Методика определения репродуктивных органов покрытосеменных

ТЕМА 5 МОРФОЛОГИЯ ГЕНЕРАТИВНЫХ ОРГАНОВ ПОКРЫТОСЕМЕННЫХ ДРЕВЕСНЫХ РАСТЕНИЙ. ЦВЕТОК.

Задание

Методика работы с определителем

При определении родов и видов древесных растений по всходам используется определитель Ф.А. Чепика «Определитель деревьев и кустаринков». Таблица 10 – Определитель древесных растений по шишкам и семенам. (страница 168). Методика работы с ним подобна работе при определении древесных растений по облиственным и безлистным побегам (см. работы №№ 1 и 2).

Дано: гербарные образцы.

Требуется: используя методику определения и пользуясь определителем определить род и вид каждого образца и записать ступени определения (см. работы №№ 1 и 2).

Цель работы: ознакомление с морфологией и устройством цветка покрытосеменных древесных растений.

Материалы и оборудование: фотоматериалы, гербарные образцы, лупы.

Ход работы:

Морфологическое определение, функции. Цветок – видоизмененный неразветвленный спороносный побег с укороченными междоузлиями и ограниченным ростом, листья которого, вследствие приспособительного изменения для целей размножения, превратились в члены цветка.

Образование спор и гамет, половой процесс, а затем и развитие плодов и семян у цветковых растений происходит в цветке.

Строение цветка характерно для различных систематических групп, отличающихся иногда очень резко друг от друга по строению вегетативных органов, т.к. в противоположность вегетативным органам цветок мало зависит в своем строении от условий существования. Поэтому морфология цветка используется для выяснения родственных связей эволюции растений при решении вопросов систематики покрытосеменных.

Части и члены цветка. В полном цветке наблюдается система частей цветка от наружных кругов к внутренним (рисунок 18).

Б

А

Рисунок 1 – Схема цветка покрытосеменного растения. А – общий вид сверху; Б – продольный разрез (1 – цветоножка, 2 – цветоложе, 3 – чашелистики, 4 – лепестки, тычинка, 6 – пестик).

Каждый круг, или часть цветка, состоит из членов цветка.

1 Наружный круг называется чашечкой, состоит из листочков, обычно зеленых, сросшихся или свободных (чашелистиков).

2 Следующий за ним круг из листочков, обычно более крупных, нежели чашелистики, окрашенных ярко, называется венчиком. Он состоит из лепестков.

Оба эти круга не принимают участие в половом процессе и в образовании семян. Они могут и отсутствовать в цветке и тогда цветок носит название – неполный. Два этих круга вместе называют цветочным покрывалом, или околоцветником.

Двойной околоцветник состоит из чашечки и венчика.

Простой – оба круга состоят из однородных листочков.

Лепестковидный (венчиковидный) околоцветник имеет оба круга яркоокрашенных листочков.

Чашечковидный околоцветник – простой околоцветник, имеющий листочки зеленого цвета.

Безлепестковый цветок (однопокровный) – околоцветник состоит из одного круга листочков (чашечки).

Беспокровный (голый) цветок – не имеет околоцветника и состоит только из андроцея и /или гинецея.

3 Следующий, за околоцветником, круг состоит из сильно измененных листьев, называемых тычинками (или микроспорофиллами), которые вместе составляют андроцей. У менее развитых покрытосеменных тычинки ланцетовидны, пластинчаты; у более развитых – состоят из тонкой длинной тычиночной нити и небольшой пластинки – связника. На связнике располагаются пыльники с пыльцой (микроспорофиллы).

4 В центре цветоложа располагается пестик или пестики, состоящие из плодолистиков (мегаспорофиллов). Пестики составляют гинецей цветка. Нижняя, вздутая часть пестика называется завязью, внутри которой на плодолистиках образуются семяпочки, с находящимися в них яйцеклетках. Плодолистик вверху утончается и образует столбик с находящимся на нем рыльцем. В семяпочке развивается зародыш, с которым семяпочка образует семя. Пестик, с находящимся в нем семенем, образует плод.

Междоузлие под цветком называют цветоножкой. На ней располагаются два (у двудольных) маленьких листочка (прицветнички).

Тычиночные и пестичные цветки. Растения одно-, дву- и многодомные.Цветок, имеющий только гинецей называется пестичным (женским), и обозначается значком «♀». При наличии только андроцея, цветок называется тычиночным, или мужским, обозначаемым значком «♂». Такие цветки называются однополыми, в отличии от обоеполых цветков, где развиты и андроцей и гинецей в одном цветке. Значок таких цветков «♀». Обоеполые цветки свойственны громадному большинству покрытосеменных.

Растения у которых однополые цветки, как женские так и мужские, развиваются на одной и той же особи называются однодомными. В случае развития мужских цветков на одних особях, а женских на других, растения называются двудомными. Многодомными называют растения, имеющими как однополые так и обоеполые цветки.

Расположение частей и членов цветка. У большинства растений члены цветка расположены кругами, кольцами или мутовками. Такие цветки называются круговыми или циклическими (пяти или четырехкруговые).

В других цветках части их располагаются по спирали с очень сдвинутыми оборотами. Такие цветки называют спиральными или ациклическими. В этом случае листочки околоцветника, тычинки и плодолистики встречаются в неопределенном, часто в большом количестве.

Иногда околоцветник расположен кругами, а остальные части цветка имеют спиральное расположение. Название таких цветков – полукруговые (гемициклические), а расположения частей цветка – смешанным.

Члены цветка могут быть свободными или срастаться друг с другом.

При сращении лепестков цветки называются сростнолепестными, а при отсутствии сращивания свободнолепестными.

При сращивании листочков чашечки она именуется сростнолистной, при отсутствии сращивания – свободнолистной.

Срастаться могут тычинки с лепестками; тычинки с плодолистиками; в нижней части – все члены цветка.

Число членов цветка в кругах и их взаиморасположение. Равномерные цветки имеют во всех кругах одинаковое количество членов. Неравномерные цветки имеют не одинаковое количество членов в кругах.

Большей частью цветки бывают пятичленные, четырехчленные и трехчленные. Это относится, в основном, ко всем круговым цветка. Для спиральных и полукруговых цветков такой определенности и закономерности в числе членов цветка нет.

В эволюционном отношении цветки спиральные свойственны растениям менее развитым (магнолиевые, лютиковые), а циклические – с определенным числом членов в кругах – к наиболее развитым.

Формула и диаграмма цветка. Для краткого условного выражения строения цветков применяют формулу. При составлении формулы учитывают строение цветка, число кругов в цветке, а также число членов в каждом круге, срастание частей цветка и положение пестиков (верхняя или нижняя завязь).

Используют следующие обозначения: - спиральный цветок; - актиноморфный; × - двусторонне симметричный; ↑- зигоморфный; - ассиметричный; Р – перигон, простой околоцветник; К – чашечка; С – венчик; А – тычинки; G – пестик.

Если какие-либо органы цветка расположены в несколько кругов, используют знак «+», например А_10+10+5; срастание частей цветка показывают круглыми скобками, например С₍₅₎. Знак умножения показывает расщепление органов. Большое и неопределенно е число обозначают значком - ∞. Положение завязи показывает положение черты: G _{(5) –} верхняя завязь, G_(5)– полунижняя завязь, G₍₅₎ – нижняя завязь.

Примеры формул:

Шиповник К₅С₅А_{10+10+10+10+10+10+10+10+10+10} G _∞

Береза ♂ ↑ Р₂А_2×2 ♀ G₍₂₎

Диаграмма цветка (рисунок 19) представляет схематическую проекцию цветка на плоскость, перпендикулярную оси цветка. Чашелистики изображаются скобкой с килем на спинке, лепестки – круглой скобкой, для тычинок дается поперечный разрез через пыльник, для гинецея – поперечный разрез завязи с семязачатками.

Венчик. Правильный (актиноморфный) венчик имеет все лепестки одной формы и одного размера, либо венчик может быть разделен несколькими плоскостями на симметричные части. Неправильный (зигоморфный) венчик имеет лишь одну плоскость симметрии.

Различают 4 формы венчика:

- раздельнолепестной правильный (розоцветные);

- раздельнолепестной неправильный (мотыльковые);

- сростнолепестной правильный (сирень);

- сростнолепестной неправильный.

Некоторые растений имеют венчик, через который нельзя провести ни одной плоскости симметрии. Такие венчики называют ассиметричными.

А

Рисунок 19 – Диаграмма цветка (А). 1 – прицветник (кроющий лист); 2 – прицветнички; 3 – чашелистики; 4 – лепестки; 5 – тычинка; 6 – ось соцветия; 7 – гинецей.

Строение пыльцы. По форме пылинки бывают: эллиптические, палочковидные, тетраэдрические, кубические, нитевидные, шаровидные. По величине – от тысячных долей миллиметра до видимых невооруженным глазом. Пылинки имеют две оболочки – наружную толстую (экзину) и внутреннюю тонкую (интину). Через поры в экзине выступают выросты энтины в виде трубочки при прорастании пыльцы на рыльце перед оплодотворением. Пыльца может состоять из одной или нескольких клеток (сложная пыльца).

Пестик. Гинецей. Завязь. Гинецей, состоящий из одного пестика с одним плодолистиком, называют простым (бобовые). Если пестиков в цветке много, от их гинецей – сложный.

Раздельнопестичный (апокарпный) цветок имеет много пестиков, не спаянных между собой, каждый из которых состоит только из одного плодолистика (земляника).

Сростнопестичный (ценокарпный) цветок имеет пестик, состоящий из нескольких плодолистиков, спаянных между собой и образующих одну завязь. Среди ценокарпных цветков различают 3 типа завязи:

- завязь образуется срастанием нескольких замкнутых плодолистиков, ее полость становится многогнездной, а гинецей синкарпным;

- завязь из открытых плодолистиков, сросшихся своими краями, называется одногнездной, а гинецей паракарпным;

- если при развитии завязи перегородки между гнездами исчезают, завязь становится одногнездной, а гинецей – лизикарпным.

В зависимости от расположения завязи по отношению к другим органам цветка она может быть верхней или нижней, а так же полунижней (рисунок 20).

В

Б

А

Рисунок 20 –Типы завязи: А – (1 - верхняя завязь, 2 – цветок подпестичный); Б – (3 – полунижняя завязь, 4 – цветок околопестичный); В – (5 – нижняя завязь, 6 – цветок надпестичный).

Верхняя завязь располагается свободно на цветоложе, стенки ее образованы только плодолистиками. Цветок в этом случае называется подпестичным (рисунок 20-А).

Нижняя завязь находится как бы под околоцветником и тычинками. В противоположность предыдущей ее нельзя выделить, не нарушая целостности остальных органов. Цветок, обладающий нижней завязью, называют надпестичным (рисунок 20-В).

У многих розоцветных одна или несколько завязей сидят на дне кувшинчатого или чашевидного образования – бокальчика, или гипантия. Подобную завязь называют средней, а цветок – околопестичным (рисунок 20-Б).

Соцветия. Древесные растения в основном имеют не отдельно сидящие цветки, а так называемые соцветия. Часть побеговой системы покрытосеменного растения, служащая для образования цветков и в этой связи разнообразно видоизмененная, называется соцветием. У многих растений (бузина, сирень) соцветие возникает внутри почки, как единое целое, расчлененность соцветия становится заметной позже, после распускания почки, в фазе видимого роста. Соцветия, в которых прицветники (кроющие листья) имеют хорошо развитые зеленые пластинки, называют фрондозными, или облиственными; бактеозными называют соцветия, где прицветники представлены чешуевидными листьями верховой формации (сирень, вишня). Наконец у голых (эрбактеозных) соцветий прицветники вообще редуцированы (крестоцветные). Между этими тремя вариантами существуют разные переходы. В зависимости от степени разветвления соцветия делятся на простые и сложные. У простых соцветий на главной оси располагаются одиночные цветки и ветвление не превышает 2-х порядков (черемуха). У сложных соцветий на главной оси расположены не одиночные цветки, а частные соцветия и ветвление достигает трех, четырех и более порядков (сирень, бирючина, калина).

Морфологиеские признаки соцветий. В описании соцветий учитывают ряд признаков, важнейшими из котороых являются:

- наличие и характер листьев; в зависмости от этого выделяют фрондозные, бактеозные и голые соцветия;

- порядок ветвления осей; по этому признаку соцветия делят на простые и сложные;

- способ нарастания осей; он может быть моноподиальным и симподиальным. В случае моноподиального нарастания каждая ось формирует за счет деятельности одной апикальной меристемы и, следовательно, является побегом первого порядка. Соцветия с такими осями называют моноподиальными (рацемозными или ботрическими). Если оси нарастают симподиально и являются основными, представляя собой совокупность побегов нескольких порядков, соцветие относится к симподиальным или цимозным;

- по поведению апикальных меристем главного побега, и центральных осей частных соцветий. У одних растений они расходуются на формирование верхушечного цветка, и в этом случае соцветия относятся к закрытым (определенным или верхоцветным). У других растений апикальные меристемы остаются в вегетативном состоянии, такие соцветия именуются открытыми (неопределенными). В таких соцветиях цветки распускаются последовательно снизу вверх, поэтому такие соцветия называют бокоцветными.

Морфологическая классификация соцветий представлена на рисунке 21

Наиболее распространенные соцветия у древесных растений следующие: кисть, щиток, колос, сережка, зонтик, сложная кисть, метелка (рисунок 22).

Кисть – характеризуется удлиненной главной осью и цветками на хорошо выраженных цветоножках более или менее одинаковой длины.

Щиток – нижние цветоножки значительно длиннее верхних и все цветки располагаются в одной плоскости.

Колос – соцветие с хорошо развитой главной осью и сидячими цветками.

Метелка отличается от сложной кисти более обильным ветвлением и тем, что нижние парциальные соцветия развиты и ветвятся гораздо сильнее верхних, в результате типичные метелки имеют пирамидальную форму.

Типы соцветий

простые сложные

верхоцветные бокоцветные метелка (виноград,

(симподиальные) (моноподиальные) сирень)

1 Многолучевое кисть(акация) сложный колос

(плейохазий) – боко- колос (граб) сережка (береза,

вых ветвей больше 2-х початок тополь.

(ложный зонтик). щиток (груша, яблоня, осина, ле-

2 Двулучевое слива) щина, орех)

(дихазий) – боковых зонтик сложный зонтик

ветвей 2 (полузонтик). головка сложный щиток

3 Однолучевое корзинка (калина, бузина)

(монохазий) – боковая

ветвь одна (завиток,

извилина, клубочек)

Рисунок 21 – Морфологическая классификация соцветий

1 2 Б

1 2 3 4 А

	1 2 3 4 В

Рисунок 22 – Схемы соцветий. А – простые (1 – кисть, 2 – колос, 3 – простой зонтик; 4 - щиток); Б - сложные (1 – метелка, 2 – сложный щиток); В – сложная кисть и ее производные (1 – тройная кисть, 2 – двойная кисть, 3 – двойной колос, 4 – двойной зонтик).

Сережка – любое соцветие с повислой осью и скручено расположенными на ней мелкими невзрачными цветками.

Зонтик – главная ось сильно укорочена, а цветки располагаются на развитых цветоножках одинаковой длины, выходящих из одной точки.

Сложная кисть – на удлиненной моноподиальной главной оси располагаются пазушные простые кисти.

Дата добавления: 2014-12-10