Репродуктивні органи рослин є найбільш спеціалізованими утвореннями, які виконують функцію безстатевого або статевого розмноження. До них відносяться спорангії, антеридии, архегонии і квітка.
Спорангии одноклітинні (у водоростей) або багатоклітинні (у вищих рослин) органи, в яких утворюються спори. У мохів вони представлені коробочкою спорогона. У плаунів, хвощів і папоротей вони розвиваються на спорофіллах або в їх пазухах і можуть бути поодинокими або зібраними в групи (Сорус). У квіткових мікроспорангіі - це пилкові камери (гнізда) пильовика, а видозмінений мегаспорангій (нуцеллус) представлений сім'язачатком. Утворені в них мікро- і мегаспори беруть участь у формуванні чоловічого (пилкові зерно) і жіночого (зародковий мішок) гаметофитов.
Антеридії - невеликі овальні тільця, зовнішня стінка яких утворена одним або кількома шарами клітин. У них утворюються сперматозоїди, які виходять з дозрілого антеридия назовні і активно пересуваються тільки в воді.
Архегонии - невеликі колбоподібні тільця, що складаються з нижньої розширеної частини - черевця і верхній подовженою - шийки. Зовні архегоний оточений безплідними клітинами, що захищають його від висихання. У черевці знаходиться нерухома яйцеклітина.
Квітка - видозмінений укорочений і обмежений в рості пагін, пристосований для розмноження покритонасінних рослин. У ньому поєднані всі процеси безстатевого і статевого розмноження. У двостатеві квітки відбуваються мікро- і мегаспорогенез, мікро- і мегагаметогенез, запилення, запліднення, утворення плодів і насіння.
Квітка прикріплюється до стебла квітконіжкою, її верхня розширена частина називається квітколоже. Квітки, що не мають квітконіжки, називаються сидячими. Зовнішні елементи квітки - зелені чашолистки, що утворюють чашечку. За чашкою розташовуються пелюстки, що утворюють віночок. Чашечка і віночок утворюють оцвітина, який може бути подвійним (мається чашечка і віночок) або простим (тільки чашечка або тільки віночок). Всередині квітки находятсятичінкі. їх сукупність називається андроцей. Тичинка складається з тичинкової нитки і пильовика. В центрі квітки знаходиться один або кілька маточок, їх сукупність називається гинецей. Маточка складається з трьох частин: зав'язі (нижня розширена частина), стовпчика (середня частина) і рильця, розташованого на верхівці стовпчика. Квітки, що мають тичинки і маточка, називаються двостатеві. Квітки, що мають тільки тичинки, називаються тичинковими або чоловічими, а квіти, що мають тільки маточки, називаються маточковими або жіночими. Рослини з роздільностатеві квітками можуть бути однодомними і дводомними. В однодомних рослин (огірок, кукурудза, дуб) чоловічі і жіночі квітки розміщуються на одному і тому ж рослині, а у дводомних (верба, обліпиха) - на різних.
Часто квітки зібрані в суцвіття. Суцвіття - це група квітів, розташованих в певному порядку на одній квіткової осі. Біологічне значення суцвіть полягає в тому, що зібрані в них дрібні квітки краще помітні комахою. Зручні вони і для запилення вітром, так як летить пилок зустрічає на своєму шляху цілу групу квіток.
Розрізняють прості і складні суцвіття. Складні суцвіття складаються з декількох простих.
-кисть (черемха, конвалія, гіацинт): бічні квітки мають короткі квітконіжки і сидять на подовженій головній осі по черзі;
-простий колос (подорожник): на головній осі розташовуються сидячі квіти;
-початок (образки, кукурудза): на потовщеною м'ясистої осі розташовуються сидячі квіти;
- сережка (верба, волоський горіх): відрізняється від колоса і кисті звисає головною віссю;
-парасольку (примула, вишня): головна вісь вкорочена, бічні квітки виходять з однієї точки на ніжках різної довжини і розташовуються куполообразно або в одній площині;
-головка (конюшина): має укорочену і потовщену вісь, на якій розташовуються квітки на коротких квітконіжках або сидячі;
-корзинка (соняшник, кульбаба): численні дрібні сидячі квітки знаходяться на потовщеному розширеному квітколоже;
-щиток (груша): квітки розташовані майже в одній площині, а квітконіжки мають різну довжину і відходять то осі з різних точок.
-складна кисть або волоть (тонконіг, бузок): головна довга вісь являє собою кисть, а бічні її гілочки - прості кисті;
-складний щиток (горобина, калина): головна вісь є щитком, бічні - теж щитки;
- складний колос (пшениця, жито): на головній осі розташовуються прості колоски;
-складний парасольку (морква, кріп): бічні осі суцвіття закінчуються простими парасольками.
Запилення - це перенесення пилку з тичинок на рильце маточки. Розрізняють самозапилення, перехресне запилення і штучне запилення. Самозапилення відбувається в обох статей квітках, коли пилок потрапляє з тичинок на рильце маточки свого ж квітки. Найчастіше самозапилення відбувається до розкриття квітки, в бутоні (горох, квасоля).
Перехресне запилення - це перенесення пилку з пиляків однієї квітки на рильце маточки квітки іншої рослини. Воно може відбуватися за допомогою вітру, води, комах або птахів.
Ознаки вітрозапилюваних рослин: дрібні непоказні квітки, оцвітина відсутня або погано розвинений і не перешкоджає руху вітру, пильовики розташовані на довгих звисаючих тичіночних нитках, рильце маточки перисті, довге для кращого уловлювання пилку, пилок легка, суха, утворюється у великій кількості. До переноситися вітром рослин належать береза, жито, кропива, кукурудза.
Ознаки насекомоопиляемих рослин: квітки великі з яскравим забарвленням і сильним ароматом, дрібні - зібрані в суцвіття, пилок важка, липка; квітки мають нектарники - особливі залози, розташовані біля основи пелюсток всередині квітки і виділяють цукристу рідина - нектар.
Штучне запилення виробляє людина для виведення нових сортів, а також у разі поганої погоди або в теплицях і оранжереях.
Для того, щоб за запиленням було запліднення, необхідно освіту і дозрівання чоловічих і жіночих статевих клітин - гамет. Лістостебельной рослина являє собою спорофит. Кожен пильовик тичинок утворений двома половинками, в яких розвиваються по дві пилкові камери (гнізда) - мікроспорангіі. У них є диплоїдні клітини. Дозрівання мікроспори - пилкового зерна - відбувається в процесі мейотичного поділу диплоїдних клітин пиляків. Потім гаплоидное ядро ділиться митозом, навколо кожного ядра відокремлюється ділянка цитоплазми, і утворюються вегетативна і генеративних клітини. У багатьох рослин генеративних клітина ділиться і утворює два спермії. На поверхні колишньої мікроспори утворюється щільна целюлозна оболонка з кількома округлими порами, крізь які в кінцевому підсумку проростають пилкові трубки. В результаті цих процесів кожна микроспора перетворюється в пилкові зерно - чоловічий гаметофіт квіткової рослини. Освіта жіночого гаметофіта відбувається в семязачатки (семяпочке), що знаходиться всередині зав'язі маточки. Материнська диплоидная клітина ділиться мейотіческі і утворює чотири гаплоїдні макроспори, три з яких руйнуються, а четверта після трьох послідовних мітозів дає зародковий мішок, що складається з восьми клітин. Потім дві центральні клітини зливаються в одну диплоїдну клітку. В результаті всіх перетворень зародковий мішок або жіночий гаметофіт має сім клітин: на полюсах зародкового мішка розташовані по три гаплоїдні клітини, а в центрі - клітина з диплоїдним набором хромосом, а навпаки пилковхід розташована яйцеклітина.
Запліднення. Потрапивши на рильце маточки, пилок починає проростати. З вегетативної клітини розвивається довга пилкова трубка, просувається до зав'язі і семязачатки. З генеративної клітини до цього часу утворюються два спермії, які рухаються по пилкової трубки. Через пилковхід вони потрапляють в зародковий мішок, де один спермій зливається з яйцеклітиною. З утворилася диплоидной зиготи розвивається зародок семені.Второй спермий зливається з центральною діплоіднойклеткой, при цьому утворюється тріплоідний ендосперм насіння. У клітинах ендосперму міститься запас поживних речовин, необхідних для розвитку зародка рослини. Такий процес називається подвійним заплідненням, він відкритий С.Г. Навашиним в 1898 році. Завдяки подвійному запліднення відбувається дуже швидке утворення і розвиток ендосперму. Це економить енергетичні ресурси рослини, прискорює весь процес формування семязачатка і насіння. Після запліднення семязачаток перетворюється в насіння, покриви семяпочки дають початок насіннєвий шкірці, а з зав'язі маточки утворюється плід. Кількість насіння відповідає кількості семяпочек в зав'язі. У багатьох рослин в утворенні плоду беруть участь і інші частини квітки: розрослося квітколоже, підстави чашолистків, пелюсток, тичинок (наприклад, у яблуні, груші).
Плід - генеративний орган квіткової рослини. утворюється в результаті подвійного запліднення виконує функції збереження і поширення насіння. Плоди надзвичайно різноманітні по консистенції околоплодника (сухі і соковиті), кількості насіння (одно- і багатонасінні), особливостям розтину (розкриваються і не розкриваються), наявності пристосувань для поширення, хімічному сотавом.
Соковиті плоди мають добре розвинену м'якоть, в великих паренхімних клітинах якої накопичується багато води, вуглеводів, вітамінів, органічних кислот, різних ароматичних сполук. Можна виділити наступні типи соковитих плодів:
ягода - плід з тонкою шкіркою, насіння розташовуються в соковитою м'якоті (виноград, картопля, томат);
яблуко - тонкий шкірясті внеплоднік (шкірка), соковита, але щільна м'якоть, насіння багато і знаходяться вони в плівчастих камерах в середині плоду (яблуня, груша);
тиквіна - багатосім'яний плід, покритий товстою шкіркою (корою, кіркою), ткіе плоди характерні для кавуна, дині, гарбуза, кабачків;
помаранча - плід покритий пористої шкіркою, багатою ефірними маслами, м'якоть часто розділена на часточки (всі цитрусові);
костянка - плід з тонкою шкіркою, соковитою м'якоттю, в якій знаходиться одне насіння - кісточка (вишня, слива, абрикос, черемха);
многокостянка - збірний або складний плід, що складається з безлічі дрібних Костянок (малина, ожина).
Сухі плоди мають шкірясті або дерев'янистий околоплодник. Розрізняють такі види сухих плодів:
боб - багатосім'яний плід з двома стулками, на яких розташовані насіння (горох, соя, квасоля);
стручок - багатосім'яний плід, має дві стулки, між якими розташована перегородка - на ній розташовуються насіння (капуста, редька, ріпа);
коробочка - багатосім'яний плід, здатний розкриватися кришечкою, отворами, зубцями на верхівці, поздовжніми тріщинами (мак, примула, лілія, дзвіночок);
зерновка - невскривающійся односемянний плід з тонким околоплодником, зрощеним з насіннєвою шкіркою (пшениця, жито, рис, кукурудза);
горіх - односім'яний плід з здеревілим околоплодником (ліщина);
семянка - односім'яний плід з шкірястим околоплодником, яка не зростається з шкіркою насіння (у всіх складноцвітих);
крилатка - схожа на сім'янку, але на поверхні навколоплідника у неї є шкірясті або перетинчастий крилоподібний виріст, який допомагає планування плода (ясен, береза, клен).
До складних плодам відноситься земляничина або многоорешек - на соковитому розрослася квітколоже знаходиться безліч дрібних білуватих горішків (замляніка, полуниця).
Супліддя - сукупність зрілих, зрощених між собою плодів (сухих або соковитих) одного суцвіття (ананас, хлібне дерево, шовковиця).
У квіткових рослин сформувалися різні пристосування для поширення насіння і плодів. Основні способи поширення плодів і насіння: водою, вітром, тваринами, людиною, саморазбрасиваніем.
Насіння - це генеративний орган квіткової рослини, що утворюється з семязачатков в результаті подвійного запліднення і виконує функції розмноження і розселення рослин. У типовому випадку насіння складається з зародка і ендосперму, оточених насіннєвий шкіркою.
Насіннєва шкірка утворюється з покривів семязачатка. Вона захищає насіння від механічних пошкоджень, зайвої втрати води і проникнення мікроорганізмів. Зародок - це зачаток нової особини, мініатюрний спорофит. У більшості квіткових рослин зародок складається з зародкового корінця, стеблинки і почечки. До верхньої частини стебла прикріплюються сім'ядолі (сім'ядольні листя). При цьому у дводольних закладаються дві сім'ядолі, у однодольних - одна. Ендосперм - тканина, яка містить поживні речовини. Вона формується не тільки у майже всіх однодольних, а й у ряду дводольних (кріп, льон, морква). У тріплоідний клітинах ендосперму, у також в сім'ядолях зародка знаходиться запас поживних речовин,
Рис.32. Поздовжній розріз насіння більше білків, але менше крохмалю.
Олійні культури (соя, ріпак,
льон, соняшник) оцінюються за змістом жирів в насінні. При попаданні насіння в сприятливі умови вони починають проростати. Проростання насіння - це перехід їх від стану спокою до вегетативного росту зародка і формується з нього проростка. Для проростання насіння необхідні наступні умови: вода, кисень, тепло, живий зародок. При проростання насіння першим з'являється корінець, який швидко зростає і зміцнюється в грунті, всмоктує з неї воду і мінеральні солі і поставляє їх зародку. Потім починається ріст зародкового стеблинки, який виносить з ґрунту брунечку і сім'ядолі. З почечки розвивається надземна частина рослини - стебло з листям. Таке проростання називаетсянадземним (огірок, гарбуз, квасоля, морква). При підземному проростанні сім'ядолі на поверхню ґрунту не виносяться, а залишаються в сім'ї (дуб, горох, пшениця). Молоді рослинки, які розвиваються з зародка насінини, називаються проростками. У початковий період свого розвитку проростки харчуються запасними речовинами насіння, а після утворення справжніх листків переходять на фототрофні тип харчування.
Значення плодів і насіння визначається тим, що вони сприяють розмноженню і розселенню рослин, забезпечуючи тим самим безперервність і стабільність всіх екосистем. Крім того, їм належить найважливіша роль в харчових ланцюгах екосистем.