§ 43. Покритонасінні. Дводольні та однодольні покритонасінні

У попередній темі ви дізналися про основні риси будови, життєдіяльність та розмноження квіткових рослин. Усі вони називаються квіткові або покритонасінні. Це значить, що їхні насінні зачатки глибоко сховані у порожнині зав’язі, а пилок під час запилення вловлює приймочка маточки. Вони мають зародковий мішок і їм притаманне подвійне запліднення. Покритонасінні поширені на усіх континентах, навіть в Антарктиді, зростають в усіх кліматичних зонах. Їх нараховують близько 250 тис. найрізноманітніших видів. Ці рослини заселяють найбільш посушливі пустелі і помірно зволожені території, трапляються на болотах і в прісних водоймах, а деякі (наприклад, морська трава) навіть пристосувалися зростати на морському дні, при цьому морська вода навіть переносить їхні пилкові зерна.

Покритонасінні — це насінні рослини, у яких пилок вловлює приймочка маточки.

У квіткових рослин є насінини із зародками, які містять дві або одну сім’ядолі. З цією ознакою пов’язана ціла низка інших особливостей. Тому покритонасінні поділяють на дводольні і однодольні.

Корінь. У більшості дводольних головний корінь живе тривалий час, а тому їхня коренева система має один найпотужніший корінь, від якого відходять менш потужні бічні корені. Головний корінь однодольних рано відмирає, тому їхня коренева система зазвичай складається з багатьох однаково розвинених коренів.

Листок. У листків дводольних зазвичай невелика листкова основа, часто є прилистки, добре розвинений черешок і листкова пластинка із пальчастим або пірчастим жилкуванням. Листки однодольних часто мають основу у вигляді піхви, що оточує стебло, в переважній більшості без прилистків і черешка, з овальною або стрічкоподібною листковою пластинкою, дугоподібним або паралельним жилкуванням.

Стебло. На поперечному зрізі стебла дводольних провідні пучки розташовані кільцем, є серцевина. Для них типове утворення камбію і потужне потовщення. Тому серед дводольних багато як трав, так і дерев. Натомість провідні пучки однодольних розкидані майже по усьому поперечному зрізі стебла. Часом в центрі можна розпізнати серцевину, але у деяких однодольних, наприклад злаків (бамбук, пшениця, жито) на місці серцевини виникає велика повітряна порожнина. Камбій у однодольних не утворюється. Це — переважно трави. Дерев до цієї групи належить небагато: це — пальми, алое або драцени.

Квітка. Для багатьох дводольних характерні квітки, у яких частини розміщені колами, в кожному з яких по чотири або п’ять листочків оцвітини, тичинок чи плодолистків, з яких складається маточка. А у типової квітки однодольних кола тричленні. Квітки із великим і невизначеним числом частин трапляються як серед дводольних, так і серед однодольних.

Дводольних покритонасінних у флорі Землі нараховують близько 180 тис. видів, а близько 70 тис. видів покритонасінних мають зародок з однією сім’ядолею і належать до однодольних.

• 1. Покритонасінні — найбільша за обсягом група рослин, яка найбільш поширена у різноманітних умовах існування.
• 2. Характерними рисами покритонасінних є квітка, плід, вловлювання пилку приймочкою маточки, зародковий мішок, подвійне запліднення, ситоподібні трубки.
• 3. Покритонасінні рослини за сукупністю ознак можна поділити на дводольні і однодольні.

ТЕРМІНИ І ПОНЯТТЯ, ЯКІ ПОТРІБНО ЗАСВОЇТИ

Покритонасінні, дводольні, однодольні.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

• 1. Які основні ознаки покритонасінних?
• 2. За якими ознаками покритонасінні поділяють на дводольні і однодольні?
• 3. Скільки видів покритонасінних, дводольних і однодольних існує в природі?

Порівняйте ознаки дводольних і однодольних покритонасінних, відомості про їхні особливості занесіть у таблицю в зошиті.

Число сім’ядолей у зародка насінини

Відділ Покритонасінні (Квіткові), або Магноліофіти, загальна характеристика, переваги квіткових рослин

Квіткові рослини називають «переможцями в боротьбі за існування».

Переваги квіткових рослин:

• найдосконаліша будова тканин, вегетативних і генеративних органів, їм властива висока пластичність;

• насінні зачатки захищені в зав’язі квітки (квітка – найефективніший орган для забезпеченння розмноження);

• наявні плоди для поширення насіння (плоди – найкраще пристосування до поширення рослин, до завоювання нових територій);

Основні пристосування, що дозволили покритонасінним стати панівною групою в рослинному покриві Землі: квітка і плід, який утворюється з квітки після запліднення.

Загальна характеристика Покритонасінних.

Близько 300 тисяч видів (найбільший відділ рослин), а в Україні – понад 5000.

На всіх континентах, в усіх кліматичних зонах і в найрізноманітніших екологічних умовах (не панують на болотах і в тайзі).

Однорічні, дворічні та багаторічні рослини. У життєвому циклі переважає нестатеве покоління (спорофіт), причому статеве покоління (гаметофіт) живе на спорофіті. Гаметофіт і спорофіт завжди різко відрізняються.

У пиляках тичинок утворюються пилкові зерна (чоловічі гамето­фіти), у яких знаходяться сифоногенна та спермагенна клітини.

У зав’язі маточки містяться насінні зачатки, у центрі насінного зачатку міститься зародковий мішок (жіно­чий гаметофіт), в якому знаходяться яйцеклітина і центральна клітина.

Чоловічий гаметофіт – це 2-х,3-х клітинне пилкове зер­но, а жіночий – 8-ядерний зародковий мішок (у різноспорових рослин гаметофіт зменшується до розмірів спори і розвивається, не залишаючи її оболонки).

Гаметофіти не залишають оболонку спор, розвива­ються на спорофіті за рахунок його поживних речовин.

Насінні зачатки заховані в зав’язі (являє собою темну вологу камеру, яка добре захи­щає їх від сухості повітряного середовища, до якого насінні зачатки над­чутливі).

Носій органів спороношення та домівка для гаметофіту.

Виключно різноспорові рослини (покоління з диплоїдним набором хромосом).

Вегетативні органи – корінь і пагін (стебло, листки).

Квітка – спеціалізований орган, що найефективніше забезпечує розмноження рослин: утворюються спори і гамети, відбувається подвійне запліднення, яко­му передує запилення.

Типова будова квітки: квітконіжка, яка закінчується квітколо­жем, до якого прикріплюються чашолистки, пелюстки, тичинки і ма­точки.

Квітки бувають поодинокими або зібраними в суцвіття прості або складні.

Оцвітина захищає тичинки і маточки та приваблює запи­лювачів.

У вітрозапильних рослин дрібні, зібрані у суцвіття квіт­ки, сухий і легкий пилок, невиразна оцвітина.

У комахозапильних рослин яскраво забарвлені квіт­ки, клейкий пилок.

У пилковому мішку (мікроспорагій) тичинки утворюються мікроспори, що дають початок чоловічому гаметофіту.

В ядрі (мегаспорангій) насінного зачатку маточки утворюються мегаспори, що дають початок жіночому гаметофіту.

Фотосинтезуючим поколінням є нестатеве покоління (спорофіт). Фотосинтез здійснюється пагонами (стеблом, листками).

Запилення – необхідна умова запліднення.

Види запилення: самозапилення і перехресне запилення (вітром, комахами, водою, птахами тощо).

Штучне запилення здійснює людина.

Подвійне запліднення (зародок та запасаюча тканина утворюються після запліднення)

Після запилення сифоногенна клітина проростає пилковою трубкою, досягає зародкового мішка, входить до нього і лопається, зі спермагенної клітини утворюються дві статеві клітини (спермії). Один спермій зливається з яйцеклітиною, утворюючи зародок, а інший спермій зливається з центральною клі­тиною, утворюючи із заплідненого центрального ядра запасаючу тканина (вторинний ендосперм).

Вторинний ендосперм має диплоїдний набір хромосом.

Подвійне запліднення в 1898 році відкрив професор Київсько­го університету С. Г. Навашин.

Після запліднення квітка перетворюється на плід, а насінні зачатки – на на­сіння.

Тривалість від запилення до запліднення

Час від запилення до запліднення кілька годин, до утворення насіння від 3-4 тижнів до 3-4 місяців.

Нестатеве (вегетативні органи – корінь, пагін та їх видозміни) і статеве (генеративні органи – квітка, плід, насіння).

Чоловічі статеві кліти­ни (спермії) потрапляють до жіночих статевих клітин (яйцеклітин) за допомогою пилкової труби (не потрібна вода).

Вегетативне розмноження базується на явищі регенерації (здатності рослин відтворювати цілий організм із частини).

Розрізняють природне вегетативне розмноження та штучне вегетативне розмноження, що здійснюється людиною.

За рахунок рослини (спорофіту) відбувається утворення, розвиток і дозрівання насіння, в якому вже є сформований новий зародок (спорофіт).

Має здатність переносити несприятливі умови у стані спокою, залишаючись при цьому живим і зберігаючи жит­тєздатність протягом довгого часу (від кількох місяців до багатьох ро­ків – 5-12 і більше).

З насіння за сприятливих умов розвиваються проростки (сходи), які ростуть, розвиваються і перетворю­ються на дорослі рослини.

Після запліднення квітка перетворюється на плід, в якому розвивається насіння, він є надзвичайно ефективним пристосуванням до поширення насіння.

Плід захищає насіння стінкою плода.

Плоди бувають сухими (розкривними та нерозкривними) і соковитими.

Види поширення плодів: самостійно, вітром, тваринами, водою, людиною тощо.

Накопичують основну масу органічної речовини в біосфері, підтримують відносно сталий склад і вологість довкілля і т.д.

Деревину використовують як будівельний матеріал, для виробництва меблів, паперу, а також як паливо.

Багато їстівних, кормових, лікарських, декоративних та інших рослин.

Дерева дуб, бук, граб, клен, ясен, липа, береза, осика, вільха та деякі інші, кущі ліщина, крушина, малина, ожина, шип­шина, бруслина, бузина тощо, трави – конюшина, пирій тощо.

За висновками більшості вчених виникли від насінних папо­ротей – перших рослин, які вже мали насінину (найпримітивніші квіткові мають велику двостатеву квітку з великою кількістю листочків оцвітини, тичинок і ма­точок, серед сучасних рослин таку квітку мають магнолія, латаття та деякі інші рослини). Розвиток зумовлювався пристосуванням до запилення вітром та комахами.

Квітка – генеративний орган покритонасінних, видозмінений пагін, вісь якого називається квітколожем.

Плід – це видозмінена у процесі запліднення квітка.

Насінина – одиниця розмноження насінних рослин.

Спорофіт (від грец. спора і фітон – рослина) – нестатеве покоління в життєвому циклі рослин (утворює спорангії зі спорами).

Гаметофіт (від грец. гамета і фітон – рослина) – статеве покоління в життєвому циклі рослин.

На гаметофіті утворюються органи статевого розмноження (гаметангії).

Мікроспора (від грец. мікрос – малий і спора) – мала за розміром спора (з неї розвивається гаметофіт чоловічий).

Пилкове зерно – чоловічий гаметофіт насінних рослин.

Пилок – сукупність пилкових зерен.

Сифоногенна клітина (від грец. сифон – трубка і генао – народжувати) – клітина, з якої утворюється пилкова трубка.

Спермагенна клітина (від грец. сперма – сім’я і генао – народжувати) – клітина, з якої утворюються чоловічі статеві клітини (спермії) у насінних рослин.

Спермій – нерухома чоловіча статева клітина (без джгутиків) у насінних рослин.

Мегаспора (від грец. мегас – великий і спора) – велика за розміром спора (з неї розвивається гаметофіт жіночий).

Насінний зачаток – новоутворення у рослин, з якого утворюється насінина.

Мікропіле, або пилковхід (від грец. мікрос – малий і піле – ворота) – отвір на верхівці насінного зачатка.

Архегоній (від грец. архе – початок і гоне – народження) – жіночий статевий орган наземних рослин.

Яйцеклітина – жіноча статева клітина.

Запилення – необхідна умова запліднення у насінних рослин.

Запліднення – процес злиття статевих клітин (гамет).

Гамета (від грец. гаметес – чоловік і гамете – дружина).- статева клітина

Зигота (від грец. зиготос – з’єднані разом) – клітина, яка утворюється внаслідок злиття двох гамет жіночої та чоловічої.

Ендосперм – особлива поживна тканина насінних рослин.

Вторинний ендосперм – запасна тканина зі заплідненої центральної клітини в покритонасінних.

Диплоїдна клітина (від грец. диплос – подвійний) – клітина з подвійним набором хромосом. Диплоїдні клітини звичайно позначають латинською літерою «2п».