Учебник по БОТАНИКЕ . Развитие плода растения
Развитие семени и плода.
После процесса оплодотворения цветок резко изменяется: листочки околоцветника и тычинки, выполнив свою функцию, опадают, а на цветоложе остаются листовые рубцы – следы в местах прикрепления. Гинецей остается на цветоложе, и далее происходят процессы внутри завязи. Она постепенно увеличивается в размерах и со временем из нее сформируется плод. Основной частью плода является семя или семена. Они формируются из семязачатков следующим образом.
Триплоидное ядро делится многократно митозом и возникает эндосперм. При этом зародышевый мешок разрастается, заполняется питательными (растворимыми) веществами и ядрами. Ядра распределяются по периферии зародышевого мешка. Питательные вещества в этот период поступают через живые клетки нуцеллуса и покровы семязачатка. Несколько позднее начинается деление зиготы и формирование зародыша. Примечание. Синергиды после оплодотворения отмирают.
Первое деление зиготы поперечное. Возникающие при этом 2 клетки оказываются биологически неравноценными. Верхняя клетка имеет меньшее количество питательных веществ, ферментов, гормонов, витаминов. Вторая клетка, обращенная внутрь зародышевого мешка, имеет большее количество ДНК, РНК и питательных веществ и меньше вакуолей. (Обратить внимание на уровень биологических исследований, сумевших различить химический состав двух рядом лежащих клеток). И судьба этих клеток различна: из 1-ой формируется подвесок, а из 2-й возникает зародыш. Подвесок, опережая развитие собственно зародыша, формируется путем поперечных делений. Возникает длинный ряд клеток – подвесочная ткань, которая продвигает зародыш вглубь зародышевого мешка. К этому времени зародышевый мешок, все увеличиваясь в размерах, достигает почти окончательных размеров будущего семени и обогащается запасными веществами: углеводы в виде растворимых моно- и дисахаров, белки в виде аминокислот, а жиры – в форме жирных кислот. Такую степень спелости семени называют молочной стадией спелости. Постепенно (на 10-12 день у злаков) вокруг ядер обособляется цитоплазма, а также появляется клеточная оболочка, т.е. вся полость зародышевого мешка заполняется тканью (запасающей паренхимой). В это время растворимые питательные вещества переходят в нерастворимое состояние – из углеводов возникают крахмальные зерна, из аминокислот – простые белки. Это стадия молочно-восковой и восковой спелости семени. Параллельно продолжается и развитие зародыша. После развития подвеска клетки собственно зародыша интенсивно делятся, Деление происходит в разных плоскостях, и в результате на подвеске развивается шарик из образовательной меристемы – предзародыш. Со временем начинается дифференциация его клеток: возникает 2 или 1 бугорок, которые растут и специализируются в зародышевые листочки – cемядоли. Между семядолями формируется точка роста побега, на которой закладываются первичные и вторичные бугорки, т.е. возникает зародышевая почка. Под этой почкой начинается закладка прокамбия и дифференцируется стебель. А еще позднее, со стороны подвеска специализируется точка роста корня. Ко времени перехода от восковой в полную спелость заканчивается и формирование зародыша – молодого спорофита. Теперь развитие зародыша приостанавливается, у него замедляются (сильно) все физиологические процессы – питания, дыхания. Такое состояние называется анабиозом. Наступает состояние полной спелости семени. К этому времени зародыш находится в состоянии анабиоза, а питательные вещества окончательно переходят в нерастворимые и клетки теряют много воды. Изменяются и клетки нуцеллуса и интегументов – чаще всего они опробковевают и превращаются в семенную кожуру. Так возникает семя – зародыш, снабженный запасом питательных веществ и защищенный покровами.
Не всегда семя развивается по выше изложенной схеме. Бывает, что зародыш опережает развитие эндосперма и перехватывает все питательные вещества. Тогда он становится массивным, вытесняя эндосперм. Запасные вещества в этом случае откладываются в семядолях. Такой тип семян называют без эндосперма. Встречается и третий вариант отложения питательных веществ – в клетках нуцеллуса. В этих случаях говорят о семенах с периспермом. Итак, различают три варианта строения семян в зависимости от места хранения питательных веществ.
1) Семена с эндоспермом, который бывает мучнистый, с крахмальными зернами, маслянистый, с алейроновыми зернами и стекловидный, сильно обезвоженный, (например, у финиковой пальмы за счет гемицеллюлозы). Встречается у следующих растений: все злаковые, зонтичные, гречиха, томат, калина, мак, ясень, копытень, ирис, лук, клещевина, табак, жимолость, виноград, конопля, хурма, липа, пион.
2) Семена без эндосперма – бобовые, астровые, розовые, крестоцветные, тыквенные, дуб, береза, каштан, орех грецкий, лещина, клен, стрелолист, рдест, частуха.
3) Семена с периспермом – перец черный, свекла, куколь, звездчатка, кувшинка, кубышка.
4) Семена с недоразвитым зародышем – ландыш, спаржа, вороний глаз, финиковая пальма, водосбор, чистяк, василистник, грушанка, повилика, росянка, орхидные.
Параллельно с образованием семени изменяются и стенки завязи, превращаясь в околоплодник. Он может быть различным, что связано со способом освобождения и распространения семян.
Сочный околоплодник бывает разделенным на 3 резко различных слоя - экзокарпий (возникает из наружного эпидермиса), мезокарпий (из мезофилла) и эндокарпий (из внутреннего эпидермиса). Экзокарпий обычно представлен эпидермисом, который, в свою очередь, может давать выросты – волоски, сосочки, иметь кутикулу и восковой налет. Мезокарпий часто состоит из более или менее большого числа клеток основной паренхимы с крупными вакуолями, наполненными клеточным соком. Эндокарпий может опробковевать или одревесневать, а у цитрусовых образует сосочки, составляющие мякоть плода.
Сухой околоплодник не имеет такой резкой дифференциации на слои. Обычно он опробковевший или одревесневший, невскрывающийся или вскрывающийся (способы вскрывания самые различные).
Таким образом, из завязи гинецея возникает плод – орган размножения и распространения цветковых растений. Это функциональное определение плода. Можно дать и другое: плод, это семя (семена), окруженное околоплодником. В этом определении отражено строение плода.
Образованием плода заканчивается индивидуальное развитие спорофита цветкового растения или цветение.
Похожие статьи:
poznayka.org
Плод
Оглавление:1. Плод2. Строение плода
Плод персика
Плод видоизмененный в процессе двойного оплодотворения цветок; орган размножения покрытосеменных растений, образующийся из одного цветка и служащий для формирования, защиты и распространения заключенных в нём семян. Многие плоды ценные продукты питания, сырьё для получения лекарственных, красящих веществ и т. п.
Науку, изучающую плоды, называют карпологией. Раздел карпологии, изучающий закономерности распространения плодов и семян, называют карпоэкологией.
Развитие плода
Как правило, плод развивается после оплодотворения, но у части покрытосеменных может образовываться и в результате апомиксиса, т. е развитие зародыша семени без оплодотворения.Морфологической основой плода является гинецей, прежде всего завязь. Прочие части цветка околоцветник, тычинки и чашечка чаще быстро увядают, но нередко изменяются и вместе с гинецеем также принимают участие в формировании плода, становясь сочными или, напротив, деревянистыми или пленчатыми. Самые глубокие изменения происходят в завязи. Её стенки разрастаются за счёт усиленного деления клеток и увеличения их размеров. После опыления происходит существенное изменение направленности транспортных потоков и перераспределение питательных веществ в сторону развивающихся плодов. У травянистых растений практически все синтезируемые органические вещества используются развивающимися семенами и плодами, что ведёт к истощению других тканей растения.Созревание начинается с того, что плод прекращает рост, разлагаются хлорофилл и дубильные вещества, в вакуолях накапливаются пигменты, определяющие характерную для данного вида окраску плодов. В стенках плода сосредотачиваются различные пластические и энергетические вещества: белки, крахмал, сахара, жирные масла, некоторые витамины и т. п. Зрелый плод характеризуется совокупностью только ему присущих особенностей. Плод несет семя или семена, которых у ряда растений может быть до нескольких тысяч. Это важнейшая его часть, обеспечивающая воспроизведение данного вида в ряду поколений. Однако, по массе семена, как правило относятся к меньшей части плода. В природе и особенно в культуре встречаются бессемяные плоды. В результате длительной селекции выведены бессемянные сорта винограда, банана и т. д.Зрелые семена прикрепляются к околоплоднику в тех местах, где в завязи располагалась плацента, либо свободно лежат в полости плода, либо плотно окружены мясистой стенкой. Максимальное число семян в плоде равно числу семязачатков, но обычно меньше, так как не все семязачатки достигают зрелости.Созревший плод переходит в последнюю стадию отмирания, в ходе которой в плод обычно не поступают новые вещества, не делятся и не растут клетки, и постепенно ткани плода разрушаются и сгнивают. У большинства цветковых растений созревший плод опадает и отмирает уже на грунте.
Просмотров: 19133
www.muldyr.ru
Плод
Плод - орган покрытосеменных растений, образующийся после оплодотворения с пестики и чаще еще и из других частей цветки ( цветоложа, околоцветника, цветоножки) вследствие их разрастания и видоизменения; служит для защиты и распространения семян. Наука, изучающая плоды и семена, называется карпологиею.
1. Строение плода
Плод состоит из наружной части - околоплодника (околоплодник) и семена (или семян), развивающейся внутри плода. Иногда плод образуется без оплодотворения (партенокарпия). В околоплодника различают 3 слоя: наружный - екзокарпий, средний - мезокарпий и внутренний - ендокарпий. Екзокарпий основном тонкий, иногда образует различные выросты (например, в клена). Обычно - особенно в сочных плодов - лучше развит мезокарпий, который часто бывает мясистый, с большим содержанием сахаров (в черешни, персика) или масел (в маслины, авокадо). Ендокарпий тонкий; нередко он видоизменяется и превращается в каменистую ткань - косточку (в вишни, абрикоса). В зависимости от строения и консистенции околоплодника плоды подразделяют на сочные и сухие. В простых сочных плодов весь оплодень или его часть сочная, мясистая с одной семечком ( костянка) или многих ( ягода, яблоко, Гарбузина). Сложные сочные плоды образуются либо из отдельных цветков ( соплодия в шелковицы), либо из нескольких пестиков одного цветка (багатокистянку в малины). Сухие плоды имеют сухой кожистый или деревянистый оплодень, среди них различают распашные плоды ( боб, стручок, коробочка), нерозкривни ( орех, орешек, зерновка, семянка, крылатка), членистые, которые делятся поперечно на отдельные части с семенами (в редьки дикой, верблюжьей колючки) и дробные, распадающиеся продольно на односемянные элементы (в мальвы, кленов, зонтичных).
2. Развитие плода
Плод формируется из завязи пестика после оплодотворения и является характерным признаком цветочной растения. Именно из-за наличия плода цветковые растения называются покрытосеменных. Ткани плода закладываются при формировании цветка и образуются из завязи, но нередко в этом процессе принимают участие другие части цветка ( цветоложе, околоцветник, цветковые чешуи).
Развитие плодов можно разделить на 4 фазы:
- формирования завязи до опыления;
- рост за счет деления клеток сразу после опыления и оплодотворения;
- рост за счет растяжения клеток;
- вызревания.
Резкое усиление деления клеток завязи наблюдается после опыления. Затем наступает фаза растяжения клеток. Характер роста находится в тесной зависимости от типа плода. Сигмоидна кривая роста плодов характерна для томатов, яблок, груш, авокадо и др.. В данном случае клетки делятся почти исключительно при формировании цветочной почки. После опыления деление клеток еще некоторое время продолжается. Дальше размеров идет за счет растяжения.
У плодов типа костянок ( абрикос, слива, вишня и др.). рост характеризуется двойной сигмоидною кривой. Первый быстрый период роста обусловлен разрастанием завязи, нуцелуса и интегументом семян, а зародыш и эндосперм почти не развиваются. Когда во 2-й фазе начинается развитие зародыша, завязь растет очень слабо. В то же время проходит склерификация косточки. Когда зародыш достигает полной зрелости, начинается второй ускоренное развитие плода, который продолжается до его полного созревания. Таким образом наблюдается взаимосвязь между развитием семян и ростом плодов.
Регуляция развития плодов связана с опылением. Уже само размещение даже инородного пыльцы на рыльце, без оплодотворения, индуцирует разрастания стенок завязи без развития семян. Это действие можно заменить мертвым пыльцой или экстрактами из него. Действующие факторы - вещества гормональной природы, ауксины и гиберелиноподибни соединения.
Оплодотворенная яйцеклетка, эндосперм и семян, развивающихся, имеют сильный контролирующее влияние на рост плодов. Так, недоразвитые семена в силу определенных причин ( насекомые -вредители) служит причиной преждевременного осыпания плодов. Неравномерное развитие семян приводит к деформации плодов.
Семья почки и семена регулируют рост плодов с помощью гормонов. Семена, развивается, является местом синтеза ауксинов, гиббереллины, цитокининов. Именно эти вещества делают недозрелый плод центром притяжения питательных веществ. Поэтому развитие плодов связан с заметной остановкой вегетативного роста, а в однолетних - со старением всего растения.
Уровень и соотношение гормонов от времени оплодотворения до созревания плодов сильно меняется. Так, сразу после оплодотворения наблюдается максимум активности гиббереллины. Немного позже максимальной активности достигают ауксины. Рост количества ауксинов совпадает с переходом эндосперма к клеточного деления, а достижение максимума - с активным ростом зародыша. Следующий пик ауксинов связано с усилением клеточного деления на периферии эндосперма в уже сформированном семенах.
Высокий уровень цитокининов характерно для очень молодых плодов и семян. Созревание плодов сопровождается производством этилена, который резко ускоряет завершающую фазу их развития.
Размеры меристем, которые обуславливают размеры плодов, сильно зависят от их снабжения питательными веществами, тем более - от метаболизма целого растения.
При развитии плодов и семян происходят значительные метаболические изменения. Так, дыхания плодов, очень интенсивное на первых этапах развития, снижается по мере их роста и несколько усиливается в сочных плодов в период созревания. При дыхании расходуются сахара и органические кислоты. Ассимиляты в основном поступают в плоды с фотосинтезирующих листьев, хотя часть из них может синтезироваться в хлоропластах недозрелых плодов. Среди органических кислот в плодах преобладают трикарбонови (яблочная, лимонная, винная и др.).. В больших количествах накапливаются ароматические кислоты. Во время роста их содержимое и соотношение меняется. Накопление органических веществ зависит и от климатических факторов, и от вида растений.
Процессы созревания начинаются, когда плоды заканчивают свой рост. На начальных этапах созревания в плодах преобладают процессы синтеза веществ. Далее созревания сочных плодов характеризуется снижением соотношения кислот и сахаров, образованием ароматических веществ, расписанию хлорофилла и дубильных веществ, накоплением антоцианов и др.. вакуолярной пигментов, уменьшением твердости и упругости тканей путем гидролиза пектиновых веществ клеточных стенок. В этот период резко повышается дыхание тканей околоплодник (климактерический подъем дыхания), что сопровождается усиленным синтезом этилена. Влияние экзогенного этилена ускоряет процессы созревания, что подтверждает его роль как фитогормона, что стимулирует созревание плодов.
Интересно, что динамика накопления сахаров при созревании в плодах разных видов растений неодинакова. Так, в помидоров содержание сахаров повышается за счет моносахаридов при почти неизменном содержании сахарозы. В дыни, наоборот, содержание сахарозы растет, тогда как содержание моносахаридов и крахмала остается почти неизменным. Плод становится мягким и душистым. Твердость плодов также зависит от наличия пектиновых и дубильных веществ в нем. При созревании околоплодника плодов меняется активность многих ферментов, наблюдаются изменения состава пигментов. Так, в помидор появляется ликопин, в абрикос - каротин. В период созревания большинство плодов имеет характерный аромат, что обусловлено присутствием сложных эфиров, синтез которых проходит с использованием значительного количества кислорода. Накапливается витамин С, биосинтез которого также требует наличия кислорода.
Завершение процессов созревания сопровождается формированием отличительные слоя в плодоножке и опадение плодов. Формирование отличительных слоя индуцирует снижение содержания ауксинов и высокий уровень этилена.
После прохождения периода созревания плод вступает в фазу отмирания. Итак, покрытосеменные - наиболее высокоорганизованные высшие растения. От других растений они отличаются наличием цветки с приспособлением к перекрестному опыления, пестиком, защищающий семязачатки, двойным оплодотворением и образованием плода с семенами. У цветковых растений происходит дальнейшая редукция гаметофита. В результате двойного оплодотворения у них образуется эндосперм, который обеспечивает питание зародыша для его развития, что повышает жизненность нового растения.
3. Виды плодов
3.1. Настоящие
- Сочные плоды
- Костянка - односемянный плод с сочным околоплодника, образованный одним плодолистиков.
- Сложные костянки - образуются из нескольких пестиков одного цветка.
- Ягода - сочный многосемянный плод.
- Соплодия - несколько сросшихся между собой плодов, каждый из которых образовался из отдельного цветка плотного соцветия. (Например, шелковицы, инжира, ананаса)
- Сухие плоды
- Распашные
- боб - сухой одногниздий плод образуется из одного плодолистика и при созревании растрескивается на 2 створки.
- коробочка - сухой раскрывающийся плод, образованный двумя и более плодолистиками.
- Листянка - сухой одногниздий многосемянный плод раскрывается по одной створке и образован одним плодолистиков.
- Стручок - сухой раскрывающийся плод, образованный двумя плодолистиками, раскрывается по двум створках.
- Нерозкривни
- Орех - сухой нерозкривний плод с кожистым околоплодника, образованный несколькими плодолистиками.
- Зерновка - сухой нерозкривний плод с пленчатым околоплодника, что срастается с кожурой семени.
- Семянка - сухой односемянный нерозкривний плод, образованный двумя плодолистиками.
- Распашные
3.2. Ложные плоды
Ложные плоды - плоды, в образовании которых участвуют кроме завязи и другие части цветка ( цветоложе, околоцветник). Есть в яблони, груши, клубники.
Источники
nado.znate.ru
| shkolageo.ru | 1 |
shkolageo.ru
rpp.nashaucheba.ru
Виды плодов растений согласно их строению
Плод растения цветковых растений относят к органам размножения. Его образование происходит в результате оплодотворения и назначение заключается в обеспечении подходящих условий для развития семян, для их протекции и распространения в окружающем пространстве.
Плоды появляются после оплодотворения, а морфологической основой плода считается гинецей или завязь. Плод может состоять из одного или нескольких семян, расположенных в околоплоднике (наружной части плода). Остальные части цветка (околоцветник, тычинки, чашечка), сыграв свою роль в процессе оплодотворения, у ряда растений увядают, и в данном случае околоплодник появляется непосредственно из стенок завязи, скажем, как у плодов сливы, вишни. А у прочих растений они принимают участие в развитии плода и становятся либо сочными, либо пленчатыми, одревесневшими, как у плодов яблони.
Плоды покрытосеменных растений весьма различны по внешнему виду, форме и структуре. Сегодня рассмотрим, как разделяют плоды на виды согласно их строению. Касательно количеству семян, плоды можно выделить двух видов: односемянные и многосемянные. К односемянным относятся простые плоды, образующиеся, когда у цветков имеется по одному пестику. У односемянных плодов, соответственно, образуется одно семя, как у подсолнечника и пшеницы. Многосемянные плоды содержат множество семян, допустим, тыква, помидор или смородина. Сложным плодом называют сборный многосемянной плод, который образуется из отдельных плодов. В ходе созревания такие мелкие плоды зачастую отделяются друг от друга. Сложный плод характерен для малины – это многокостянка, а для инжира, ананаса – соплодие. У плодов земляники множественные семянки врастают в поверхность разросшегося цветоложа, а у шиповника и розы располагаются внутри него. Отсюда следует, что, если цветок имеет лишь один пестик, то из него может сформироваться один простой плод. При условии наличия в цветке нескольких пестиков образуется и соответствующее число небольших плодов. Они в совокупности составляют сложный плод. Порой в соцветиях с плотно располагающимися цветками, каждый из которых дает начало плоду, появляются соплодия из этих плодов, скажем, как у ананаса, шелковицы.
www.botanik-learn.ru
