Принципы строения цветков наглядно демонстрируют диаграммы и формулы.

Диаграмма представляет собой схему строения цветка, точнее, бутона, и его положение на растении.

При составлении диаграммы мысленно проводят плоскость через глав­ную ось растения, цветок и кроющий лист. Диаграмма пазушного цветка состоит из 3 частей: поперечного сечения главной оси (стебля) в виде кру­жочка сверху, плана строения цветка и расположенного под ним поперечного сечения кроющего листа в виде фигурной скобки. В диаграмме верхушечного цветка ось и кроющий лист не отмечают.

Схема строения цветка должна отображать его симметрию, число эле­ментов и их расположение, наличие срастания. Цветок называют правиль­ным, или актиноморфным, если через него можно провести несколько плоскостей симметрии, каждая из которых делит его на 2 равные части. Таковы цветки герани, яблони, незабудки. Зигоморфный цветок имеет лишь одну плоскость симметрии, как у фиалки, львиного зева, гороха и дру­гих растений (рис. 230 В). Асимметричны цветки, через которые невозможно провести ни одной плоскости симметрии, как у валерианы, канны.

Однако не все части цветка имеют одинаковую симметрию. У гороха, например, чашечка правильная, а венчик зигоморфный. У крестоцветных чашечка и околоцветник правильные, а андроцей имеет билатеральную симметрию.

Во всех подобных случаях общую симметрию цветка обычно определяют по венчику.

Составляя схему строения цветка, необходимо точно отразить характер расположения его членов, особенно в циклическом цветке, не забывая о правиле чередования кругов, о котором речь уже была, и правиле кратных отношений, состоящем в том, что число членов в каждом круге одинаково или кратно какому-то числу (рис. 230 А). Вследствие редукции некоторых членов это правило не всегда соблюдается.

Встречаются и другие исключения из этих правил. Так, у герани, гвоз­дики с двухкруговым андроцеем тычинки наружного круга не чередуются с лепестками, а противостоят им, чередуясь с чашелистиками. Это явление называют обдиплостемонией, в отличие от диплостемонии, когда тычинки наружного круга чередуются с лепестками.

Обдиплостемония может быть следствием наследственно закрепленных нарушений формирования цветка, при котором происходит смещение тычи­нок, либо она связана с эволюционной редукцией наружного круга тычинок, и сохранившиеся тычинки внутреннего круга оказываются супротивными лепесткам, как у примулы (рис. 230 Б).

Чашелистики на диаграммах принято изображать килеватыми скобками, а лепестки, как и листочки простого околоцветника, - округлыми. Тычинки и пестики показывают в виде поперечных сечений пыльников и завязей, в которых отмечают расположение семязачатков.

Соединение частей цветка короткими линиями означает их срастание.

Формула - краткое описание строения цветка с использованием буквен­ных и цифровых обозначений. Она дополняет диаграмму, так как показывает также положение завязи в цветке, а в ряде случаев отражает происхождение некоторых элементов вследствие расщепления их зачатков.

Для обозначения частей цветка используют начальные буквы их латин­ских названий:

Р - perigonium - простой околоцветник;

К - calyx - чашечка;

С -- corolla - венчик;

А - androceum - андроцей;

G - gynaeceum - гинецей.

Симметрию обозначают значками:

* - цветок правильный, актиноморфный;

á; - - цветок моносимметричный, зигоморфный;

цифры соответствуют числу элементов, если их очень много, то исполь­зуют знак ∞;

Показывает, что однородные элементы расположены в 2 и более кругах;

запятыми при необходимости отделяют элементы одного круга, какими-то признаками отличающиеся от других;

х - означает, что элементы возникли вследствие расщепления;

() ~ скобками показывают срастание элементов одного круга;

2, 2 - черта под цифрой, соответствующей числу плодолистиков, означает верхнюю завязь, а над цифрой - нижнюю.

Формулы пишут в определенном порядке, от наружных членов к вну­тренним.

Примеры формул:

* KOOC(5)A5G(2) - лопух;

* K5C5AooGoo - лютик;

* K(5)C5A5+5(j(2) - гвоздика;

* K2+2C2x2A2+2x2(j(2) - сурепка;
Т Рз+зА^з) - ятрышник;

ТK(5)C(2,3)A4G(2) - яснотка;

ТK(5)C1)2,(2)A(5-b4),lGi - ГОРОХ.

Продолжение. См. № 10, 11, 12/2005

Ботаника в таблицах, схемах, тестах и терминах

Схема 5. Цикл развития цветкового растения

Таблица 11. Основные признаки семейств цветковых растений

Таблица 12. Сравнительная характеристика классов цветковых растений

Таблица 13. Общая характеристика бактерий

Таблица 14. Характеристика основных представителей грибов

Схема 6. Схема биологической системы растений (основные таксономические единицы)

Таблица 15. Общая характеристика лишайников

Таблица 16. Основные жизненные формы (по К.Раункиеру)

Таблица 17. Основные растения – индикаторы загрязнения атмосферного воздуха

Продолжение следует

Формула и диаграмма цветка .

Начиная с XIX в. в учебной работе и в научных исследованиях для большей наглядности используют формулы и диаграммы. Формула цветка - условное обозначение его строения с помощью букв латинского алфавита, символов и цифр. При составлении формулы употребляют следующие обозначения: Я - простой околоцветник (perianthium); Ca (или K ) - чашечка (calyx); Со (или С) - венчик (corolla); А - андроцей (androeceum); G - гинецей (gynoeceum); знак *, помещаемый в начале формулы, указывает на актиноморфность цветка; знак - на его зигоморфность. Обоеполый цветок обозначается знаком мужской - ♂; женский - ♀. Знак "+" указывает на расположение частей цветка в двух или нескольких кругах либо на то, что части, разделенные этим знаком, противостоят друг другу. Скобки означают срастание частей цветка. Цифра рядом с символом указывает на количество членов данной части цветка; черта под цифрой, обозначающей число плодолистиков в гинецее, например 3 , свидетельствует о том, что завязь верхняя; черта над цифрой - завязь нижняя; черта от цифры - полунижняя завязь. Большое и неопределенное число членов обозначается знаком ∞.

Например, формула цветка тюльпана * P 3 + 3 A 3 + 3 G (3 ) показывает, что он актиноморфен, имеет простой шестичленный околоцветник, свободные доли которого расположены по три в два круга; андроцей также шестичленный, из двух кругов тычинок, а гинецей ценокарпный из трех сросшихся плодолистиков (сложный пестик), образующих верхнюю завязь.

Формула цветка одуванчика Ca 0 Co (5) A (5) G (2 ) или (1 ) свидетельствует, что его цветки зигоморфные, обоеполые, имеют околоцветник, в котором чашечка редуцирована, венчик состоит из пяти сросшихся лепестков, андроцей - из пяти слипшихся пыльниками тычинок, а гинецей - из двух сросшихся плодолистиков, образующих нижнюю завязь. Поскольку из двух сросшихся плодолистиков развивается лишь один, т. е. гинецей псевдомонокарпный, то для формулы цветка одуванчика допустима и более рациональная запись G (1 ) . Формула цветка яснотки белой Сa (5) Сo (2+3) A 4 G (2 ) указывает на его зигоморфность, . обоеполость, двойной околоцветник, в котором чашечка состоит из пяти сросшихся чашелистиков, а венчик - из пяти сросшихся лепестков, из которых два противостоят трем остальным; андроцей образован четырьмя свободными тычинками, а ценокарный гинецей - двумя сросшимися плодолистиками, образующими верхнюю завязь.

Диаграмма цветка более наглядна, чем формула. Она представляет условную схематическую проекцию частей цветка на плоскость и отражает их число,

относительные размеры и взаимное расположение, а также наличие срастаний (рис. 99). Кроме того, на диаграмме нередко указывается расположение кроющего (прицветного) листа, прицветничков и оси соцветия или побега, несущего цветок. Прицветник, прицветнички и чашелистики чаще изображаются скобками с килем (фигурными скобками) различного размера, лепестки - круглыми скобками, тычинки в виде среза через пыльник или для упрощения в виде затушеванного эллипса, геницей - также в виде среза через завязь или завязи (для апокарпного гинецея) с прорисовкой места плацентации и семязачатков, через которые прошел срез.

Цветок – это видоизмененный укороченный спороносный побег, ограниченный в росте. Функции цветка : образование микро- и мегаспор, гамет, опыление. Возникает цветок из конуса нарастания цветочного побега, из генеративной почки. Развивается как на верхушке стебля, так и в пазухах листьев.

Появление цветка – это ароморфоз, обеспечивающий распространение покрытосеменных и их господство.

Строение цветка

Состоит из околоцветника, пестика и тычинок. Безлиственная удлиненная часть стебля под цветком называется цветоножкой . Ее имеют яблоня, вишня, тюльпан и др. Те цветки, цветоножки которых укорочены и почти незаметны, называются сидячими . Ось цветка, его стебельная часть, укорочена и называется цветоложем . На нем расположены все части цветка. Форма цветоложа может быть разнообразной: выпуклой (лук), плоской (пион), вогнутой (вишня), конусообразной (мальва) и т. п.

Околоцветник состоит из чашечки и венчика . Чашечка образована чашелистиками, венчик – лепестками . Образуются чашелистики от вегетативных листков, а лепестки являются видоизмененными тычинками (водяная лилия), или листкового происхождения (пион, магнолия). Чашечка в бутоне защищает другие части цветка от повреждений. Чашелистики и лепестки могут быть свободными или сросшимися. Тогда они соответственно называются: раздельнолистыми (капуста, редька), сростнолистыми (шиповник, горох), свободнолепестными (шиповник) или сростнолепестными (картофель, одуванчик). Если околоцветник образован только чашелистиками или лепестками, он называется простым (тюльпан, ландыш и т. п.). Если листочки простого околоцветника окрашены в зеленый цвет, то он называется чашевидным (крапива, вороний глаз), если в другие – венчиковидным (лилия, подснежник). Если в околоцветнике есть и лепестки, и чашелистики, он называется двойным (шиповник, картофель). Венчик привлекает опылителей к цветку, защищает пестик и тычинки от повреждений. Если у цветка отсутствует околоцветник, то он называется голым (верба, ясень).

По типам симметрии различают цветки таких видов:

1. правильные , или актиноморфные (от греч. актис – звезда, морфе – форма) – можно провести две и больше оси симметрии, при этом цветок будет разделен на равные половины (тюльпан, лютик и т. п.);
2. неправильные , или зигоморфные (от греч. зигон – пар) – можно провести лишь одну ось симметрии (горох, конский каштан);
3. асимметричные – нельзя провести ось симметрии (канна).

Главной частью цветка являются пестик и тычинки. Цветки, которые имеют и пестик, и тычинки, называются двуполыми или гермафродитными . Цветки, которые имеют или пестик, или тычинки, называются однополыми : только с тычинками – тычинковые (мужские), только с пестиками – пестиковые (женские). Цветки, которые не имеют ни тычинок, ни пестиков, называются стерильными или бесполыми . Такие цветки встречаются у астровых и служат для привлечения опылителей. Если на одном растении встречаются цветки с пестиками и тычинками, они называются однодомные (вишня, яблоня). Если на одних растениях цветки лишь мужские, а на других – только женские, то такие растения называются двудомными (облепиха, конопля, тополь, шелковица, верба). Однодомных растений больше (5-8 %), чем двудомных (3-4 %).

Совокупность всех тычинок называется андроцеем (от греч. андрос – мужчина, ойцос – дом), совокупность всех пестиков называется гинецеем (от греч. гине – женщина). Количество тычинок и пестиков может быть разным.

Тычинка состоит из тычиночной нити и пыльника . Тычиночная нить представляет собой стерильную часть тычинки, которая несет пыльник. Может иметь разную форму: булавовидную, волосовидную, цилиндрическую и т. п. Поверхность тычинковой нити бывает голой, опушенной, волосистой, может иметь железки. Иногда тычиночная нить не развивается или бывает очень короткой (магнолия). Пыльник состоит из двух половинок, которые соединены между собой вязальцем . Пыльник имеет 4 гнезда (спорангия) или пыльцевых мешка , в которых из первичных спорогенных клеток сначала путем митоза, а потом мейоза образуются микроспоры , из которых развиваются пыльцевые зерна . Иногда перегородка разрушается, и в пыльнике остаются две полости – гнезда. Пыльцевое зерно покрыто двумя оболочками: внешней – экзиной и внутренней – интиной . Пыльцевые зерна разнообразны по форме: шаровидные, эллипсоидные, удлиненные, нитевидные, полушарообразные. Поверхность пыльцы бывает шишковатой, шершавой, сморщенной, иглистой и т. п.

Внутри пыльцевого зерна формируется мужской гаметофит . Гаплоидная микроспора делится путем митоза, и получаются две клетки, одна из которых имеет меньшие размеры – генеративная (репродуктивная) , а вторая – большие – вегетативная . Из генеративной клетки развиваются (получаются путем митоза) спермии , а из вегетативной – пыльцевая трубка .

Пестик состоит из рыльца , столбика и завязи . Образован он одним (гинецей называется апокарпным (от греч. апо – возражение, карпелум – плодолистик)) или несколькими (гинецей называется ценокарпным (от греч. кайнос – общий)) плодолистиками при сростании краев. По расположению завязи различают: верхнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки прикрепляются под ней, стенки завязи образованы только плодолистиками (помидор, земляника, слива, вишня); нижнюю – когда чашелистики, лепестки и тычинки размещены над ней и срастаются с ней (подсолнух, яблоня, смородина); полунижнюю – стенки завязи срастаются с тычинками, лепестками и чашелистиками лишь в нижней части (бузина).

Поверхность рыльца выделяет липкие вещества, может быть покрыта волосками, бугорками и т. п., что позволяет лучше улавливать пыльцу. Ветроопыляемые растения имеют рыльце больших размеров. Столбик – это суженная часть пестика, который соединяет рыльце с завязью. У некоторых растений (мак посевной) столбик почти неразвит и рыльце сидит на завязи. Оно называется сидячим . В завязи пестика находится полость (одна или несколько) – гнездо . Количество гнезд равняется количеству сросшихся плодолистиков (одногнездная, двухгнездная, трехгнездная, четырехгнездная, пятигнездная, многогнездная завязи).

Строение семенного зачатка

На внутренних стенках завязи находится один или несколько семенных зачатков или семяпочек . Они являются мегаспорангиями покрытосеменных. С помощью семенной ножки семенной зачаток крепится к стенке завязи. По ней питательные вещества поступают в семенной зачаток. Внутри семенного зачатка находится нуцеллус – паренхимная ткань, которая питает и защищает мегаспоры. Нуцеллус снаружи покрыт одним или двумя покровами – интегументами . Интегументы не срастаются краями в верхней части семенного зачатка и образуют отверстие – микропиле или пыльцевход . Место соединения интегументов и нуцеллуса называется халазой .

В нуцеллусе из одной из клеток (мегаспоры) формируется зародышевый мешок (женский гаметофит). Путем мейоза из материнской клетки в нуцеллусе образуется четыре гаплоидные мегаспоры . Три из них разрушаются. Четвертая клетка дает начало женскому гаметофиту. Она увеличивается в размерах, вытягивается. Ее ядро делится митотически. Каждое из двух образованных ядер расходится к полюсам и делится еще дважды. На обеих полюсах – по 4 гаплоидных ядра. Образуется зародышевый мешок. От каждого из полюсов отделяется по одному ядру к центру, где они сливаются и образуют вторичное диплоидное ядро (центральное). Завершается все образованием клеточных перегородок в цитоплазме зародышевого мешка.

Около одного из полюсов зародышевого мешка находятся большая по размерам яйцеклетка с двумя вспомогательными клетками (синергидами) . На противоположном полюсе расположены три клетки-антипода .

Строение цветка можно записать с помощью формулы. Формула цветка – это система символов, которая характеризует его морфологическое строение. Для составления формулы используют латинские буквы или буквы русского алфавита:

Количество элементов цветка обозначают:

∞ – количество частей больше, чем 12;

0 – отсутствующие элементы цветка;

() – сращенные члены;

(+) – расположение элементов по кругу;

черточка под цифрой или над ней – нижняя или верхняя завязь.

Например, формула цветка лилии: Р 3+3 А 3+3 G (3) .

Размещение отдельных частей цветка проектируют на плоскость, перпендикулярную ее оси, подают в виде диаграммы . Составляют по поперечным срезам нераспущенных почек цветков. Диаграмма отражает взаиморасположение частей цветка, дает лучшее представление, чем формула, о ее строении.

Определение 1

Цветок – видоизмененный укороченный побег, приспособленный к образованию микро- и мегаспор, гамет и перекрестного опыления. Учеными в области растений было выдвинуто два направления. В одном направление цветок характеризовался признаками в наличие тычинки, пестика и околоцветника. И был сделан вывод на данном основании о том, что цветок имеют только покрытосеменные растения. В другом направлении признаком цветка является образование спор и гамет. Из цветка развивалось семя или плод. Такое утверждение доказывало то, что цветок есть как у покрытосеменных растений, так и голосеменных.

Цветком, заканчивается боковой или основной побег. Покровным цветком называют, цветок который оканчивается боковым побегом. Ось цветка называется цветоложем. Его можно считать главной частью, в цветке, так как на нем крепятся чашечка, венчик, тычинки, пестик.

Рисунок 1.

Цветоложе индивидуально, для каждого растения. Так у пеона цветоложе плоское, у лютика выпуклое, у вишни, розы вогнутое. У некоторых растений на цветках можно наблюдать цветоножки, это часть стебля несущая цветок. Если цветоножки нет, то такой цветок называется сидячим. На цветоножке в свою очередь можно наблюдать прицветники, у каждого растения их количество варьируется, или вообще отсутствует. Этот факт помогает классифицировать растения на семейства, роды и виды.

Чашечка цветка образуется из чашелистиков, как правило, зеленого цвета. Функция ее защищать цветок, когда он находится в стадии бутона. Чашечки могут срастаться или быть свободными.

Лепестки цветка формируют венчик. Он в отличие от чашечки окрашен в яркий цвет. Каждое растение имеет свой пигмент цветка. В природе встречаются самые разнообразные формы и цвета венчика. Если через ось венчика можно провести не одну ось, такой венчик называется правильным. Правильный венчик встречается в растений семейств крестоцветных, гвоздичных. Если ось одна, то такой венчик неправильный, встречается он губоцветных, мотыльковых семейств растений. У канны и валерьяны вообще не возможно, провести ни одной оси, это тоже неправильные венчики. Как и чашечка, венчик может срастаться или быть свободным. Из-за своей пигментации венчик привлекает насекомых, которые опыляют растение.

Чашечка вместе с венчиком формируют околоцветник. Различают двойной околоцветник, состоит из чашечки и венчика. Простой околоцветник имеет либо чашечку либо венчик. Простой венчикообразный околоцветник имеет яркую окраску. Например, у таких растений, как тюльпан, лилия, пеон. Простой чашечкообразный венчик зеленого цвета характерен для таких растений как, крапива, свекла. Также, в природе можно встретить цветки без околоцветников, их называют голыми цветками. Такие голые цветки, характерны для ясеня, осоки, ивы.

Строение тычинки, пыльника и пыльцы

Тычинка состоит из тычиночной нити и прикрепленного к ее верхушечки пыльника, в котором непосредственно развиваются споры, а из них пыльца.

Тычиночная нить бывает узкоцилиндрической формы, плоская, пластичная или мясистая. У некоторых растений нить короткая или вообще не развивается. Тычиночная нить крепится к пыльнику.

Пыльник формируется из двух продольных половинок, соединенные между собой связником. По форме пыльника различают виды растений. Так пыльник чаще у растений неподвижен, но у некоторых он качается, например у лилейных и злаковых. У каждой половинке пыльника различают по два пыльцевых гнезда, где в свою очередь, и развивается микроспоры, превращающиеся в пыльцу.

Микроспоры , прорастая внутри пыльника, дают мужские гаметофиты. Прорастая, микроспора митотически делятся, образуя маленькую репродуктивную клетку и большую вегетативную клетку. Из репродуктивной клеточки развивается спермий, а из вегетативной пыльцевая трубка.

Строение пестика

Срастаясь, плодолистики образуют пестик. В себе пестик хранит семенные зачатки, непосредственно в нижней вздутой части завязи. Столбик пестика несет на себе рыльце, на котором попадает и прорастает пыльца. Столбик у разных растений различен, иногда вообще не развит. Из-за неразвитого столбика, рыльце получило название сидячее. Пестиков у растений может быть несколько, и число их зависит от количества завязей. В свою очередь, завязь верхняя, средняя и нижняя.

В зависимости от количества гнезд в завязи, различают одногнездые, двухгнездые и многогнездые завязи. В гнезде находятся семенные зачатки. Их количество прямо пропорционально зависит от вида растений. На внутренних стенках завязи в виде небольших бугорков закладываются семенные зачатки. Место заложения зачатков называется плацентой. К ней семенной зачаток крепится с помощью семяножкой.

Интегументы семенных зачатков образуют отверстие – микропиле. Нуцеллус, расположенный под интегуметнтами, окружает зародышевый мешок. Нуцеллус – это ядро семенного зачатка. На микропилярном конце зародышевого мешка находятся три клетки – одна большая яйцеклетка и две синергиды. На противоположном конце три клетки антиподы. в результате слияния двух полярных ядер образовалось вторичное ядро. Вторичное ядро находится в центре зародышевого мешка.

Формула и диаграмма цветка

Формула цветка описывается следующими обозначениями:

• $P$ – простой околоцветник,
• $K$ – чашечка,
• $C$ – венчик,
• $A$ – тычинка,
• $G$ – пестик.

Количество данных элементов обозначают цифрами. Если невозможно сосчитать элемент ставят знак бесконечности. Если члены срослись обозначают скобкой, если элементы идут по кругу ставят знак плюс. Завязь обозначают чертой под или над цифрой, соответственно нижнюю черта внизу, верхнюю – вверху. Неправильный венчик стрелочка вверх, правильный – звездочкой. Однопольный цветок мужского типа, т.е тычиночный обозначается - ♂, женский пестичный - ♀ двуполый эти два знака объединяются.

Примеры формул цветов

Лилия $P_3+3, A_3+3, G(3)$, что означает, правильный венчик, простой околоцветник с $6$ лепестками, тычинок тоже $6$, и $3$ сросшихся пестика.

Лютик $K_5, C_5, A~, G~$, что означает, правильный венчик, чашечка из $5$ чашелистиков, венчик из $5$ лепестков, и бесконечное число тычино и пестиков.

Сурепица $K_2+2, C_4, A_2+2, G_2$, расшифровываем. Правильный венчик, чашечка из $4$ чашелистиков, венчик тоже из $4$ лепестков, тычинок $4$, пестиков $2$.

Определение 2

Диаграмма – это проекция цветка на плоскости, перпендикулярна оси цветка. Диаграмма составляется по поперечному разрезу нераскрытых цветочных почек. Диаграмма показывает более точное строение цветка нежели формула.

Функции цветка

На первый взгляд кажется, что функция цветка, состоит в эстетическом разнообразии нашей флоры. Цветы радуют наш глаз своей красотой, а их большинство имеют утонченный аромат, который не оставляет равнодушным наше обоняние. Но цветы это не только красота и аромат. Главная функция цветов для самих растений это размножение. Благодаря форме и пигментам окрашивающие цветок, а также эфирным маслам, несущие аромат, цветок привлекает внимание насекомых и птиц-опылителей.

Замечание 1

К сожалению не все растения имеют красочные, ароматные и большие цветки, в природе встречаются маленькие, тусклые цветочки не привлекающие внимание опылителей. Такие растения опыляются ветром.

Опыляясь в завязи цветка, формируются и развиваются семена.