Задания на тему генеративных органов покрытосеменных растений встречаются в первой и второй частях ЕГЭ по биологии. Ошибки здесь чаще всего возникают из-за непонимания плоидности клеток и процессов формирования семян и плодов. Разберём, как устроены цветок и семя, в чём суть двойного оплодотворения и как применять эти знания. После прочтения статьи ты сможешь уверенно решать задачи на хромосомные наборы и классификацию растений.
Генеративные органы растений — это специализированные части растительного организма, которые выполняют функции полового размножения, формирования половых клеток, оплодотворения, развития и распространения зачатков новых организмов. У покрытосеменных (цветковых) растений к генеративным органам относят цветок, семя и плод.
Строение цветка и его биологический смысл
Цветок представляет собой видоизменённый укороченный побег. Он приспособлен для образования спор, половых клеток и проведения полового процесса, который завершается образованием семян и плода.
Для решения заданий нужно знать строение цветка:
- Цветоножка — часть стебля, поддерживающая цветок (цветки без цветоножки — сидячие).
- Цветоложе — верхняя, расширенная часть цветоножки, к которой прикрепляются все части цветка.
- Околоцветник состоит из венчика (образован лепестками) и чашечки (образован чашелистиками).
- Тычинки — мужские органы. Каждая состоит из тычиночной нити и пыльника. В пыльнике созревает пыльцевое зерно, внутри которого находятся спермии.
- Пестик — женский орган. Состоит из рыльца, столбика и завязи. Внутри завязи находится семязачаток (семяпочка), где формируется яйцеклетка.
Группа цветков, расположенных в определённом порядке на общей оси, называется соцветием. Соцветия повышают вероятность опыления. Мелкие невзрачные цветки, собранные вместе, становятся более заметными для насекомых или лучше улавливают пыльцу из воздуха при ветроопылении.
Двойное оплодотворение
Ключевой процесс, который характерен исключительно для цветковых растений, — двойное оплодотворение. Его открыл отечественный учёный С. Г. Навашин. Рассмотрим процесс подробно по схеме.
Чтобы не допускать ошибок в заданиях на клеточные циклы, запомни наборы хромосом у покрытосеменных: спермий всегда n, яйцеклетка всегда n, эндосперм всегда 3n.
Семя и плод: строение и классификация
После успешного опыления и оплодотворения завязь преобразуется. Из семязачатка образуется семя, а из разросшейся стенки завязи — околоплодник. Семя вместе с околоплодником составляет плод.
Строение семени
Семя состоит из семенной кожуры для защиты, зародыша (корешок, стебелёк, почечка, семядоли) и запаса питательных веществ.
У двудольных растений (например, фасоли или яблони) сформированы две семядоли. Питательные вещества чаще всего запасаются прямо в них, а эндосперм расходуется на этапе созревания семени.
У однодольных растений (например, пшеницы или кукурузы) одна семядоля, которая называется щиток. Питательные вещества остаются в хорошо развитом эндосперме.
Классификация плодов
Плоды классифицируют по двум признакам:
- по количеству воды в околоплоднике: сухие (боб, орех, зерновка) и сочные (ягода, костянка, яблоко);
- по количеству семян: односемянные (костянка, жёлудь) и многосемянные (коробочка, ягода).
Разбор заданий
Теперь посмотрим, как применять теорию к реальным формулировкам ЕГЭ по биологии.
Задание 1
Исследователь планирует с помощью химических реагентов подавлять рост пыльцевой трубки у самоопыляющегося цветкового растения. Как при этом изменится количество созревших плодов и количество семязачатков?
Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:
1) увеличится
2) уменьшится
3) не изменится
Запишите в таблицу выбранные цифры для каждой величины. Цифры в ответе могут повторяться.
| Количество плодов | Количество семязачатков |
|---|---|
Пошаговое решение
Пыльцевая трубка доставляет спермии к яйцеклетке.
- Если подавить рост трубки, спермии не достигнут цели и двойное оплодотворение не произойдёт.
- Без оплодотворения завязь опадёт или не превратится в плод. Количество созревших плодов уменьшится.
- Семязачатки закладываются в завязи до опыления, образуя структуру материнского растения. Химикат подавляет трубку, но не разрушает сами завязи. Семязачатки были сформированы до начала эксперимента, поэтому их количество не изменится (но в будущем они не превратятся в семена).
Ответ: 23.
Задание 2
В клетке эндосперма лука 24 хромосомы. Сколько хромосом содержится в спермии лука? В ответе запишите только число хромосом.
Решение
- Эндосперм обладает триплоидным набором хромосом — 24 хромосомы.
- Спермии лука гаплоидны: 24 : 3 = 8 хромосом.
Ответ: 8.
Практикум
Задача 1
После оплодотворения в зародыше пшеницы насчитывалось 14 хромосом. Какое количество хромосом содержит в себе яйцеклетка пшеницы? В ответ запишите только число.
Решение:
- Зародыш образуется при слиянии спермия (n) и яйцеклетки (n). Зародыш всегда несет диплоидный набор хромосом (2n).
- По условию 2n = 14.
- Находим гаплоидный набор: n = 14 : 2 = 7.
- Яйцеклетка всегда содержит гаплоидный набор (n). Следовательно, в ней находится 7 хромосом.
Ответ: 7.
Задача 2
Выберите из списка три признака, которые отличают Покрытосеменные растения от других отделов:
1. Зародыш защищён околоплодником.
2. Гаметофит преобладает над спорофитом.
3. Наличие двойного оплодотворения.
4. Размножение спорами.
5. Формирование завязи.
6. Спорангии собраны в стробилы (шишки).
Решение:
Нужно выбрать признаки, которые свойственны исключительно цветковым (покрытосеменным) растениям. Проанализируем каждый пункт:
- Околоплодник — часть плода, который развивается только у цветковых. Подходит.
- У цветковых преобладает спорофит, а гаметофит максимально редуцирован. Не подходит.
- Двойное оплодотворение — уникальный процесс, открытый Навашиным только для покрытосеменных. Подходит.
- Покрытосеменные размножаются семенами, а не спорами. Не подходит.
- Завязь — это расширенная часть пестика цветка. Цветок формируется только у покрытосеменных. Подходит.
- Стробилы характеры для голосеменных и некоторых высших споровых (хвойные, плауны). Не подходит.
Ответ: 135.
Заключение
После изучения материала можно уверенно решать ботанические задания ЕГЭ на свойства генеративных органов. Теперь ты умеешь: определять плоидность различных частей цветка и семени, сопоставлять элементы завязи с частями будущего плода. Чтобы закрепить тему, рекомендуем решить 8–10 задач на двойное оплодотворение из открытого банка и обратить внимание на подсчёт наборов хромосом в эндосперме однодольных и двудольных растений.
