Содержание
ГДЗ Биология Пасечник. С ракушкой 5 класс Страница 79
Смотреть правильно оформленное решениe и ответ на задание Стр. 79 по биологии 5 класс автор(ы) Пасечник. С ракушкой, Суматохин
Содержание
- Вопросы после параграфа
- Подумайте
Вопросы после параграфа
1. Почему голосеменные получили такое название?
Голосеменные получили свое название благодаря тому, что семена их лежат открыто, прикрываясь от внешней среды только тонкими чешуйками.
2. Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?
Голосеменные растения являются исключительно наземными вечнозелёными растениями, реже кустарниками, листопадными деревьями и лианами. У них есть корень, стебель и листья, а для размножения они образуют семена, которые лежат открыто, иногда прикрываясь только при помощи тонких чешуек. Именно размножение при помощи семян и отличает их от папоротников, которые размножаются спорами. Споры состоят из одной клетки, тогда как семена являются многоклеточными структурами, в которых содержатся еще и питательные вещества.
3. В чём преимущества семян перед спорами?
Размножение спорами возможно только в результате попадания их в благоприятные условия. В противном случае это невозможно – при недостатке влаги или тепла споры неспособны к прорастанию. И это значительно замеляет и усложняет процесс размножения и распространения споровых растений.
Размножение при помощи семян не зависит от внешней среды, например, от ветра или наличия воды. В семенах, в отличие от спор, есть эндосперм, в котором содержатся питательные вещества, необходимые для их длительного хранения и дальнейшего прорастания.
4. Каково значение голосеменных растений?
Голосеменные растения образуют обширные леса, которые служат местом комфортного обитания для большого количества других растений и животных. Также они активно поглощают углекислый газ, а выделяют в атмосферу кислород, необходимый для дыхания всем живым организмам.
Семена голосеменных растений служат пищей для большинства лесных птиц и животных, например, дятлов и кедровок, мышевидных грызунов и белок.
Некоторые живые организмы используют древесину и хвою как пищу.
Сосновые деревья способны расти даже на бедных песчаных почвах, тем самым защищая их от эрозии. В кедровой тайге организовывается промысел ценных пушных зверей. Смола и древесина используются для получения различных химических продуктов, например, канифоли, скипидара. Также древесина хвойных деревьев служит для производства строительных материалов, бумаги. Семена сибирской сосны, известные как кедровые орешки, представляют собой ценный продукт питания, из которого изготавливают кедровое масло.
Хвойные деревья способны выделять вещества, которые убивают болезнетворные микроорганизмы. Именно благодаря этому воздух в сосновых лесах полезен при заболеваниях сердечно-сосудистой и дыхательной системы. Многие голосеменные являются ценными декоративными культурами. Например, кипарис, тис ягодный или голубую ель часто высаживают для озеленения парков и скверов.
Стр. 79
Подумайте
Почему голосеменные получили более широкое распространение, чем высшие споровые растения?
Голосеменные получили более широкое распространение, по сравнению с высшими споровыми растениями, за счет того, что способны размножаться намного быстрее.
У них полностью сформированы все группы тканей, а способ размножения не требует наличия воды, как в случае с высшими споровыми растениями – папоротниками или мхами. Именно поэтому голосеменные могут расти даже в засушливых районах, где нет воды.
Голосеменные | Параграф 16
«Биология. Бактерии, грибы, растения. 6 класс». В.В. Пасечник
Вопрос 1. Почему голосеменные получили такое название?
Свое название голосеменные получили потому, что их семена лежат открыто (голо) на поверхности чешуи шишек, а не внутри плода, как у покрытосеменных. У голосеменных семяпочки расположены открыто.
Вопрос 2. Каковы основные признаки голосеменных растений? Чем их строение отличается от строения папоротников?
Голосеменные имеют стебель, корни и листья. В отличие от папоротников, которые размножаются спорами (спора состоит из одной клетки), голосеменные растения образуют семена (семена — многоклеточные структуры), с помощью которых они размножаются и распространяются.
Вопрос 3. Какие голосеменные растения вы знаете?
Ель, сосна, пихта, лиственница, кедр, можжевельник, кипарис, секвойя (самое высокое дерево на Земле — ее высота может достигать 120 м) и др. Среди голосеменных есть и «долгожители»: Сосна остистая, которая произрастает в Калифорнии, может жить до 5000 лет.
Вопрос 4. Сравните внешнее строение сосны и ели. В каких условиях растут сосны и ели?
Сосна обыкновенная — это дерево, достигающее 50 м высоты. На концах ветвей располагаются почки, которые дают начало новым побегам. Побеги у сосны двух типов: удлиненные и укороченные. На удлиненных побегах находятся коричневатые чешуйчатые листья, из пазух которых развиваются укороченные побеги. Каждый укороченный побег несет два листа — хвоины. Хвоины живут от 1,5 до 2 лет, а затем опадают вместе с побегом. Хвоины покрыты толстой кутикулой, у них всего два неветвящихся сосудистых пучка и немного устьиц, которые находятся в углублении, поэтому сосна экономно испаряет воду.
Особенности строения листьев позволяют сосне обитать в относительно засушливых местах и переносить значительное переохлаждение. Неприхотливость сосны также объясняется строением ее корневой системы. Сосна имеет стержневую корневую систему. Главный корень проникает глубоко в почву и доставляет воду растению. При произрастании на зыбучих почвах (пески) у сосны мощно развиваются боковые корни, которые удерживают растение в грунте. Сосна светолюбива, может расти на бедных почвах и даже на болотах и на скалах. Толстая пробка ствола позволяет сосне переносить не очень сильные пожары. У сосны в лесах ветви остаются только вблизи вершины. А на открытых местах сосны раскидистые. Сосна имеет мужские и женские шишки. У сосны, растущей на песке, наблюдается глубокая стержневая корневая система с сильно развитыми боковыми корнями; у сосны, растущей на болоте, стержневая корневая система поверхностная. Сосна светолюбива. Она нетребовательна к почве, растет на сухих песчаных почвах, в сырых заболоченных местах, в меловых горах и даже на голых скалах, в трещинах которых она укореняется.
Семена сосны имеют прозрачное крылышко и распространяются ветром.
У ели крона пирамидальной формы; короткие хвоинки сидят поодиночке, оставаясь на ветвях 5—7 лет. У ели тоже образуются два типа шишек — мужские и женские. Главный корень развит слабо; боковые корни располагаются в поверхностных слоях почвы. Ель — теневыносливая порода. В густом лесу у нее сохраняются даже самые нижние ветки. Ель хорошо растет только на богатой питательными веществами, хорошо увлажненной почве.
Вопрос 5. Почему в лесу нижние ветки у сосны отмирают, а у ели покрыты хвоей?
Сосна светолюбива, поэтому ее нижние ветви, затеняемые в лесу соседними деревьями, рано отмирают. Ель — теневыносливая порода, в густом лесу у нее сохраняются в хорошем состоянии даже самые нижние ветки. Ель теневынослива, растет на богатых почвах. Сосна не может расти под пологом ели, а ель может расти под пологом сосны. У ели поверхностная корневая система, хвоя существует 6-8 лет, пробка тонкая, поэтому ель не переносит даже несильные пожары.
Корневые системы сосны и ели образуют симбиоз с гифами грибниц — микоризы.
Вопрос 6. Каково значение голосеменных растений?
Значение голосеменных в биоценозах огромно, так как они являются лесообразующими породами. В Северном полушарии большая часть лесов — это хвойные леса. Голосеменные растения дают пищу животным: лоси питаются молодыми побегами сосны, белки, клесты — семенами кедровой сосны и т.д. Древесина голосеменных используется человеком для разных целей (как топливо, как строительный материал, как сырье для получения бумаги и т.д.). Основную массу древесины в России заготавливают в хвойных лесах. Древесина лиственницы отличается особой прочностью и долговечностью, она устойчива к гниению. С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, подобные шелковым нитям. Из древесины ели изготовляют бумагу.
Типы, значение, свойства и характеристики голосеменных
Голосеменные, также называемые Acro Gymnospermae, представляют собой группу бесцветных растений, дающих семена и шишки.
Термин голосеменные буквально переводится как «голые семена», поскольку они не имеют цветков. Это связано с тем, что семена голосеменных не инкапсулированы в завязи. Вместо этого они обнажаются на поверхности листообразных структур, где они «сидят» и называются прицветниками. Голосеменные — это сосудистые растения, принадлежащие к подцарству Embryophyta, которое включает в себя огромное разнообразие, такое как саговники, гнетофиты, хвойные деревья и гинкго. Есть и другие узнаваемые примеры этих деревьев и кустарников, включая ели, сосны, гинкго и пихты. Эти классы голосеменных легко доступны в таких биомах, как умеренные леса и бореальные леса. Виды процветают во влажных или сухих погодных условиях. Как упоминалось ранее, голосеменные не обладают способностью производить какие-либо плоды или цветы, в отличие от покрытосеменных. По мнению биологов, голосеменные считаются самыми первыми сосудистыми растениями. Они начали появляться и заселять земли в триасовый период, который оценивается примерно в 208-245 миллионов лет назад.
Сосудистая система позволяет транспортировать воду по всему растению, что, в свою очередь, сделало возможным заселение голосеменных земель.
Живые голосеменные представляют собой разнообразную группу растений, большинство из которых несут свои спорангии в виде крупных выступающих стробилов или шишек. Эти стробилы похожи на стробилы плауновых и хвощей. Стробилы состоят из укороченного стебля с несколькими видоизмененными листьями (спорофиллами), несущими спорангии. Как и все семенные растения, голосеменные растения разноспоровые. Спорангии, образующие мужские микроспоры и женские мегаспоры, обычно располагаются на отдельных шишках. Мужские шишки (тычиночные шишки) обычно намного меньше женских шишек (овулирующие шишки). Спорофиллы, несущие микроспорангии, называются микроспорофиллами. Спорофиллы, несущие микроспорангии, называются макроспорофиллами.
Типы голосеменных растений
1. Coniferophyta
Подгруппа Coniferophyta, как следует из ее названия, состоит из хвойных растений, в состав которых входят сосны, кипарисы и другие близкие родственники.
Coniferophyta включает в себя огромное разнообразие видов голосеменных растений. Большинство хвойных деревьев вечнозеленые, а это означает, что они сохраняют свои листья в разные сезоны года. Они включают в себя часть самых больших и старых деревьев на Земле. Более широкий список примеров хвойных включает секвойи, болиголов, сосны, пихты и ели. Хвойные деревья являются жизненно важным экономическим источником для лесной промышленности и производства продукции, в том числе бумаги, изготовленной с использованием древесины. Древесина покрытосеменных растений считается «твердой древесиной», тогда как голосеменные растения предлагают мягкую древесину. Термин «хвойное дерево» переводится как «носитель шишки», что характерно для хвойных деревьев. Колбочки — это репродуктивные структуры, которые подразделяются на мужские и женские. Хвойные деревья однодомны, что означает, что оба пола можно увидеть на одном дереве. Еще одна отличительная черта хвойных – их игольчатые листья. У сосен есть один игольчатый лист или скопление игольчатых листьев на стволе. У кипарисов очень плоские и чешуйчатые листья на стеблях. У некоторых других хвойных агатиса листья очень толстые, а у хвойных нагеи листья плоские и широкие. Хвойные являются частью биома таежных лесов. Они приспособились к жизни в холодных условиях бореальных лесов. Листья хвои также содержат слой воска на поверхности, который помогает предотвратить потерю влаги в сухих климатических условиях.
2. Cycadophyta
Следующий отдел голосеменных – Cycadophyta. Сюда входят саговники, которые встречаются в тропических лесах и других субтропических регионах. Это также, как правило, вечнозеленые растения, которые имеют перистую структуру листьев и длинные стебли, которые разбрасывают большие листья по стволу. На первый взгляд саговники имеют тенденцию напоминать пальмы, но, в свою очередь, не имеют отношения к пальмам. Растения могут жить годами, так как у них очень медленный процесс роста. Пальме короля саго требуется до 50 лет, чтобы достичь высоты 10 футов. В отличие от хвойных, саговники могут производить только мужские шишки (известные как пыльца) или только женские шишки (известные как семязачатки). Саговники, производящие семяпочки, тогда и только тогда, когда они производят семена, если самец находится в непосредственной близости. Саговники, как правило, полагаются на насекомых для опыления, чтобы переносить пыльцу с мужских шишек на женские шишки. Животные помогают в массовом рассеивании больших и красочных семян. Корни саговников завоевывают фотосинтезирующие бактерии, называемые цианобактериями. Продукция микробов состоит из определенных нейротоксинов и ядов, которые могут накапливаться в семенах растений. Эти токсины не вредны и на самом деле обеспечивают защиту от бактериальных и грибковых паразитов, но причина, по которой семена саговника называются токсинами, заключается в том, что они могут быть опасны для человека при инъекциях.
3. Ginkgophyta
Единственными сохранившимися растениями отдела голосеменных Ginkgophyta являются Ginkgo Biloba. Эти растения являются эксклюзивными для Китая в естественной среде произрастания. Гинкго могут жить очень долго, по оценкам, тысячи лет. Для них характерны веерообразные листья, которые обычно меняют свой цвет осенью. Гинкго билоба также очень большой, самые высокие деревья достигают высоты около 160 футов. Чем старше дерево, тем толще стволы и глубже корни. Они очень хорошо растут в освещенных солнцем районах по всему миру, где они могут получать много воды и иметь доступ к большому количеству дренажа почвы. Как и саговники, эти растения гинкго могут состоять из мужских или женских шишек. Сперматозоиды используют волосовидную особенность, называемую жгутиками, позволяющую им плыть к яйцеклетке в яйцеклетке. Эти деревья очень прочные, а также удивительно огнестойкие. Кроме того, они устойчивы к вредителям и болезням.
4. Gnetophyta
Часть голосеменных Gnetophyta имеет очень меньшее количество видов, присутствующих в пределах 3 родов: Ephedra, Gnetum и Welwitschia. Многие виды, происходящие из хвойника, представляют собой кустарники, которые в основном встречаются в пустынных районах американского нагорья или в прохладных районах Гималаев в Индии.
Некоторые виды эфедры обладают лечебными свойствами и являются основным источником противозастойного препарата эфедрина. Виды эфедры имеют тонкие стебли и чешуйчатые листья.
Виды Gnetum имеют несколько кустарников и деревьев, большинство из которых представляют собой деревянистые лианы, обвивающие другие растения. Они живут в тропических лесах и имеют широкие плоские листья, которые представляют собой листья цветущих растений.
Мужские и женские репродуктивные шишки располагаются на отдельных деревьях и часто представляют собой цветы, хотя таковыми не являются. Сосудистые ткани и строение этих растений сходны с таковыми у цветковых растений.
Экономическое значение голосеменных:
Основное экономическое значение голосеменных растений указано ниже:
Съедобные семена: Семена Pinus gerardiana безопасны для употребления в пищу.
Их едят после обжарки.Древесина: Голосеменные имеют мягкую древесину. То же самое используется при изготовлении легкой мебели, фанеры, упаковочных ящиков, спичек, железнодорожных шпал и т. д.
Бумага: Многие голосеменные породы дерева используются в производстве бумаги. К ним относятся Picea, Pinus, Larix и Abies.
Древесноволокнистые плиты: Хвоя сосны и других хвойных деревьев используется в производстве древесноволокнистых плит, которые используются для изготовления упаковочных ящиков.
Линолеум: Опилки используются для изготовления линолеума и пластмасс.
Смола: Смола представляет собой полужидкость, получаемую из специальных трубок, содержащих терпены, смоляные кислоты и сложные эфиры.
Он затвердевает при контакте с воздухом. Таким образом, он закупоривает места повреждений. Это помогает в закреплении женских шишек после опыления, чешуйчатых листьев вокруг основания листьев и верхушечных почек. Смола удерживает воду. Является антисептиком и ядовитым для вредителей.
Таким образом, он останавливает атаки микробов и насекомых. Смола коммерчески экстрагируется и перегоняется для получения скипидара и канифоли. Канифоль используется для гидроизоляции, герметизации швов и производства писчей бумаги. Скипидар используется для изготовления красок, полиролей и воска. В медицине он используется для снятия болей, лечения бронхита и изгнания глистов.
Особенности голосеменных растений
Голосеменные имеют большое значение и обладают рядом уникальных особенностей. Их основной признак – отсутствие цветков и наличие голых, открытых семян. Так как эти растения не имеют цветов, то и плоды у этих групп растений отсутствуют.
Основным источником опыления и распространения является ветер. Обычно это средние и высокие деревья, а также некоторые виды кустарников. Один из самых высоких видов голосеменных деревьев известен как секвойя.
Тело растения имеет сегрегацию и делится на листья, стебли и корни. Листья обычно игольчатые, с толстой кутикулой и вдавленными устьицами, что обычно наблюдается у хвойных. Эта особенность помогает уменьшить потерю воды из-за транспирации.
Стержневая корневая система — это корневая система голосеменных растений. У некоторых растений эти корни вовлечены в грибы и образуют микоризу, напр. Пинус. Некоторые виды, такие как растение Cycas, связаны с азотфиксирующими цианобактериями и имеют форму специализированных корней, называемых кораллоидными корнями. Такие растения также сосудистые, присутствуют как ксилема, так и флоэма.
Характеристики голосеменных:
Голосеменные представляют собой небольшую группу семенных растений, представленных всего 900 живых видов.
Голосеменные более древние, чем покрытосеменные. Они сформировали ведущую растительность на Земле около 200 миллионов лет назад, в мезозойскую эру. Сегодня они присутствуют только в холодных районах, где вместо дождя; снег — источник воды.
Покрытосеменные заменили голосеменные в других более теплых регионах. Лишь несколько голосеменных растений можно увидеть в более теплых районах, например; Саговники, араукарии.
Все голосеменные растения являются многолетними и древесными по своей природе, образуя кусты или деревья.
Некоторые из них огромны и живут тысячи лет. например, Sequoia — самая высокая, ее высота составляет 111,6 метра, а Zamia pygmaea — самая маленькая, ее высота составляет 26 см.Цветов нет. Два типа спорофиллов, микроспорофиллы и мегаспорофиллы обычно агрегируются, образуя отдельные шишки или стробилы, семенные шишки (женские шишки) и пыльцевые шишки (мужские шишки) соответственно.
Семена не располагаются внутри плода. Они голые.
Отличия завязи, столбика и рыльца отсутствуют.
Семяпочки сидячие, ортотропные. Каждая семяпочка окаймлена трехслойным покровом.
Женский гаметофит состоит из архегоний.
Опыление прямое в виде рыльца отсутствует и пыльцевые зерна достигают микропилярных концов семязачатков.
Опыление регулярно осуществляется ветром (анемофилия).Мужской гаметофит производит 2 мужские гаметы или сперматозоиды. Обычно один из них является функциональным.
Внешний источник воды не требуется для транспортировки мужских гамет. Альтернативно, пыльцевая трубка образуется для осуществления оплодотворения (сифоногамии) мужским гаметофитом.
Семена содержат питательную ткань или эндосперм для будущего роста зародыша в проросток. Этими тканями представлен женский гаметофит.
Подобно папоротникам, ксилема не имеет сосудов, за исключением некоторых геофитов. Флоэмы не содержат клеток-спутниц и ситовидных трубок. Ячейки сита расположены не в сквозном порядке.
Сосудистые ткани организованы в сосудистые пучки так же, как покрытосеменные растения.
Сосудистые пучки стеблей открыты, так что имеется вторичный рост.
Размножение и оплодотворение
У голосеменных стробил известен как репродуктивная система. И самец, и самка стробила могут находиться на одном дереве (у Pinus) или на разных деревьях (у Cycas). Голосеменные растения разноспоровые. Они генерируют разные споры, которые представляют собой гаплоидные микроспоры и мегаспоры.
Мужские шишки. Мужские стробилы или мужские шишки состоят из микроспорофиллов, которые имеют микроспорангии, производящие гаплоидные микроспоры. Некоторые из этих микроспор превращаются в мужские гаметы, называемые пыльцевыми зернами, а остальные разрушаются.
Женские шишки. Мегаспорофиллы образуют группу и известны как женские стробилы или шишки. Они содержат семязачатки с мегаспорангием. Следовательно, производит гаплоидные мегаспоры и материнскую клетку мегаспоры.
Материнская клетка мегаспоры подвергается мейотическому делению и дает 4 мегаспоры. Одна из этих мегаспор прорастает в многоклеточный женский гаметофит. Женский гаметофит также состоит из двух или более архегоний, которые являются женскими половыми органами.
Оплодотворение. Когда пыльцевые зерна высвобождаются из микроспорангиев, они отделяются ветром и достигают женских шишек. Из пыльцевого зерна вырастает пыльцевая трубка, которая развивается по направлению к архегонию.
Мужские гаметы выходят близко к устью архегония. Происходит смешение мужских и женских гамет. После оплодотворения развивается зигота, образующая зародыш, а семязачаток формирует семя.
Примеры голосеменных
Хвойные: Хвойные из отдела Pinophyta или Coniferophyta являются наиболее многочисленными голосеменными растениями; древесные и с сосудистой тканью, это шишковидные деревья и кустарники.
Саговники: Внешний вид саговников (отдел Cycadophyta) обычно представляет собой один толстый, цилиндрический, деревянистый ствол и крону из больших, жестких и жестких вечнозеленых сложных листьев, которые растут прямо из ствола в виде розетки.
Gnetophytes: Gnetophyta различимы среди голосеменных, потому что они имеют сосудистые элементы, систему каналов, которые в основном встречаются у покрытосеменных, которые транспортируют воду внутри растения.
Гинкго: Ближайший родственник саговника, гинкго — род голосеменных растений, из которых Ginkgo biloba — единственный сохранившийся вид.
Жизненный цикл голосеменных
В жизненном цикле голосеменных растения чередуются между половой и бесполой фазами. Этот тип жизненного цикла известен как чередование поколений. Производство гамет происходит в половой фазе или генерации гаметофита цикла. Споры образуются в бесполой фазе или при генерации спорофита. В отличие от несосудистых растений, доминирующей фазой жизненного цикла сосудистых растений является поколение спорофита.
У голосеменных растений спорофит определяется как основная часть самого растения, включая корни, листья, стебли и шишки. Клетки спорофита растения диплоидны и содержат два полных набора хромосом. Спорофит отвечает за образование гаплоидных спор в процессе мейоза. Содержа один полный набор хромосом, споры развиваются в гаплоидные гаметофиты. Гаметофиты растений производят мужские и женские гаметы, которые при опылении объединяются, образуя новую диплоидную зиготу. Зигота созревает в новый диплоидный спорофит, таким образом завершая цикл. Голосеменные растения проводят большую часть своего жизненного цикла в фазе спорофита, и выживание поколения гаметофитов полностью зависит от поколения спорофита.
Хотите читать в автономном режиме? скачать полный PDF здесь
скачать полный PDF
Характеристики, типы и экономическое значение
РЕКЛАМА:
В этой статье мы обсудим:- 1. Характеристики голосеменных растений 2. Типы живых голосеменных растений 3. Экономическое значение.
Характеристики голосеменных:
Голосеменные — это такие семенные растения, у которых семена остаются открытыми над поверхностью мегаспорофиллов, потому что последние не свернуты в пестики.
1. Голосеменные — небольшая группа семенных растений, представленная всего 900 ныне живущими видами.
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
2. Голосеменные более древние, чем покрытосеменные. Около 200 миллионов лет назад, в мезозойскую эру, они сформировали доминирующую растительность на Земле. Сегодня они господствуют только в холодных районах, где вместо дождя; снег — источник воды.
В других местах они заменены покрытосеменными. В более теплых районах можно наблюдать лишь несколько голосеменных растений, например, Cycas (как C. circinalis в Южной Индии), Araucaria (уроженец Южной Америки, Новой Зеландии и Восточной Австралии, как A. heterophylla).0003
3. Все голосеменные растения многолетние и древесные, образующие либо кусты, либо деревья. Некоторые из них очень большие и живут тысячи лет, например, Sequoia sempervirens (самое высокое голосеменное растение 111,6 м), Zamia pygmia самая маленькая (26 см).
4. Цветки отсутствуют. Два типа спорофиллов, микроспорофиллы и мегаспорофиллы, обычно объединяются в отдельные шишки или стробилы, пыльцевые шишки (мужские шишки) и семенные шишки (женские шишки) соответственно.
ОБЪЯВЛЕНИЙ:
5. Семена внутри плода отсутствуют. Они голые.
6. Различие завязи, столбика и рыльца отсутствует.
7. Семязачатки ортотропные, сидячие. Каждая семяпочка окружена трехслойным покровом.
8. Женский гаметофит содержит архегонии.
9. Опыление прямое, так как рыльце отсутствует, а пыльцевые зерна достигают микропилярных концов семязачатков. Опыление обычно осуществляется ветром (анемофилия).
10. Мужской гаметофит производит только две мужские гаметы или сперматозоиды. Как правило, один из них является функциональным.
11. Для транспортировки мужских гамет внешняя вода не требуется. Вместо этого мужской гаметофит образует пыльцевую трубку для осуществления оплодотворения (сифоногамия).
12. Семена содержат насыщенную пищей ткань или эндосперм для будущего роста зародыша в проросток. Ткань представляет собой женский гаметофит.
13. Подобно папоротникам, ксилема не имеет сосудов, за исключением некоторых геофитов. Флоэма без клеток-спутниц и ситовидных трубок. Ситовидные ячейки не расположены встык рядами.
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
14. Сосудистые ткани организованы в сосудистые пучки так же, как и покрытосеменные. Сосудистые пучки стебля открыты, так что вторичный рост встречается довольно часто.
Типы живых голосеменных:
Живые голосеменные делятся на четыре группы — Cycadopsida, Ginkgopsida, Coniferopsida и Gnetopsida. Гинкгопсида представлена девственным деревом (Ginkgo biloba).
Gnetopsida содержит Gnetum, Ephedra и Welwitschia. Они ближе к цветковым растениям тем, что имеют цветочное расположение спорофиллов и примитивные сосуды в ксилеме. Растения саговниковых и хвойных обычно называют саговниками и хвойными деревьями соответственно.
я. Саговники:
Это меньшая группа голосеменных растений, имеющих форму пальмы и листву, напоминающую папоротник. Основания листьев часто персистентны. В стебле сосудистые ткани представляют собой лишь узкое пятно, хотя происходит вторичный рост. Растения двудомные, то есть микроспорофиллы и мегаспорофиллы развиваются на отдельных растениях. Спорофиллы агрегируются с образованием стробилов или шишек (за исключением мегаспорофиллов Cycas).
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
Мегаспорофиллы часто имеют листовидную форму и обладают раментой. Сперматозоиды подвижны. Растения в основном ксерофиты и встречаются в теплую погоду. Однако их популяция сокращается из-за расширения сельского хозяйства и жесткой конкуренции со стороны ксерофитных покрытосеменных растений. Саговники выращивают из-за их декоративной привлекательности, например, Cycas circinalis, C. revoluta.
Цикас (рис. 3.18):
Цикас также называют живым ископаемым, потому что он обладает рядом признаков вымерших папоротников и саговников. Голосеменные растения представляют собой вечнозеленые небольшие спорофиты, похожие на пальмы или древовидные папоротники, которые встречаются в некоторых тропических и субтропических районах.
Достигает высоты от 0,4 м до 20,0 м. Цикас имеет неразветвленный столбчатый стебель (редко ветвящийся), который покрыт спиральными полосами стойких ромбовидных оснований листьев. На вершине — корона из листьев.
Листья бывают двух типов: крупные зеленые и мелкие коричневатые чешуйчатые. Чешуйчатые листья развиваются спиральными рядами, чередующимися с лиственными. Они покрыты раментальной шерстью. Лиственные листья крупные (1-3 м), черешковые, одноперистые. База широкая. Черешок несет два ряда шипов. Черешок продолжается в рахис. Рахис имеет две боковые бороздки, из которых выходит 50-200 пар сидячих линейно-ланцетных перьев или листочков.
Вершина листочка колючая, а край может быть прямым или загнутым (например, C. revoluta, C. beddornei). На молодых листьях видны кольцеобразные пятнистости. Корни бывают двух типов: нормальные и кораллоидные.
Кораллоидные корни представляют собой неправильные, отрицательно геотропные, дихотомически разветвленные кораллоподобные корни, не имеющие корневых волосков и корневых чехликов. Кораллоидные корни имеют симбиотическую связь с сине-зелеными водорослями, такими как виды Nostoc и Anabaena. Зерна саго встречаются в коре стебля.
Вегетативное размножение происходит с помощью мясистых луковиц, которые случайно возникают в щелях среди устойчивых оснований листьев. В половом отношении Cycas раздельнополый с отдельными мужскими и женскими растениями. Растения несут конечные шишки. Мужские шишки овальные, толстые, длиной 20-80 см. Стебельчатая структура заменяет точку роста растения. Дальнейший рост мужского растения осуществляется боковой почкой, так что ось стебля мужского растения симподиальная.
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
Мужские шишки имеют ряд плотно расположенных спирально расположенных микроспорофиллов. Каждый микроспорофилл имеет плоскую фертильную проксимальную область и дистальную изогнутую стерильную область или апофиз. Фертильная область несет ряд микроспорангиев или пыльцевых мешочков, расположенных в виде сорусов. Микроспоры или пыльцевые зерна имеют форму лодочек.
Внутренний конус ослаблен. Он состоит из розетки бурых мегаспорофиллов. Каждый мегаспорофилл несет от 2 до 12 красноватых семязачатков в средней фертильной части. На терминальной стерильной части могут быть остатки листового строения. Семязачатки цикаса самые крупные, 6-7 см в диаметре. Точно так же яйцо или оосфера является самым большим в царстве растений.
Опыление анемофильное. Перед опылением в пыльцевом зерне развиваются три клетки заростка, генеративная клетка и трубчатая клетка. Опыление приносит пыльцевые зерна внутрь семязачатков. Трубчатая клетка растет и образует пыльцевую трубку. Пыльцевая трубка у Cycas выполняет гаусториальную функцию. Генеративная клетка делится на стерильную стволовую клетку и крупную фертильную клетку тела. Клетка тела производит две материнские клетки спермы.
Сперматозоиды Cycas (до 300 мкм) — самые крупные в биологическом мире. Они имеют верхушечную форму с рядом жгутиков, расположенных в 5-6 бороздках на заостренном конце. Семя имеет овальную или округлую оранжево-красную структуру, обычно имеет мясистую внешнюю саркотесту для привлечения птиц.
ii. Хвойные:
Они включают более 500 живых видов растений с голосеменными растениями, которые выдержали конкуренцию с покрытосеменными растениями. Растения вечнозеленые, с плотными и массивными сосудистыми тканями и неподвижными гаметами. Хвойные обычно однодомные. Шишки или стробилы компактные и одеревеневшие. Оба типа шишек рождаются на одном и том же растении. В отличие от саговников, они не образуются на кончиках основных ветвей.
Хвойные имеют моноподиальный рост, при котором главная ось ствола поднимается прямо от основания и доходит до верхушки. Ветви не конкурируют с главной осью. Стволовые ветки бывают двух типов, длинные и карликовые. Рост длинных ветвей неограничен. Нижние длинные ветви длиннее верхних. Это придает растению конусообразный или бывший вид, как у «рождественской елки».
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
Листья в основном несутся на карликовых ветвях. Карликовые ветки имеют ограниченный или определенный рост. Листья имеют толстую кутикулу и вдавленные устьица. Они игольчатые (например, Pinus), маленькие, плоские и кожистые (например, Araucaria) или чешуйчатые (например, Thuja). Все эти свойства листьев помогают хвойным сохранять воду и уменьшают транспирацию в засушливых условиях, связанных с холодной средой обитания.
Корни часто связаны с грибковыми симбионтами или микоризой, чтобы преодолеть трудности с поглощением воды и получением неорганических питательных веществ из органических остатков.
Растения обычно содержат ароматическое антисептическое липкое полужидкое вещество, называемое смолой. Он выделяется по специальным каналам или протокам, имеющимся в древесине, коре, листьях, корнях и т. д. Смола запечатывает места повреждений и защищает растения от нападения микробов и насекомых.
Араукария (высокое и величественное хвойное дерево из Южной Америки, Новой Зеландии и Восточной Австралии) растет в теплую погоду как на равнинах, так и в предгорьях.
Другие хвойные деревья образуют обширные и преобладающие лесные массивы в основном в северных умеренных регионах Европы, Азии, Северной Америки и т. д. Они в изобилии встречаются в верхней зоне лесной границы гор, включая Гималаи, например, Pinus (сосна), Cedrus (кедр) , Picea (Ель), Abies (Пихта), Juniperus (можжевельник), Thuja, Larix, Cupressus.
Хвойные деревья являются доминирующими составляющими флоры северного умеренного пояса по следующим причинам:
ОБЪЯВЛЕНИЯ:
1. В районах с умеренным климатом хвойные имеют преимущество перед покрытосеменными деревьями. В то время как покрытосеменные деревья сбрасывают листву в осенне-зимний период, хвойные остаются вечнозелеными. Они продолжают производить себе пищу в этот период, когда другие растения находятся в состоянии спячки из-за отсутствия листьев.
2. Хвойные деревья обладают рядом ксерофитных характеристик, которые способствуют сохранению воды. Таким образом, они способны переносить приливы в зимний период, когда почва промерзает, а доступность воды очень мала. Микориза позволяет им получать воду и минеральные вещества.
3. Ферменты хвойных функциональны даже при —35°С, при которой они инактивируются у других растений.
Пинус (рис. 3.18):
Pinus или Pine — хвойное голосеменное растение. Это большое дерево пирамидальной или бывшей формы, похожее на рождественскую елку. Тело растения представляет собой спорофит со стеблем, листьями и корнями.
Основной стержень прямой. Высота может достигать 10-50 метров. Главный стебель имеет моноподиальное ветвление. Стволовые ветки бывают двух типов, длинные и карликовые. Карликовые ветки имеют 1-5 игольчатых листочков, окруженных у основания влагалищем из чешуйчатых листьев.
Pinus имеет горизонтально раскидистую стержневую корневую систему с расположенными через промежутки стержневидными корнями, направленными вниз. Более тонкие корни бывают двух типов — нормальные (с корневыми волосками и корневым чехликом) и микоризные. Микоризные корни располагаются близко к поверхности почвы. Они лишены корневых волосков и корневого чехлика.
Спорофитное тело растения не размножается вегетативно. Образует микро- и мегаспорофиллы в двух типах шишек, мужских и женских. Мужские или пыльцевые шишки встречаются группами субтерминально на нижних длинных ветвях. Каждая мужская шишка имеет короткую ножку, центральную ось и ряд спирально расположенных микроспорофиллов.
Микроспорофилл с двумя продолговатыми параллельными микроспорангиями на нижней поверхности. Пыльцевые зерна разносятся воздушными потоками. Они образуют желтые облака в сосновых лесах. Пыльцевое зерно имеет два воздушных мешочка или крылышка, которые делают его легким.
Женские или семенные шишки развиваются группами по 2-6 штук на верхних длинных ветвях дерева. Каждая женская шишка имеет длинную ножку и центральную ось, на которой расположено несколько спирально расположенных парных чешуек. Нижняя часть пары называется прицветниковой чешуей, а верхняя — яйценосной чешуей или мегаспорофиллом. Яйценосная чешуя несет две семяпочки в направлении базальной области на верхней стороне.
Женские шишки раскрываются в год образования для опыления. Опыление анемофильное (воздушным путем) и прямое. После оплодотворения семязачаток превращается в семя.
Часть верхней поверхности семязачаточной чешуи отслаивается вместе с семенем, образуя его крыло. Женской шишке требуется около 26 месяцев для достижения зрелости. Затем он открывается, чтобы выпустить крылатые семена, которые разносятся по воздуху. Попадая в подходящую почву, каждое семя дает начало новому растению.
iii. Гинкголы:
Это примитивные голосеменные растения, которые обладают листопадными листьями с вильчатым жилкованием, двумя типами ветвей, однополым растением, сережковидным мужским соцветием, в котором каждая микроспорангиоспора имеет 2-12 микроспорангиев, множественные реснитчатые мужские гаметы и скопления мегаспорангиатных структур, каждая с длинным стеблем и двумя яйцеклетки. Гинкголы представлены одним видом Ginkgo biloba.
Гинкго двулопастный:
Гинкго двулопастный (рис. 3.19) не изменился за последние несколько миллионов лет с момента своего появления в триасовом периоде. Его также называют живым ископаемым. Растение выжило благодаря интересу, проявленному садоводами. Обладает естественным иммунитетом к ряду болезней растений. Растение представляет собой высокое дерево высотой до 30 м. Листья веерообразные.
Глубоко двулопастные на длинных побегах. Листья цельные или выемчатые на карликовых побегах. Листья имеют разветвленное жилкование. Гинкго раздельнополое, как саговники. Карликовые побеги женских растений несут отчетливые мегаспорангиатные структуры.
Каждый имеет ножку, оканчивающуюся двумя семяпочками. Семяпочка имеет 3-слойный покров, микроворонку и пыльцевую камеру. Эндосперм жареных семян съедобен. Однако садоводы предпочитают выращивать только мужские растения, так как женские растения имеют неприятный запах.
Экономическое значение голосеменных:
Некоторые из основных экономических значений голосеменных растений приведены ниже:
1. Съедобные семена:
Семена Pinus gerardiana съедобны. Их едят после обжарки.
2. Древесина:
Голосеменные обладают мягкой древесиной. То же используется для изготовления легкой мебели, фанеры, упаковочных ящиков, спичек, железнодорожных шпал и т. д.
3. Бумага:
Ряд голосеменных деревьев используется в производстве бумаги. К ним относятся Picea, Pinus, Larix и Abies.
4. ДВП:
Хвоя сосны и других хвойных деревьев используется для изготовления древесноволокнистых плит, которые используются для изготовления упаковочных ящиков.
5. Линолеум:
Опилки используются при производстве линолеума и пластмасс.
6. Смола:
Смола представляет собой полужидкость, выделяемую специальными трубками, которая содержит терпены, смоляные кислоты и сложные эфиры.