Генеративный орган цветковых растений: описание и строение

Любая культура имеет вегетативные и генеративные органы. Они выполняют разные функции: одни отвечают за размножение, другие – за нормальный рост. Рассмотрим далее строение генеративных органов.

Общие сведения

Генеративные органы растений представлены:

1. Семенем. К генеративным органам относится спорангий (у споровых) и шишка (у голосеменных).
2. Плодом.
3. Цветком.

За нормальный рост и развитие отвечают корень и побег. Последний включает в себя стебель, листья и почки.

Основной генеративный орган: цветок

Он формируется из почки. Генеративные органы растений могут находиться в пазухах листьев, на верхушке стебля. Чаще всего, однако, они располагаются на побеге. Здесь они собраны в пучок. Цветок представляет собой видоизмененный укороченный побег с ограниченным ростом. В нем листья располагаются концентрически, что обеспечивает реализацию функции размножения. Осевая часть – цветоложе. Она переходит в ножку. На этой части располагается непосредственно сам цветок. Внешними частями являются венчик и чашечка. Они составляют покров цветка, именуемый околоцветником. Он может быть простым или двойным. Первый формируется только лепестками или только чашелистиками. В составе двойного околоцветника присутствуют венчик и чашечка. Есть культуры, в которых этот элемент вовсе отсутствует. Такие цветки называют голыми. Они встречаются, например, у ивы, ясеня.

Особенности элементов

Чашелистики, как правило, имеют зеленую окраску. Они больше других элементов похожи на обычные листья. Чашелистики могут быть сросшимися или свободными. Соответственно, чашечка будет называться сростно- или раздельнолистной. Лепестки могут также быть сросшимися или свободными. Эти элементы обеспечивают защиту пестикам и тычинкам. Кроме того, они привлекают насекомых, опыляющих культуру.

Главные части

Генеративные органы цветковых растений содержат пестики и тычинки. В последних присутствует тонкая нить, на конце которой находится пыльник. Он представляет собой группу мешочков, в которых идет развитие микроспор. Из них формируются пылинки или пыльцевые зерна. Они имеют микроскопические размеры. В пыльцевых зернах формируются спермии – мужские клетки, участвующие в оплодотворении. Тычинки могут быть сросшимися или свободными. Их совокупность именуется андроцеем. Пестик формируется из плодолистиков (одного или нескольких). Их совокупность называется гинецеем. В пестике присутствует завязь. В ней находятся семяпочки (семязачатки), рыльце, столбик (также один или несколько). Завязь может быть свободной (закрепленной на цветоложе), средней (сросшейся с ним) или нижней (расположенной под околоцветником).

Классификация

Генеративный орган цветковых может содержать только пестик или только тычинку. Если в нем присутствует оба элемента, то его называют обоеполым. Генеративный орган, содержащий только тычинку, именуется, соответственно, тычиночным, а только пестик – пестичным. Если они располагаются на одной культуре, то ее называют однодомной. К примеру, на верхушке стебля кукурузы находится соцветие. Его именуют метелкой. В ней собраны тычиночные цветки. Пестичные же находятся в початках. Однодомными являются орешник, береза, дуб, тыква, огурец и пр. У двудомных пестичные цветки располагаются на одном растении, а тычиночные – на другом. Такими культурами являются ива, конопля и пр.

Плод

Этот генеративный орган формируется после оплодотворения. В его функции входит не только размножение, но и защита семян. В умеренном климате созревание плодов происходит, как правило, в летнее и осеннее время. Распространение семян может осуществляться разными способами. Поэтому в природе встречаются самые разные виды плодов. Например, они могут быть сочными и сухими. В первых присутствует мякоть. Сочные плоды распространяют обычно животные, которые их едят. В пищеварительном тракте происходит переваривание околоплодника, а семена выходят вместе с экскрементами. Такое распространение выгодно для культур. Животные переносят семена на достаточно большие расстояния, что исключает борьбу растений за ресурсы. Сухие плоды распространяются, как правило, с помощью ветра. Но иногда в этом процесса участвуют и животные. Это, например, характерно для растений, в которых плодом является орех. Они переносятся грызунами, делающими запасы на зиму. Иногда животные забывают о них, и семена прорастают.

Сухие плоды

Наиболее распространенными видами считаются боб, зерновка, коробочка, семянка, стручок. Первый состоит из двух створок. При созревании плода они размыкаются. Сухие створки скручиваются и растрескиваются. При этом семена, под действием небольшой силы, вылетают из них. Очень похож на боб стручок. В нем также присутствует две створки. Однако этот генеративный орган включает в себя еще и внутреннюю перегородку. К ней прикрепляются семена. Стручки развиваются у таких культур, как редис, редька, капуста. Семянки – плоды, в которых присутствует одно семя. При этом оно не срастается с сухим околоплодником. Семя располагается внутри него. Самой известной культурой с таким плодом является подсолнечник. В коробочках находится множество семян. В таких плодах есть отверстия. Если ветер покачивает растение, то через них высыпаются созревшие семена. Коробочка созревает у мака и тюльпана.

Семя

Этот генеративный орган развивается из оплодотворенного семязачатка. У покрытосеменных семена находятся в полости плода, а у голосеменных – формируются на поверхности макроспорофилла. Эти элементы обладают некоторыми особенностями, обусловленными прогрессивной эволюцией. В первую очередь стоит отметить, что семя – многоклеточная структура. В ней присутствует запасающая ткань, дочернее зачаточное растение, а также защитный покров. В этом существенное отличие семени от споры. В ней все, что нужно для развития, присутствует в одной клетке. Продолжительность периода покоя у разных семян различен. На протяжении этого времени они не проявляют активности, из них не образуется проросток. В этой связи семена считаются более универсальными и надежными единицами расселения культур.

Специфика развития

Сначала зигота, находящаяся в семязачатке, вытягивается и разделяется поперечной перегородкой. Из одной клетки формируется "подвесок" (суспензор), а из второй, собственно, зародыш. Первый обеспечивает питание. Подвесок погружает зародыш в эндосперм. Во второй клетке происходит многократное деление. В результате чего образуется зародыш. Эндосперм голосеменных гаплоидный. Он формируется из тканей женского гаметофита. У покрытосеменных эндосперм образуется из триплоидного ядра. Оно, в свою очередь, является результатом слияния вторичного диплоидного ядра и спермия. Уровень развития эндосперма у различных таксонов неодинаковый. Обычно, чем примитивнее в эволюционном плане систематическая группа, тем более развитым будет эндосперм. Его редукция, как правило, обуславливается увеличением относительного размера зародыша.

Виды

Зрелые семена классифицируются в зависимости от структуры, величины, окраски, поверхности, внутреннему строению и пр. Очень разнообразна форма семян. Она может быть шаровидной, линейной, эллипсоидной, дисковидной и пр. Как правило, размер семян небольшой. Только в некоторых случаях они могут достигать нескольких сантиметров в длину. Крупные семена характерны для конского каштана, бобовых, ряда пальм и тыквенных. Поверхность может быть гладкой, шероховатой, блестящей, ребристой, бороздчатой, опушенной волосками, ямчатой. Семена различаются и по цвету. Особенное разнообразие окраски отмечается у бобовых. Часто у семян обнаруживаются разнообразные придатки, выросты, в некоторых случаях - пучки волосков. Как правило, они прикрепляются к фуникулусу. Это специальная ножка, которая соединяет семя и стенку завязи. В некоторых случаях присоединение осуществляется прямо к плаценте.

Вегетативные органы

Они поддерживают ключевые жизненные процессы. В качестве основной особенности вегетативных органов выступает полярность. У каждого элемента есть 2 полюса: нижний и верхний. Эти органы обладают способностью ориентироваться в пространстве. Так, корень всегда развивается по направлению к центру Земли, а стебель – от него. Осевые органы располагаются вертикально, листья – под углом к поверхности почвы. Эта специализация связана с двумя сферами питания – почвенной и атмосферной. Корень не ограничен в росте, на нем нет листьев. Он выполняет функции поглощения и транспортировки питательных соединений, воды, синтез веществ, а также дыхание. За счет стебля обеспечивается связь листьев и корня. Он способствует образованию ассимиляционной поверхности последних и наиболее эффективному их расположению относительно солнечного света. В стебле также скапливаются питательные вещества. Лист представляет собой боковой орган растения. Он ограничен в росте. В нем выделяют листовую пластинку и черешок, прилистники. У однолетних культур продолжительность жизни листа и стебля одинаковые. Этот орган выполняет транспираторную, газообменную, фотосинтезирующую, защитную, очистительную, питательную функцию. Расчленение тела культуры на разные элементы, образование большого числа веток, корней, листьев позволили развить фотосинтезирующую поверхность, которая обеспечивает поглощение достаточного количества минеральных соединений и воды.

Дополнительно

Принято считать, что вегетативные органы в размножении не участвуют. Тем не менее, они могут способствовать ему. В частности, при их участии происходит так называемое вегетативное размножение. Для этого используются клубни, корневища, луковицы. В этом случае новое растение формируется из многоклеточного элемента материнского организма. Для этих же целей могут использоваться и листья.