ВходПлоды: классификация плодов и особенности их строения. Образование семян и плодов
После оплодотворения из семязачатка образуется семя. Оно покрыто семенной кожурой, содержит зародыш и запас питательных веществ. Параллельно образованию семян начинает разрастаться завязь. Из стенок завязи формируется околоплодник, который окружает семя - так происходит образование плода.
Плод, образованный из единственного пестика в цветке называют настоящим. Если плод образуется из нескольких пестиков одного цветка, он называется сложным. Плод считается сложным, если в его формировании кроме завязи пестика, принимают участие другие части цветка- цветоложе, околоцветник, тычинки.
На основе строения околоплодника настоящие плоды подразделяются на сухие и сочные. Разновидности плодов определяется также и числом семян в плоде. Разделяют односеменные и многосеменные плоды. В итоге выделяют четыре типа плодов: сухие односеменные, сухие многосеменные, сочные односеменные, сочные многосеменные.
Сухие односеменные плоды : зерновка - семя плотно срастается с тонким околоплодником (рожь, пшеница); семянка- околоплодник кожистый, с семенем не срастается, часто имеет хохолок или летучку (подсолнечник, одуванчик); крылатка - семянка с крыловидным придатком (ясень); орех - околоплодник твердый, деревянистый (лещина); орешек - орех маленького размера (конопля); желудь (дуб).
Сухие многосеменные плоды : коробочка - вскрывается дырочками или трещинами (мак, белена, хлопчатник); листовка - вскрывается по брюшному шву (живокость); боб - вскрывается по двум швам - брюшному и спинному, семена прикреплены к створкам околоплодника (растения семейства бобовых); стручок - между створками имеется продольная перегородка, к которой прикрепляются семена (горчица); стручочек - длина его превышает ширину не более чем втрое (пастушья сумка).
Сочные односеменные плоды : костянка (вишня, слива); сложная костянка - группа костянок, образовавшаяся из одного цветка (малина, ежевика).
Сочные многосеменные плоды : ягода (виноград, томаты, клюква, смородина); яблоко - ложный плод, в образовании которого принимает участие разросшееся цветоложе - гипантий (яблоня, груша, рябина); тыквина - ложный плод, в образовании которого принимает участие цветоложе (арбуз, тыква); померанец - плод цитрусовых (лимон, мандарин).
Соплодия - это плоды, которые образуются из соцветия в процессе срастания нескольких плодов в единое целое.
Распространение семян и плодов:
1. При помощи ветра разносятся очень легкие, мелкие семена. Семена многих растений имеют тонкие пленчатые выросты или хохолки. Эти образования также способствуют переносу семян воздушными течениями (тополь, одуванчик, клен, береза и т.д.).
2. С помощью воды распространяются семена водных растений - кувшинки, кубышки. Семена снабжены воздушными пузырями, что не позволяет им погружаться на дно.
3. Распространение семян животными происходит в том случае, когда семена имеют специальные выросты: крючочки, шипики, клейкие выделения и др. с помощью которых семена цепляются за шкуру животных.
4. Плоды с сочным околоплодником обычно распространяются птицами. Птицы питаются такими плодами (рябина, малина, вишня и др.), переваривают околоплодник, а семена выбрасываются неповрежденными.
5. В распространении семян могут принимать участие муравьи (семена в которых содержится много масел), а также человек - это обычно семена сорных растений. Человек распространяет такие семена вместе с семенами культурных растений (василек, подорожник).
6. Самораспространение семян
Семя. Строение семян (на примере двудольного и однодольного растений). Состав семян. Условия прорастания семян. Дыхание семян. Питание и рост проростка. Время посева и глубина заделки семян.
Основное отличие в строении семян однодольных и двудольных растений определяется строением зародыша.
Строение семени двудольного растения рассмотрим на примере семени фасоли. Снаружи семя покрыто гладкой семенной кожурой, которая образовалась из покровов семязачатка. Семенная кожура защищает семя от потерь влаги и механических повреждений. На вогнутой стороне семени заметен рубчик - след от семяножки, при помощи которой семя крепилось к околоплоднику. Под семенной кожурой располагается зародыш. Зародыш состоит из двух мясистых семядолей, в которых сосредоточен запас питательных веществ, зародышевых корешка, стебелька и почечки. Семя фасоли не содержит эндосперм.
В семени пастушьей сумки также не содержится эндосперма. Запасные питательные вещества сосредоточены в зародышевых стебельках, корешке, а также семядолях, поэтому вышеперечисленные части зародыша выполняют питательную функцию.
У лютика и фиалки семена с эндоспермом. Небольшой зародыш, состоящий из корешка, стебелька, почечки и двух семядолей, окружен эндоспермом со всех сторон. В результате семенная кожура окружает не сам зародыш, как у фасоли и пастушьей сумки, а эндосперм.
Строение семени однодольных растений рассмотрим на примере зерновки пшеницы. У зерновки тонкий околоплодник срастается с семенной кожурой. Большую часть семени занимает мучнистый эндосперм, снизу к нему примыкает зародыш. Зародыш состоит из одной семядоли, которая называется щитком, зародышевых корешка, стебелька и почечки. Щиток непосредственно граничит с эндоспермом и осуществляет всасывание питательных веществ зародышем при прорастании семени.
У других однодольных растений (лук, ландыш) эндосперм окружает зародыш со всех сторон.
В эндосперме или в зародыше семени растений содержатся запасные вещества, необходимые для прорастания и развития будущего растения. Эти вещества делятся на органические и минеральные. Органические вещества - растительный белок (клейковина), углеводы (крахмал), жиры (растительные масла). Минеральные вещества - вода и минеральные соли.
Семена разных растений содержат вышеперечисленные вещества в различных количествах. Так, семена бобовых богаты белками, семена пшеницы - крахмалом, семена подсолнечника - жиром.
Прорастание семян представляет собой процесс перехода семени от состояния покоя к развитию и росту зародыша формированию проростка. Прорастанию семян предшествует набухание, означающее проникновение в семя воды. При набухании в клетки семени попадает вода. В результате в клетках активизируются ферменты, контролирующие дыхание и распад запасных органических веществ. При этом вырабатывается энергия и накапливаются мономерные молекулы, которые идут на строительство органических веществ проростка. Важной характеристикой прорастающих семян служит всхожесть, а именно процент семян, дающих нормальные проростки при оптимальных условиях среды. Прорастать могут семена только с живыми зародышами. Гибель зародышей происходит по ряду причин: из-за неправильного хранения семян, в результате поражения бактериями, грибами и насекомыми и т.д. Набухают семена, как с живыми, так и с погибшими зародышами, но прорастают - только с живыми.
Вторым условием прорастания является температурный фактор. Семена разных растений прорастают при определенных температурах. Так, семена ржи, моркови прорастают при температуре плюс 1-5°С (это холодостойкие растения), семена огурцов, томатов, кукурузы прорастают при температуре плюс 15°С и выше (теплолюбивые растения).
Для прорастания семян необходим кислород воздуха. Дышат как сухие, так и прорастающие семена.
Сухие (покоящиеся) семена потребляют кислород в ограниченных количествах. При набухании и следующим за ним прорастании семян дыхание усиливается. Кислород расходуется в процессе окислительного фосфорилирования, в результате образуются молекулы АТФ. Чем активнее идет прорастание, тем больше нужно энергии, следовательно, тем выше потребление кислорода.
При прорастании из семени выходит зародышевый корешок. На нем образуются корневые волоски и начинается активное всасывание воды и минеральных веществ. Растворенные в воде органические вещества из запасающих тканей притекают к зародышу, начинается деление клеток и активный рост проростка. Затем на поверхность почвы выносится зародышевый стебелек с семядолями и почечкой. Семядоля выполняет роль первых листьев; в них начинается процесс фотосинтеза, то есть образуются органические вещества. Они расходуются на рост тканей почечки. В результате развития почечки образуются настоящие листья, и проросток превращается в молодое растение.
Условия прорастания семян:
1. глубина заделки семян
2. вода, воздух, тепло
Похожая информация.
Который состо-ит из околоплодника (разросшейся завязи) и семян. Плод слу-жит для защиты и распространения заключенных в нем семян.
Пло-ды различаются по структуре околоплодника, количеству семян, особенностям вскрывания, наличию приспособле-ний для распространения и другим признакам. Плоды и семена распространяются ветром, водой, животными и че-ловеком. Плоды имеют важное биологическое и хозяй-ственное значение.
Строение плодов раз-ных видов растений однотипное. Плод состоит из околоплод-ника (разросшаяся завязь) и семян.
Семя
Семя — это многоклеточное образование, раз-вивающееся из семязачатка после оплодотворения.
По типу околоплодника различают сочные и сухие пло-ды.
Сочные плоды
Если к моменту созревания околоплодник содержит мно-го запасных питательных веществ и воды, плоды относятся к сочным. Наиболее распространенными сочными плодами являются костянка, ягода, тыквина, яблоко.
Односемянной плод
Костянка
Очень твердый внутренний слой околоплодника, так называемая «косточка». Внутри косточки расположено семя. Наружный слой околоплодника — кожица, средний — сочная мякоть (вишня, слива, абрикос, черемуха, алыча)
Многосемянные плоды
Ягода
Нет деревянистого слоя в отличие от костянки, и семена располагаются в сочной мякоти (томат, картофель, виноград, смородина, черника).
Тыквина
Наружный слой околоплодника при созревании довольно твердый (огурец, тыква, арбуз, дыня).
Яблоко
В образовании плода участвуют, кроме завязи, и другие элементы цветка — цветоложе. околоцветник (яблоня, груша, рябина).
Сухие плоды
Если околоплодник подсыхает и не содержит пи-тательных веществ — плод сухой. По количеству семян пло-ды бывают односемянные и многосемянные.
Плоды с сухим околоплодником можно разделить на две группы: вскрывающиеся, которые при созревании растрескиваются, и невскрывающиеся — их семена освобождаются после разрушения околоплодника.
Односемянные невскрывающиеся плоды
Орех
Жесткий деревянистый околоплодник (лещина, липа). Маленький орех называется орешком (гречиха).
Желудь
Менее жесткий, чем у ореха, кожистый околоплодник. У основания плод окружен чашевидным защитным покровом — плюской (дуб).
Зерновка
Кожистый околоплодник срастается с кожурой семени (рожь, пшеница, ячмень, овес, кукуруза, рис).
Семянка
Кожистый околоплодник не срастается с кожурой семени (под солнечник, одуванчик, мать-и-мачеха).
Многосемянные вскрывающиеся плоды
Боб
Околоплодник из двух створок, которые вскрываются от верхушки к основанию. Семена прикреплены к стенкам плода (горох, фа соль, люпин, акации).
Стручок
Семена крепятся к перегородке, разделяющей плод на две части (капуста, репа, рапс, пастушья сумка). Вскрывается двумя створками. У некоторых растений стручки не вскрываются, а разламываются поперек на части (дикая редька) .
Коробочка
Имеет различные приспособления для вскрывания: дырочки (мак), крышечку (белена), зубчики (гвоздика). Вскрывается чаще створками (тюльпан, дурман, каштан конский).
Сбор-ные плоды
Каждый плод образуется из одного пестика, но у некоторых растений в цветке пестиков мно-го (ежевика, малина, земляника). В этом случае формируются сбор-ные плоды, состоящие из несколь-ких плодиков. Например, у мали-ны, ежевики плод сборная ко-стянка (рис. 162).
У земляники сборный орешек — мелкие плодики орешки вдавлены в разросшееся мясистое цветоложе (рис. 163).
Плоды не только надежно защищают семена, но и способствуют их распростра-нению. Это обеспечивает расселение растений.
Анемохория (ветром)
Плоды многих растений разносятся ветром. Для этого у них есть специальные приспособления — крылышки (клен, ясень) (рис. 164), парашютики (бодяк, одуванчик).
Гидрохория (водой)
Плоды некоторых растений рас-пространяются водой (ольха, осоки). Они имеют плотные, не-проницаемые для воды покровы, а также воздушные камеры, позволяющие им плавать. Например, плоды кокосовой пальмы переносятся морскими течениями на тысячи километров и, бу-дучи вынесенными на песчаный берег, прорастают (рис. 165).
Зоохория (животными)
Семена многих растений переносят-ся животными. Птицы, например, по-едают плоды, богатые питательными веществами (см. рис. 165). Семена та-ких плодов имеют плотную кожуру и не повреждаются в пищеварительном тракте . Попав с экскрементами на почву, семена прорастают. Тяжелые плоды (орехи, желуди) опадают с деревьев и лежат на почве. Их распространяют кабаны, белки, мыши, бурундуки. Животные, делая запасы на зиму, часто о них забывают, и семена прорастают на новых местах.
Плоды некоторых растений имеют прицепки, крючочки, при помощи которых они прикрепляются к шерсти живот-ных — лопух, гравилат, череда (рис. 166).
Антропохория (человеком)
Особая роль в распространении плодов и семян принадлежит человеку. Семена ценных растений он издавна завозит в новые районы выращивания. Таким образом в Европу из Америки попали кукуруза, фасоль, подсолнечник. Семена сорных растений распро-страняются с транспортом, фуражом. Так, например, в XIX в. во Францию вместе с овсом, которым кормили лошадей в русской армии, был занесен лопух. Из Европы в Америку распространился подорожник, который индейцы называли «след белого человека», по-скольку впервые он появился в местах поселения европейцев.
Автохория (разбрасывание семян)
Есть и такие растения, для которых характерно активное разбрасывание семян (желтая акация, недотрога). Их со-зревшие плоды растрескиваются, и створки околоплодника, скручиваясь, с силой отбрасывают семена в стороны. Материал с сайта
Значение плодов в природе
В отли-чие от голосеменных растений у цветковых семена защище-ны околоплодником от неблагоприятных воздействий внеш-ней среды. Следовательно, возрастает вероятность созревания семян и прорастания их в новые растения.
Значение плодов в жизни человека
Велико также хозяйственное значение плодов. Человек использует плоды в пищу в свежем виде (фрукты, овощи) или перерабатывает для большей сохранности (квашение, ва-рение, соление, сушка). Для человека плоды — основной ис-точник витаминов , сахаров. Хлеб также является продуктом переработки плодов злаков — зерновок (рожь. пшеница, рис, кукуруза). Плоды и семена используются на корм домашним животным. Из плодов многих растений получают лекар-ственные препараты. Некоторые плоды и семена используют-ся для изготовления различных поделок (посуда, бусы, оже-релья, пуговицы).
Плоды — это защитная оболочка для семян растений. Они могут быть разными по цвету, форме, размеру и вкусу, но все они имеют подобную структуру. Плоды — это и овощи, и фрукты, и ягоды, и сережки березы, и орехи. Казалось бы, они совсем различны, но у всех них есть много общего.
Строение
Плоды — это совокупность веществ, которые призваны защищать семена от внешней среды и повышать шансы их прорастания. Также они предназначены для распространения семян на как можно большее расстояние. Это может происходить с помощью ветра, воды, животных. Плоды состоят из трех частей: эндокарпия, мезокарпия и экзокарпия. Первый — это внутренняя оболочка, она находится непосредственно возле семян (нескольких или одного). Мезокарпий — средняя оболочка, экзокарпий — внешняя. Эти три структуры объединяются в околоплодник, или перикарпий. В большинстве случаев экзокарпий представлен кожицей (у фруктов) или скорлупой (у ореха). Эндокарпий — это чаще всего та часть плода, которая употребляется в пищу животными и человеком. А мезокарпий можно увидеть, к примеру, в виде белой оболочки между мякотью и кожицей у апельсина. Однако есть и исключения из этих правил. У яблок, к примеру, эндокарпий представлен в виде прозрачных пластинок возле семечек, а мякоть — это мезокарпий.
Плоды бывают разные
Они разделяются на несколько групп, в зависимости от своего внешнего вида и некоторых особенностей строения. Плоды — это и орехи, и вишни, и желуди — все они имеют схожую структуру, но вместе с этим и много отличий.
Классификация
Плоды растений делятся на две больших группы: сухие и сочные. Вторые, в отличие от первых, имеют мякоть. Сухие делятся на многосемянные (коробочковидные) и односемянные (ореховидные), сочные — на костянковидные и ягодовидные. Каждая из этих групп объединяет различные типы плодов. Их довольно много. Так, к коробочковидным относятся такие плоды растений, как боб, стручок, стручочек, мешочек, листовка, коробочка. Ореховидные представлены зерновкой, крылаткой, семянкой, орешком и орехом. К костянковидным относится только сочная костянка. Ягодовидные объединяют такие плоды, как ягода, тыквина, яблоко. Давайте разберем каждый из них более подробно.
Сухие коробочковидные
Первые представители этой группы — бобы. Этот плод встречается у всех бобовых. Он состоит из одного плодолистика, имеет два шва, по которым его можно вскрыть. Это одногнездный плод. Растения, обладающие бобами: фасоль, горох, люпин, чечевица, мимоза, клевер, глициния.
Следующий тип — стручки и стручочки. Это плоды овощей к которому принадлежат капуста, горчица, салат, турнепс, хрен и другие. Он отличается от предыдущего тем, что является двугнездным, обладает двумя плодолистиками. Коробочка — также сухой коробочковидный плод. В нем, как правило, помещается очень большое количество мелких семян. Такой плод образуют следующие растения: мак, белена, гвоздика, дурман. Его структура может иметь один или несколько плодолистиков. По способу раскрывания коробочки также могут различаться. У маков, к примеру, коробочки имеют дырочки, у белены — крышечки, у дурмана — створки, у гвоздики — зубчики.
Сухие ореховидные плоды
Первым среди них следует выделить, конечно же, орех.
Его главное отличие — деревянистая наружная оболочка. Такими плодами обладают такие растения, как грецкий орех, птерокария, калифорнийский, черный, манчжурский орехи. Похожие плоды образует и лещина — это орешки, они более мелкого размера и имеют более мягкую оболочку. Также к этой группе принадлежит семянка. Этот плод обладает кожистым перикарпием, с которым не срастраются семена. Его образуют многие сложноцветковые растения, самое распространенное и широко известное из которых — подсолнечник.
Также это астры, маргаритки, бархатцы, полынь, одуванчик, ворсянка и многие другие. Зерновка также принадлежит к данной группе плодов. Она характерна для растений которое объединяет такие культуры, как рожь, пшеница, просо, мятлик, бамбук, ковыль и другие. Этот тип плода отличается кожистым околоплодником, который срастается с эндокарпием.
Следующий вид — крылатка. Это плоды дерева клена, а также ясеня. Он имеет перикарпий с кожистым перепончатым крыловидным выростом, благодаря которому семена могут с ветром распространиться на более дальнее расстояние от родительского дерева.
Сочные ягодовидные
В первую очередь к ним относятся яблоки. Для них характерны пленчатые камеры, в которых располагаются семена, а мякоть образуется в процессе срастания трубочки и завязи цветка. Нет, такие плоды образует не только яблоня, а и все растения семейства розовых: груша, рябина, боярышник, айва и другие. Также к этой группе относятся ягоды, которые обладают мясистым сочным околоплодником. Ими обладают такие растения: смородина, черника, брусника, крыжовник, помидор, киви, баклажан, банан и другие. Вопреки распространенному заблуждению, вишня и малина — это не ягоды, а костянки. К лжеягодам можно отнести землянику и клубнику, а также шиповник — это совокупности плодов — многоорешки.
У первых двух настоящие плоды (орешки) находятся снаружи этой структуры (белые точки), а у последнего — внутри. Совокупностью орешков являются и сережки березы. Также к сочным ягодовидным относится тыквина. Она обладает сочной мякотью, но деревянистым экзокарпием. Таким плодом обладает тыква, арбуз (то, что это ягода, — тоже заблуждение),
Костянковидные
Это также подгруппа сочных плодов. Единственный ее представитель — костянка. Она характеризуется тем, что семена плодов такого типа находятся внутри косточки, находящейся под перикарпием, имеющей твердую наружную оболочку и предназначенной для дополнительной защиты. Костянка может содержать как одну, так и несколько косточек. Примеры данного типа: слива, вишня, кокос, персик, абрикос, калина. Есть также сложные плоды, образованные несколькими костянками. Это малина, ежевика.
Что оберегает перикарпий?
Под этими тремя оболочками находится одно или несколько семян. Давайте рассмотрим их структуру. Все делятся на однодольные и двудольные — это зависит от того, сколько семядоль имеют их семена.
Семена состоят из одной семядоли, почечки, стебелька, корешка, из которых, собственно, и образуется новое растение, эндосперма и семенной кожуры, обычно сросшейся с околоплодником. Плодами с такого типа семенами являются, к примеру, стручки и стручечки. Также это иногда коробочка (у тюльпана, лилии), реже — ягода.
Семена отличаются наличием двух семядоль. Также их строение отличается от предыдущих тем, что их семенная кожура почти никогда не срастается с околоплодником. Эти семена могут располагаться в плодах такого типа, как костянка, яблоко, боб, семянка и другие.
Способы распространения плодов и семян
Они могут распространяться с помощью какого-либо «посредника» либо без него.
Таким образом, некоторые растения выбрасывают свои семена из вскрывающихся плодов (чаще всего бобов). Также плоды могут просто опадать под воздействием силы притяжения от своего веса. Но чаще они разносятся с помощью ветра, животных или людей, а также воды. Для этого плоды часто имеют дополнительные приспособления, к примеру, паппус у одуванчика (пушинки, растущие из околоплодника, с помощью которых происходит распространение с ветром).
Плод – это специфический орган цветковых (покрытосеменных) растений, который является закрытым вместилищем для семян. Он может развиваться и без двойного оплодотворения, и без семян (при апомиксисе).
Разнообразие плодов огромно, и они издавна привлекали внимание исследователей. Уже в 16 веке Цезальпини создал искусственную систему классификации цветковых растений, основываясь на типах плодов. В 18 веке немецкий ученый Гертнер определил науку о плодах, особенностях их строения, онтогенеза, экологии и распространения как карпологию (лат. carpos – плод ).
Пристальное внимание человека к изучению плодов не случайно. Плоды – основа нашей жизни и имеют огромное значение в жизни человека :
1) пища (крахмалоносные, содержащие белок, фрукты, напиточные, овощи, пряные);
2) кормовые (бобы, вика, овес и др.);
3) масличные (тунг, конопля, подсолнечник и др.);
4) лекарственные (боярышник, малина, шиповник и др.);
5) волокнистые (хлопчатник);
6) поделочные (бутылочная тыква и др.).
Использоваться может как весь плод целиком, так и его части (околоплодник, семена.
Плод – это видоизмененный после двойного оплодотворения или апомиксиса гинецей одного цветка, иногда с прирастающими к нему другими частями цветка.
Т.о., плод – это видоизменённый после двойного оплодотворения или апомиксиса цветок.
Функции плода:
1) защита для семян;
2) диссеминация (лат. disseminare – распространять ) – процесс распространения семян.
Значение плодов в природе:
1) обеспечивают расселение, размножение и выживание растений (см функции плода);
2) пища для животных.
Признаки плодов у растений наследственно устойчивы. По плоду часто можно определить растение. В разных группах покрытосеменных растений эволюция плодов шла по-своему, но именно в сторону усиления их функций, => одни плоды становились многосеменными, другие – мало- или односеменными. Но в любом случае появлялись приспособления, способствовавшие их лучшему распространению.
Встречаются случаи, когда у одного и того же вида, и даже на одном растении могут образовываться плоды разного строения или обладающие различными физиологическими особенностями (например, сроками прорастания). Это явление называется гетерокарпия (разноплодие). Она встречается, например, у календулы, в семействах сложноцветных, губоцветных, бурачниковых, крестоцветных и др. (известно два десятка семейств). Гетерокарпия имеет приспособительное значение. Благодаря ей улучшается распространение плодов (плоды разной формы по-разному распространяются), растения имеют резервные пути диссеминации и улучшается выживаемость растений (так как разные плоды прорастают в разные сроки) => улучшается приспособляемость растений к условиям среды.
В Ульяновском педуниверситете работали известные в своем кругу ученые-карпологи: Левина Р.Е. и Войтенко В.Ф., изучавшие гетерокарпию.
Строение плода.
Плод состоит из околоплодника (перикарпия ) и семян. Околоплодник, как правило имеет 3 слоя: наружный (экзокарпий ), средний (мезокарпий ) и внутренний (эндокарпий ). Эти слои могут различаться по консистенции и строению или быть однотипными. Например, у вишни (плод – костянка): экзокарпий - пленчатый, мезокарпий - сочный, мясистый, а эндокарпий - твердый, каменистый образует косточку, заключающую семя. Околоплодник в типичном случае развивается из стенок завязи, но иногда в его образовании могут принимать и другие части цветка (основания тычинок, лепестков, цветоложе и др.).
Лекция 8. Плоды, сем ена
Плоды.
Плод. Плод – репродуктивный орган покрытосеменных растений, внутри которого образуются семена. Красивое образное определение дал американский ботаник Артур Имс – «Плод – это зрелый цветок». Функции плода: формирование, защита и распространение семян.
Плоды характерны только для цветковых растений. Плод образуется из цветка, как правило, после оплодотворения. Главную роль в образовании плода играет гинецей. Нижняя часть пестика – завязь, содержащая семязачатки, разрастается и превращается в плод.
Плод состоит из околоплодника и семян, число которых соответствует числу семязачатков. Иногда в образовании плода принимают участие и другие части цветка (цветоложе, тычинки, околоцветник).Околоплодник, или перикарпий – это стенка плода, развивающаяся из стенки завязи. Как правило, перикарп составляет основную массу плода. В нем обычно различают три слоя (рис. 53): экзокарпий – наружный слой околоплодника, мезокарпий – средний слой околоплодника, эндокарпий – внутренний слой околоплодника.
У различных плодов слои околоплодника выражены по-разному. Например, у костянки (плод вишни) экзокарпий – тонкий кожистый, мезокарпий – толстый сочный и мясистый, эндокарпий – твердый деревянистый (косточка). У ореха лещины слои околоплодника практически неразличимы.
Классификация плодов . Общепринятой классификации плодов нет. Различные классификации строятся на основе различных признаков и являются искусственными.
Если в образовании плода участвует один пестик, вне зависимости, образован он одним или несколькими плодолистиками, это простой плод (горох, вишня , мак). Если плод образован из нескольких пестиков, его называют сложным , или сборным (малина, ежевика, лютик). У некоторых растений может образовываться соплодие – более или менее сросшиеся в единое целое плоды, образовавшиеся из цветков одного соцветия (инжир, ананас, шелковица, сахарная свекла).
По консистенции околоплодника плоды делятся на сухие – плоды с сухим, деревянистым или кожистым околоплодником (фасоль, лещина, белена) и сочные – плоды, у которых весь околоплодник или его часть сочная или мясистая (груша, смородина, арбуз). По числу семян плоды делятся на односемянные плоды (слива, пшеница) и многосемянные (крыжовник, дыня, помидор).Сухие плоды.
Коробочковидные плоды (рис. 54).
Боб – образован одним плодолистиком, чаще многосемянный плод (иногда односемянный, например, у клеверов), вскрывающийся одновременно по брюшному и спинному швам, семена прикрепляются к створкам плода вдоль брюшного шва (акация белая, люпин, душистый горошек).
Стручок, стручочек – многосемянный плод, образованный двумя плодолистиками, семена располагаются на перегородке между створками (левкой, сурепка, капуста). У стручка длина в четыре и более раз превышает ширину (горчица, капуста), у стручочка – в два-три раза или равна ей.
Коробочка – многосемянный плод, образованный двумя или более плодолистиками (табак, хлопчатник). Коробочки могут быть одногнездными и многогнездными.
Ореховидные плоды (рис. 55).
Орех – плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенной кожурой, образованный из двух плодолистиков (лещина). У лещины орехи заключены в плюску – листовидную обертку, развивающуюся из трех сросшихся прицветников; орешек – отличается от ореха меньшими размерами (гречиха, липа).
Крылатка – семянка, околоплодник которой имеет крыло, образующееся из сросшихся с околоплодником чешуевидных прицветников и прицветничков (береза, ольха) или из приросших к околоплоднику сегментов околоцветника (вяз, щавель).
Желудь – плод с деревянистым околоплодником, не срастающимся с семенем, имеет чашевидную плюску, образованную видоизмененными стерильными веточками соцветия, характерен для различных видов дуба.
Семянка – плод с кожистым околоплодником, не срастающимся с семенем, образованный чаще всего из двух плодолистиков, характерен для сложноцветных (астра, одуванчик).
Зерновка – плод с тонким пленчатым околоплодником, срастающимся с семенной кожурой, характерен для злаков.
Сочные плоды.
Костянковидные плоды.
Костянка – плод с мясистым сочным мезокарпием и деревянистым эндокарпием (косточка) (слива, вишня, черешня), наружный слой околоплодника, экзокарпий – тонкий, кожица. Встречается и сухая костянка – по строению плод сходен с сочной костянкой, но при полном созревании мезокарпий подсыхает (миндаль, грецкий орех).
Сборная костянка состоит из множества отдельных плодов-костянок, каждый из которых образован из отдельного пестика, и все они собраны на одном цветоложе.
Ягодовидные плоды (рис. 56).
Ягода – как правило, многосеменной плод с сочным мясистым эндо- и мезокарпием, в мякоть которых погружены семена, и тонким пленчатым или кожистым экзокарпием (виноград , томаты, брусника , черника, клюква).Померанец , или гесперидий – плод цитрусовых растений (апельсин, лимон). Экзокарпий ярко окрашен, содержит большое количество вместилищ эфирных масел.
Мезокарпий рыхлый, белый, губчатой консистенции, сухой и безвкусный. Клетки эндокарпа образуют соковые мешочки на длинных ножках, заполненных клеточным соком, из которых состоит съедобная мякоть плода;
Гранатина – плод, мякоть которого образуется из сочного наружного слоя семенной кожуры многочисленных семян. Околоплодник у зрелого плода подсыхает и образует твердую кожистую кожуру.
Ложные плоды – плоды, образованные не только из завязи пестика, но и из других частей цветка (чаще цветоложа). Обычно ложные плоды развиваются у растений, имеющих цветки с нижней завязью.
.Яблоко (рис. 57) – многосемянный ложный плод, у которого мякоть развивается из разросшегося цветоложа. Собственно околоплодник образует стенки гнезд с семенами (яблоня, груша, рябина, боярышник).
Тыквина (рис. 57) – многосемянный ложный плод с твердым, жестким, одревесневающим или кожистым экзокарпием и сочным мезо - и эндокарпием. Тыквина образуется из цветков с нижней завязью, плод тыквину имеют тыква, дыня, арбуз, огурец.
Земляничина , или фрага – ложный плод (земляника, клубника), образованный из выпуклого сочного цветоложа, на котором находятся настоящие плоды-орешки.
Цинародий – также ложный плод, характерный для шиповника. Бокаловидное окрашенное цветоложе скрывает настоящие плоды орешки, густо покрытые волосками.
Семена.
Семя – высокоспециализированный орган полового размножения, расселения и переживания неблагоприятных условий жизни у семенных растений, развивающийся обычно после оплодотворения из семязачатка.
Типичное семя состоит из покровов (кожуры), зародыша и питательной ткани. Главная функция семенной кожуры – защита зародыша от высыхания, механических повреждений. Формируется кожура из покровов семязачатка, интегументов. Зародыш семени развивается из оплодотворенной яйцеклетки, имеет диплоидный набор хромосом. Зародыш в зачаточной форме имеет все основные органы растения: зародышевый корешок, стебелек, почечку и первые зародышевые листья – семядоли. У двудольных – две семядоли, у однодольных – одна. Запасающие ткани семени – эндосперм, перисперм, основная ткань семядолей. Эндосперм развивается из оплодотворенного центрального ядра зародышевого мешка (имеет триплоидный набор хромосом), перисперм – из нуцеллуса (имеет диплоидный набор хромосом). Они состоят из тонкостенных паренхимных клеток, обычно целиком заполненных питательными веществами.
Строение семян двудольных растений. Многие двудольные растения имеют запасные вещества в эндосперме (мак), но наличие эндосперма считается признаком примитивного строения. Кроме того, многие двудольные растения накапливают питательные вещества в перисперме. Перисперм образуется из клеток женского спорангия – нуцеллуса. Есть семена, содержащие и эндосперм, и перисперм (перец). У эволюционно более продвинутых растений питательные вещества накапливаются в тканях самого зародыша – в корешке, стебельке, семядолях. У этих растений запасные питательные вещества эндосперма поглощаются зародышем и откладываются в органах зародыша. Строение семени двудольных растений рассмотрим на примере семени фасоли, состоящего из двух частей – семенной кожуры и зародыша.
Семенная кожура, спермодерма состоит из нескольких слоев клеток, тонкая, кожистая. На вогнутой части семени фасоли, на поверхности семенной кожуры можно заметить маленькое отверстие – бывший семявход, или микропиле , отвечающее за дыхание, а также рубчик – место бывшего прикрепления семязачатка в завязи. Зародыш – главная часть семени, состоящая из корешка, стебелька, почечки с листочками и двух очень крупных семядолей (первых зародышевых листьев). Питательная ткань эндосперма в самом начале формирования семени поглощается развивающимся зародышем, и запасные питательные вещества откладываются в самом зародыше, в двух семядолях.Типы семян . В зависимости от места локализации запасных питательных веществ различают четыре типа семян: семена с эндоспермом (мак), семена с эндоспермом и периспермом (перец), семена с периспермом (куколь), семена без эндосперма и без перисперма (фасоль).
Строение семян однодольных растений. Рассмотрим строение семян с эндоспермом на примере зерновки пшеницы (рис. 51), но зерновка пшеницы – плод, околоплодник которого прочно срастается с семенной кожурой. В зерновке различают три основные части: семенную кожуру, сросшуюся с околоплодником, зародыш семени и питательную ткань – эндосперм, с одной стороны прилегающую к зародышу.
Эндосперм составляет основную часть семени. В центральной части эндосперма находятся триплоидные клетки с запасом питательных веществ в виде зерен крахмала. По периферии эндосперм окружен особыми клетками алейронового слоя с запасным белком в виде алейроновых зерен. К эндосперму прилежит зародыш. В зародыше хорошо различимы корешок, стебелек, почечка с листочками и одна семядоля, которая преобразована в щиток (вторая семядоля редуцирована). Щиток обеспечивает всасывание питательных веществ из эндосперма в период прорастания семени. Корешок прикрыт колпачком – колеоризой, Почечка защищена колпачком – колеоптилем.
Условия прорастание семян . Для прорастания семян необходимы определенные условия, главными из которых являются: наличие воды, кислорода, определенная температура, живой зародыш семени.
Перед прорастанием семена должны набухнуть. При этом семена поглощают большое количество воды. Это необходимо для активизации ферментов, которые переводят запасные вещества семени в легкоусвояемую и доступную для зародыша форму. Семена некоторых растений нуждаются в скарификации . Скарификация – механическое повреждение водонепроницаемых покровов семени. Она может проводиться вручную или с помощью специальных механизмов.
Прорастающие семена более интенсивно дышат, при этом выделяют больше тепла. Сырое зерно, собранное в кучу «горит», внутри быстро повышается температура, что приводит к гибели зародышей. Поэтому хранить семена нужно сухими, в хорошо проветриваемых помещениях.
Температура имеет большое значение для прорастания семян, так как от нее зависит протекание биохимических процессов синтеза и разложения в прорастающих семенах. Семена многих растений способны прорастать в довольно широком диапазоне температур. Однако для каждого вида существуют определенные верхний и нижний пределы. Для большинства растений минимальное значение температуры – 0-5°С, а максимальное – 45-48°С.
Оптимальной для прорастания семян многих растений считается температура 25-35°С. Семена многих растений умеренных и холодных климатических поясов не прорастают без промораживания. Поэтому в сельскохозяйственной практике применяют стратификацию – выдерживание семян во влажном песке при низких температурах. Этот прием ускоряет прорастание семян многих растений.Типы прорастания семян. Существует два типа прорастания семян – надземное и подземное. При надземном прорастании (фасоль) семядоли вытаскиваются на поверхность земли, зеленеют, но питательные вещества из них быстро поглощаются и они подсыхают. Такие семена нельзя слишком глубоко заделывать в почву при посеве. При подземном прорастании семядоли остаются под землей (горох, дуб). Междоузлие между корнем и семядолями называется гипокотиль, между семядолями и первыми настоящими листьями – эпикотиль.
Развитие семян и плодов без оплодотворения. У некоторых растений плоды и семена развиваются без оплодотворения, это явление называется апомиксис (отсутствие смешения). Развитие яйцеклетки без оплодотворения называется партеногенезом и характерно, например, для таких растений как ястребинка, одуванчик. Зародыш может образовываться и из синергид или антипод . У цитрусовых зародыш образуется из клеток нуцеллуса без образования спор (апоспория).
Партенокарпия – образование плодов, лишенных семян. Это явление имеет большое хозяйственное значение и известно у таких растений как виноград, банан, груша, апельсин, мандарин. Такие растения размножают вегетативным путем.
Состав семян. Все вещества семени можно разделить на две группы: неорганические и органические. Неорганические вещества семян представлены водой и минеральными веществами. Даже самые сухие на вид семена содержат от 7 до 12% воды. В этом можно убедиться, нагревая семена в пробирке. При этом на стенках пробирки будут образовываться капли воды. При сжигании семян остается зола, представляющая собой смесь различных минеральных солей.
Семена всех растений содержат органические вещества – белки, жиры и углеводы. Однако их процентное содержание в семенах различных растений не одинаково. В семенах одних растений накапливается большое количество крахмала (у пшеницы 66%), в других – жиры (у клещевины до 70%), в третьих – белки (у сои – 34-45%). В любом случае, в большем или меньшем количестве в семенах содержатся все органические вещества.
Ключевые термины и понятия
1. Плод. 2. Перикарпий: экзокарпий, мезокарпий, эндокарпий. 3. Простые, сложные плоды. 4. Ложные плоды. 5. Семя. 6. Перисперм. 7. Алейроновый слой. 8. Скарификация. 9. Стратификация. 10 Надземное и подземное прорастания семян. 11. Апомиксис. 12. Партеногенез. 13. Партенокарпия.
Основные вопросы для повторения
1. Строение плода.
2. Виды сухих ореховидных и коробочковидных плодов.
3. Виды сочные костянковидных и ягодовидных плодов.
4. Виды ложных плодов.
5. Строение семени фасоли.
6. Строение зерновки пшеницы.
7. Классификация семян в зависимости от локализации питательных веществ.
8. Типы прорастания семян.