоцветник). У некоторых растений околоцветника нет. Такие цветки (голые) называются апохламидными. Предполагается, что отсутствие околоцветника — это приспособление к ветроопылению (рисунок 17.1, В).

По околоцветнику определяют симметрию цветка. У правильного, или актиноморфного, цветка несколько плоскостей симметрии; у моносимметричного, или зигоморфного, — одна; у асимметричного — ни одной (рисунок 17.1, Г).

Чашечка бывает свободной (раздельнолистная) или сросшейся на большем либо меньшем протяжении (сростнолистная). В последней различают трубку и зубцы или лопасти (в зависимости от характера и степени срастания чашелистиков). В зависимости от формы трубки различают трубчатую, колокольчатую, воронковидную чашечки.

Венчик образует внутреннюю часть двойного околоцветника. Однако у некоторых растений он полностью редуцирован, и в таких случаях его функции выполняет чашечка.

Различают сростнолепестные и раздельнолепестные венчики. У последних пластинка лепестка чаще бывает недифференцированная, но иногда четко подразделяется на две части (рисунок 17.1, Д): нижнюю суженную (ноготок) и верхнюю расширенную (собственно пластинка). В месте перехода ноготка в пластинку, на внутренней стороне лепестка часто развиваются выросты. В совокупности они образуют привенчик, или коронку.

Рисунок 17.2 — Гинецей: А — моркови; Б — ивы; В — мака; 1 — завязь; 2 — столбик; 3 — рыльце; Гтипы завязи (а — верхняя; б, в — средняя; г, д — нижняя; е — полунижняя); Д — типы гинецея и плацентации {вверху — типы генецея; внизу — поперечные срезы гинецея): а — апокарпный, трехпестичный гинецей с краевой плацентацией; б — пестик, образованный одним плодолистиком, плацентация краевая; в-д — ценокарпные гинецеи: в — синкарпный трехгнездный с центрально-угловой плацентацией; г — паракарпный с постенной плацентацией; д — лизикарпный с ложноосевой плацентацией (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Сростнолепестный венчик свойственен, как правило, насекомоопыляемым цветкам. В нем различают нижнюю сросшуюся часть (трубка) и верхнюю расширенную (отгиб). Место перехода трубки в отгиб называется зевом (рисунок 17.1, Е, д). В зеве иногда формируются различного рода выросты и придатки. У цветков растений семейств лютиковых, маковых, фиалковых, орхидных и других имеется шпорец — полый орган, образующийся из лепестка или листочка простого околоцветника в связи со специализированным их опылением. Стенка шпорца или находящиеся внутри него нектарники выделяют нектар.

Практическое занятие

Цель: изучить закономерности расположения разных элементов цветка. Рассмотреть особенности внешнего строения чашелистиков, лепестков, тычинок, пестиков в различных цветках. Познакомиться с разными типами цветков (по строению околоцветника, андроцея, гинецея).

Материалы и оборудование: живые и фиксированные цветки следующих растений (лютика ползучего, гусиного лука желтого, гороха посевного, нивяника обыкновенного, ржи посевной, осок,); динамичный макет цветка; бинокуляры; лупы; пинцеты; препарировальные иглы; предметные стекла; фильтровальная бумага.

Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens)

Ход работы

Цветки одиночные или собраны в цимозные соцветия, гемицик-лические, актиноморфные, с двойным околоцветником (рисунок17.3). Цветоложе выпуклое. Чашечка состоит из 5 слегка отстоящих от венчика голых или снаружи опушенных, продолговатых, заостренных чашелистиков. Венчик состоит из пяти обратноширокояйцевидных золотисто-желтых лепестков, в основании — с нектарной ямкой, прикрытой чешуйкой. Тычинки многочисленные, в виде тонких, слегка расширяющихся книзу длинных нитей; пыльники неподвижные овальные. Пестики мелкие, многочисленные, округлотреугольные, стилодии небольшие, прямые, завязи слегка опушенные.

Формула: * Са ₅ Со ₅ А _? G _?

Рисунок 17.3 — Строение цветка лютика ползучего (Ranunculus repens): А — верхняя часть растения; Б — цветок в продольном разрезе; В — лепесток (1); Г — тычинка (2); Д — пестик (3); Е — гинецей; Ж — плодик-орешек; 3 — поперечный срез завязи; И — диаграмма цветка; 4 — чашелистики; 5 — цветоложе; б — цветоножка; 7 — чешуйка, прикрывающая нектарную ямку; 8 — тычиночная нить; 9 — пыльник; 10 — рыльце; 11 — завязь; 12 — семязачаток (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Зарисовать: 1) общий вид цветка со стороны цветоножки; 2) лепесток с внутренней стороны, отобразив нектарную ямку, прикрытую чешуйками; 3) продольный разрез цветка, отобразив выпуклое цветоложе, многочисленные тычинки и пестики, околоцветник; 4) тычинку; 5) пестик; 6) диаграмму цветка, составить его формулу.

Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea (L.) Ker.-Gawl.)

Ход работы

Цветки собраны в немногоцветковые зонтиковидные соцветия, реже — одиночные. Околоцветник простой (рисунок 17.4), состоит из шести ланцетовидных, бледно-желтых, снаружи зеленоватых листочков с нектарной ямкой при основании. Листочки наружного круга обычно несколько длиннее листочков внутреннего круга. Тычинок 6, они короче листочков околоцветника, неподвижные, продолговатые или линейно-продолговатые. Тычиночные нити плоские, расширяются книзу. Завязь трехгнездная, с многочисленными семяпочками. Столбик трехгранный, с головчатым или слаботрехлопастным рыльцем. Формула: * Р ₃₊₃ А ₃₊₃ G ₍₃₎

Зарисовать: 1) общий вид цветка; 2) диаграмму цветка, составить его формулу.

Рисунок 17.4 — Строение цветка гусиного лука желтого (Gagea lutea): А — общий вид; Б — листочки околоцветника; В — цветок без околоцветника; Г — поперечный срез завязи; Д — диаграмма цветка; 1 — цветоножка; 2 — листочки наружного (а) и внутреннего (б) кругов околоцветника; 3 — нектарная ямка; 4 — тычиночные нити; 5 — пыльник; 6 — завязь; 7 — столбик; 8 — рыльце; 9 — гнездо завязи; 10 — семязачатки; Л — проводящие пучки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Строение цветка картофеля (Solarium tuberosum L.)

Ход работы

Цветки группируются по 10 — 20 и образуют двойные завитки. В середине почти плоского, широко открытого цветка (рисунок 17.5) возвышаются конусообразно сложенные тычинки. Чашечка сростнолистная, пятичленная; трубка ее короткая. Венчик плоский, колесовидный, состоит из 5 сросшихся лепестков; трубка его очень короткая, с приросшими внизу, поочередно с лопастями, тычинками. На верхушке пыльника тычинки вскрываются и в результате образуются отверстия. Гинецей ценокарпный, состоит из 2 сросшихся плодолистиков. Завязь верхняя, двугнездная. Столбик один; рыльце у него головчатое. Семязачатки многочисленные.

Формула: *Са ₍₅₎ Со₍₅₎ А ₍₅₎ G ₍₂₎

Зарисовать: 1) общий вид цветка, отобразив возвышающиеся тычинки; 2) колесовидный венчик; 3) тычинку; 4) поперечный срез завязи; 5) диаграмму цветка, составить его формулу.

Рисунок 17.5 — Цветок картофеля (Solarium tuberosum): А — цветущая ветка; В — продольный разрез цветка, В — тычинки; У — диаграмма цветка (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

цветок венчик тычинка пестик.

Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum L.)

Ход работы

Цветок зигоморфный, пятикруговой. Чашечка состоит из 5 сросшихся чашелистиков с зубчиками. Венчик мотылькового типа, также состоит из 5 свободных, белых, резко различающихся лепестков. Самый большой верхний непарный лепесток называется парусом или флагом; два боковых — веслами или крыльями; два нижних, сросшихся верхними краями, — лодочкой. В цветке 10 тычинок; 9 из них срослись нижними частями своих тычиночных нитей и образовали тычиночную трубку, которая охватывает пестик; 10-я тычинка, супротивная парусу, остается свободной (двубратственный андроцей). Пестик состоит из одного плодолистика (апокарпный гинецей); столбик изогнутый; рыльце ворсистое (рисунок 17.6).

Формула: ^ Са ₍₅₎ Со _1+2+(2) А _{(9) + 1}G ₁

Зарисовать: I) общий вид цветка; 2) чашечку; 3) отпрепарированные лепестки; 4) развернутую тычиночную трубку и свободную тычинку; 5) пестик; 6) поперечный срез завязи; 7) диаграмму цветка, составить его формулу.

Рисунок 17.6 — Строение цветка гороха посевного (Pisum sativum): А — общий вид; Б — лепестки; В — двубратственный андроцей; Гпестик; Д — поперечный срез завязи; Е — диаграмма цветка; 1 — цветоножка; 2 — чашечка; 3 — парус; 4 — весла; 5 — лепестки лодочки; 6 — ноготок; 7 — тычиночная трубка; 8 — пыльники; 9 — тычиночная нить; 10 — завязь; 11 — стилодий; 12 — рыльце; 13 — семязачатки; 14 — проводящие пучки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare Lam.)

Ход работы

В соцветии корзинка нивяника (рисунок 17.7) в середине располагаются трубчатые цветки, а по краям — цветки зигоморфного типа — ложноязычковые белые. В нижней части последних располагается завязь. От ее вершины отходит короткая трубка венчика, вытянутая вверху в длинный белый язычок с тремя зубчиками на конце. Как полагают, образовался этот венчик из двугубого цветка вследствие редукции верхней губы. В трубке венчика тычинок нет, а от верхушки завязи отходит столбик, заканчивающийся двураздельным рыльцем. Следовательно, ложноязычковый цветок является цветком однополым, пестичным. Благодаря расположению белых ложноязычковых цветков по краю корзинки ее размеры увеличиваются, что придает ей контрастность и делает более заметной для насекомых. Именно эти цветки привлекают насекомых. Срединные цветки трубчатые, актиноморфные, четырехкруговые, с нижней завязью.

Формула: ^ К₀ С ₍₃₎ А ₀ G ₍₂₎

Зарисовать: 1) продольный разрез корзинки, отобразив слабовыпуклое ложе, трубчатые срединные и ложноязычковые краевые цветки; 2) ложноязычковый пестичный цветок с внутренней стороны.

Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria L.)

Ход работы

Соцветие колосовидно-метельчатое, располагается на остротрехгранном шероховатом стебле. Нижний кроющий лист с коротким влагалищем, длиннее всего соцветия (или равен ему), плоский, по краям и средней жилке острошероховатый, ярко-зеленый.

Верхние 2−3 колоска тычиночные, прямостоячие, линейные. Каждый тычиночный цветок представлен 3 тычинками, располагающимися в пазухе кроющей чешуйки (прицветного листа). В начале развития цветка тычиночные нити короткие, позднее — вытягиваются и выносят пыльники за пределы чешуи (рисунок 17.8).

Пестичные колоски (2−3) цилиндрические, верхний — почти сидячий, нижний — на довольно длинной ножке. Пестичный цветок располагается в пазухе кроющего листа (чешуйки) и окружен мешочком длиной 7−8 мм. Мешочки отклоняются от оси колоска под острым углом и постепенно сужаются в недлинный носик, глубоко двузубчаторасщепленный. Внутри мешочка, у его основания, лежит завязь. Длинный столбик пестика выступает через носик и заканчивается тремя нитевидными рыльцами.

Формула: > Р ₀ А ₃ G ₀ ;

+ Р ₀ А ₀ G ₍₃₎ ;

Зарисовать: 1) тычиночный цветок с кроющей чешуей; 2) пестик; 3) мешочек с кроющей чешуей; 4) диаграмму цветка, составить его формулу.

Рисунок 17.7 — Строение цветка нивяника обыкновенного (Leucanthemum vulgare): А — прикорневая часть растения; Б — цветоносный побег; 1 — ложноязычковый цветок; 2 — трубчатый цветок, 3 — он же — в продольном разрезе; 4 — столбик с рыльцами, 5 — плод-семянка; 6 — листочек обертки (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Рисунок 17.8 — Строение цветка осоки пузырчатой (Саrех vesicaria): А — общий вид растения, Б — тычиночный цветок; В — пестичный цветок, Гпестик, Д — диаграмма цветка (а —, б —), 1 — кроющий лист, 2 — колоски тычиночных (а) и пестичных (б) цветков; 3 — кроющие чешуи, 4 — пыльник, 5 — тычиночная нить, 6 — мешочек, 7 — носик, 8 — завязь, 9 — столбик, 10 — рыльце (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Строение цветка ржи посевной (Secale cereale L.)

Ход работы

Цветки собраны в простые соцветия — колоски, образующие в свою очередь сложный колос. В основании колоска располагаются две шиловидные колосковые чешуи, за ними — два развитых цветка.

Цветок ржи (рисунок 17.9), как и других злаков, имеет околоцветник, состоящий из чешуи и пленок. Снаружи он одет двумя цветковыми чешуями. Нижняя из них — более плотная, кожистая, зеленая, заканчивается длинной зазубренной остью и охватывает большую часть цветка. Ость считают рудиментом листовой пластинки, чешуйку — видоизмененным влагалищем листа, полагая, что она играет в цветке ржи роль прицветного листа. Верхняя цветковая чешуйка с двумя жилками, тонкая, пленчатая, тупая, охватывает цветок, начиная со средней линии соцветия и с двух боковых сторон. Это дает основание предполагать, что она состоит из двух сросшихся листочков наружного круга околоцветника.

Внутренний круг состоит из двух пленочек-лодикул, способных разбухать к периоду цветения, благодаря чему цветковые чешуи раздвигаются и созревшие тычинки, а также рыльце выдвигаются из цветка.

Третий круг составляют 3 тычинки, в крупных пыльниках которых образуется много сухой пыльцы. Тычиночные нити до цветения короткие, во время цветения очень быстро, за несколько минут, удлиняются и пыльники свешиваются из цветка. После созревания пыльцы (протерандрия) выдвигается двураздельное перистое рыльце пестика.

Пестик образован двумя плодолистиками с одногнездной верхней завязью с одним семязачатком. Гинецей у злаков псевдомонокарпный. Плод у них зерновка; ее пленчатый околоплодник плотно прилегает к семени и срастается (по мнению некоторых авторов, слипается) с семенной кожурой. Большую часть единственного семени составляет эндосперм.

Формула: ^ Р _{(2) + 2} А ₃ G ₍₂₎

Зарисовать: 1) внешний вид двухцветкового колоска; 2) раскрытый цветок; 3) колосковые (нижнюю и верхнюю цветковые чешуи; лодикулы; 4) тычинку, пестик. Составить формулу и диаграмму цветка.

Рисунок 17.9 — Строение цветка ржи посевной (Secale cereale): А — общий вид двухцветкового колоска (1 — колосковая чешуя); Б — нижняя цветковая чешуя (2), В — верхняя цветковая чешуя (3) с лодикулами (4), Гтычинки и пестик, 5 — киль, 6 — ость, 7- пыльник, 8 — тычиночная нить, 9 — завязь, 10 — двураздельное рыльце; Д — диаграмма цветка (1 — ось; 2 — нижняя цветковая чешуя, 3 — верхняя цветковая чешуя, 4 — лодикулы, 5 — тычинка; 6 — пестик с двумя рыльцами) (из Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей, 2002).

Вопросы для самоконтроля

• 1 Назовите элементы цветка и укажите, какие из них стеблевого, а какие — листового происхождения?
• 2 Какие вы знаете виды цветоложа.
• 3 Какие цветки называются голыми?
• 4 Каково строение околоцветника? Назовите его виды.
• 5 Чем отличаются циклические, гемициклические и спиральные цветки?
• 6 Перечислите типы чашечек и венчиков. В чем заключена их функция?
• 7 Какие вы знаете фертильные органы цветка?
• 8 Какие цветки называются мужскими, а какие — женскими?

• 1 Ботаника: Морфология и анатомия растений: учеб. пособие для студентов пед. ин-тов по биолог. и хим. спец. / А. Е. Васильев [и др.]; - 2-е изд., перераб. — М.: Просвещение, 1988. — С. С. 104 — 119.
• 2 Бавтуто, Г. А. Ботаника. Морфология и анатомия растений / Г. А. Бавтуто, В. М. Еремин. — Мн.: Высшая школа, 1997. — С. 114 — 127.
• 3 Бавтуто, Г. А. Практикум по анатомии и морфологии растений: учеб. пособие / Г. А. Бавтуто, Л. М. Ерей. — Мн.: Новое знание, 2002. — С. 349 — 390.