Общая характеристика голосеменных растений. Общая характеристика голосеменных растений
Общая характеристика голосеменных растений
11.05.2015
Около 300 000 000 лет назад на Земле появились первые голосеменные растения. Их потомки распространились по всему северному полушарию – от тропиков до северного полярного круга. Хвойные леса составляют около трети растительного покрова Северной Америки, примерно четверть – в Европе и Азии. Голосеменные растут в смешанных лесах, встречаются в тундре. И в субтропиках можно встретить растения этой группы: кипарисы и саговники. Голосеменные растения – это в основном мощные вечнозеленые деревья и кустарники, редко – лианы. Сосна и кедр имеют высоту до 40 – 60 м, но «чемпионом» является секвойя вечнозеленая, высота которой достигает 112 м.
Биологи полагают, что появление голосеменных растений по важности сравнивается с переходом растений к жизни на суше. Высшие споровые растения самим своим существованием доказали, что к среде суши можно приспособиться и выжить. Голосеменные растения не просто выжили, они сыграли выдающуюся роль в развитии растительного мира Земли. Какие приспособления помогли этим растениям войти в число победителей в борьбе с трудностями жизни на суше?
Прежде всего, это изменения в способе полового размножения, отличающие голосеменные растения от высших споровых растений.
Часть слова «- семенах» в названии означает, что эти растения размножаются помощью семян. Основной частью семян является зародыш. В семенах содержится запас питательных веществ, необходимых для его прорастания. Семенная кожура надежно предохраняет зародыш и питательные вещества семян от неблагоприятных воздействий окружающей среды.
Отделившись от «отца», семена могут быть перенесены ветром на большое расстояние. Попав в почву, оно может находиться в ней «в состоянии покоя» долгое время, пока условия для прорастания не станут благоприятными. Для прорастания семян не нужна помощь растения – «отца» в образовании питательных веществ. Поэтому семена можно считать наиболее удачным приспособлением не только для распространения растений, но для размножения.
Существенно отличается и жизненный цикл голосеменных растений. Вспомним – споры споровых растений, попадая в почву, прорастают и дают жизнь отдельным, независимым от спорофита, растениям – гаметофита. Споры образуются и у голосеменных растений. Рассмотрите ветку сосны, вы увидите на ней маленькие шишки – женские, и большие шишки – мужские. В них содержатся спорангии. В спорангиях мужских шишек образуются мужские споры, а женских шишках – женские, что похоже на образование спор в хвощей.
Однако, в отличие от хвоща, споры сосны не попадают в почву. Они остаются в спорангиях, где и формируются мужские и женские гаметофиты. Защищенные плотными чешуйками шишек, гаметофиты развиваются на дереве-спорофите, используя его питательные вещества.
Гаметофиты сосны очень малы – они состоят всего из нескольких клеток. В женский гаметофит образуются половые органы, где формируются яйцеклетки. Мужские гаметофиты – их еще называют пыльцевыми зернами – состоят из двух клеток. Одна из них образует мужскую гамету. Пыльцевые зерна разносятся ветром. Только некоторые из них смогут попасть на женские шишки, поэтому у сосны образуется огромное количество пыльцы.
Пыльцевое зерно проникает между чешуйками шишки к женскому гаметофита. Пройдет почти год, прежде чем мужская гамета сольется с женской. Для этого мужскому гаметофиту нужно проделать большую работу – одна из его клеток вырастает и проникает в женский гаметофит. По ней мужская гамета «доплывает» до яйцеклетки и происходит оплодотворение. Из зиготы формируется зародыш – начало жизни нового растения-спорофита. Зародыш и ткани женского гаметофита и спорангия, что его окружают, образуют семена. Семена созревают в ячейках шишек, где их надежно оберегают чешуйки.
Надежность каждого этапа жизненного цикла у голосеменных значительно выше, чем у высших споровых. Гаметофиты сосны развиваются на мощном спорофите, получая от него готовые органические вещества, они защищены чешуйками его шишек.
Перенос пыльцы к женскому гаметофита происходит в воздушной среде ветром. Трубка, прорастает, надежно «доставляе» мужскую гамету к женскому. Оплодотворение у голосеменных растений не зависит от того, во влажной среде растет растение, пойдет в нужный момент дождь, выпадет роса, – оно происходит при любой погоде.
Зародыш защищен тканями гаметофита и спорофита. В семенах, что сформировалось, есть запас питательных веществ. Семена распространяются ветром на большие расстояния. Они прорастают и впоследствии становятся мощными деревьями-Спорофит.
У кого больше шансов оставить после себя потомство – у сосны или в хвоща, в высших споровых или у голосеменных растений? Безусловно, у голосеменных растения! Каким растениям проще распространяться, захватывая огромные территории? На этот вопрос можно ответить сами.
Успех голосеменных растений в освоении пространств суши обусловлены изменениями в строении их вегетативных органов. Для деревьев, поднимают свою крону на большую высоту, важно, чтобы ее снабжения водой было бесперебойным, а к корням доходила достаточное количество веществ, образовавшихся в письмах кроны. Поэтому у голосеменных растений гораздо лучше развита система проводящих тканей.
« Плауны, хвощи, папоротники Разнообразие голосеменных растений »moyaosvita.com.ua
Разработка урока на тему "Общая характеристика Голосеменных растений "
Тема урока: Общая характеристика Голосеменных растений
Цель урока: дать общую характеристику растений отдела Голосеменные растения.
Задачи: образовательные – изучить особенности строения голосеменных растений; указать на признаки, позволившие отнести их к группе высших семенных растений; дать представление о многообразие растений данного отдела; указать на преимущества семенного размножения над споровым.
развивающие – развивать умение учащихся анализировать полученную информацию, выделять главное, обобщать, делать выводы, работать в группах, применение знаний на практике.
воспитательные – воспитывать критически мыслящую личность, чувство бережного отношения к природе, любовь к родному краю.
Тип урока: сообщение новых знаний
Оборудование: слайдовая презентация, флипчарты, фломастера, клей, карточки с тестовыми заданиями, гербарий растений, шишки, рисунки растений, стикеры, таблички с названиями (1,2,3 группы, оценщики).
Ход урока:
1 Организационный момент.
Отметить отсутствующих, деление на группы, позитивный настрой.
2 Актуализация знаний учащихся
Определение темы урока: стадия вызова
Везёт лошадка дровенки На дровнях мужичок Срубил он нашу …(елочку) Под самый корешок. И вот она, нарядная, На праздник к нам пришла, И много, много радости Детишкам принесла.
От яблони - яблочки, а от сосны - ….(шишки)
Эти растения относятся к группе растений, с которыми мы сегодня познакомимся на уроке. Запишите тему урока в тетрадях «Общая характеристика Голосеменных растений». Что вы должны будете знать к концу урока? (учащиеся излагают свой идей). Задайте себе вопрос, на который мы должны будем сегодня найти ответ? (несколько учащихся озвучивают свой вопросы по теме урока).
Оказывается …:
- сосна – в Японии символ долголетия, отваги и мужственности; дерево людей, родившихся с 19 февраля по 28/29 февраля и с 24 августа по 2 сентября; символ света, огня, плодородия и бессмертия у северных народов;
- пихта – дерево людей, родившихся со 2 по 11 января, с 5 по 14 июля;
- лиственница – символ России;
- обычай украшения ели в Новый год пришел к нам из Германии;
- кипарис - символом скорби и чужого горя. В Древней Греции у дверей умершего вешали ветвь кипариса, а на могилах сажали молодые кипарисы;
- кедр (сосна сибирская) - символ силы, достоинства, неподкупности, долговечности. Герб одного из городов России.
3 Изучение новой темы
Группы получают задания: 1 группа – общая характеристика голосеменных растения, 2 группа – многообразие голосеменных растений, 3 группа – практическое значение голосеменных растений, 4 группа – оценщики работы групп. Группы получают флипчарты и карандаши для оформления (время 7 минут).
1 группа.
Общая характеристика голосеменных растений:
-
Жизненные формы – деревья, редко полукустарники, трав нет.
-
Образуют видоизмененный побег – шишку.
-
Размножаются с помощью семян – это их основное отличие от споровых растений. Семена содержат запас питательных веществ.
-
Плодов не имеют.
-
Листья в виде иголок – хвоинки.
-
Чаще вечнозеленые растения.
-
Нет настоящих сосудов.
-
Разнополые растения (есть мужское и женское растение).
-
Оплодотворение без участия воды, поэтому мужская гамета (половая клетка) неподвижна, называется спермий.
-
Питаются как и все растения автотрофным путем (образуют органические вещества из неорганическихв процессе фотосинтеза, выделяют кислород в атмосферу).
-
Семена не прикрыты стенками плода, лежат открыто на чешуйках шишек – отсюда название отдела.
-
Сосновый лес называется тайгой.
-
Растения этого отдела выделяют в окружающую среду летучиевещества, убивающие бактерии - фитонциды.
2 группа.
Многообразие голосеменных растений:
-
Отдел насчитывает около 700 видов растений.
-
Голосеменные растения появились около 400 млн. лет назад, рассвет их пришелся на мезозойскую эру триасового периода. На земле было сухо и холодно, поэтому листья видоизменились в хвоинки. Распространены в умеренном климате.
-
Являются одними из древних среди высших семенных растений.
-
В состав отдела входят 3 класса: класс Саговниковые – около 100 видов, класс Гинкговые – 1 вид, класс Хвойные - 600 видов.
-
Класс Саговниковые – обитают в тропиках и субтропиках, внешне похожее на пальму голосеменное растение, семена которого образуются не в плодах, а на чешуях шишек. Масса одной шишки превышает 40 кг.
-
Класс Гинкговые – сейчас осталось лишь одно растение этого класса – это Гинкго билоба, живое ископаемое, дикорастущие виды встречается только в горах Китая, листья в виде веера или утиных лапок, семена несколько напоминают абрикос, однако обладают неприятным запахом прогорклого масла (его даёт масляная кислота).
-
Класс Хвойные – самый многочисленный класс из этого отдела. К ним относят сосну, ель, можжевельник, кипарис, тую, лиственницу, эфедру, секвойю или мамонтово дерево, самое высокое в мире (150м в высоту).
- Сосна - однодомное растение, т.е. мужские и женские гаметы развиваются на одном растений. Через 15-30 лет на верхушках побегов можно увидеть небольшие красноватые шишки – женские шишки, ниже зеленовато-желтые – это мужские. Сосны светолюбивые растения, поэтому побег тянется вверх, а нижние ветви отмирают. Хвоинки располагаются попарно на коротких побегах. Хвоя сохраняется 3-6 лет. Сосна растёт в сухих местах. Может расти даже на песках. Сосновые леса всегда сухие. Поэтому в сосновых лесах нужно особенно осторожно обращаться с огнём.
- Можжевельник – двудомный хвойный кустарник. Шишки обычно созревают к первому, иногда к 2 или 3 году. Эти шишки мягкие, шарообразные темно-синего или темно-красного цвета. Их называют шишкоягодами.
-
Кедр – похож на ель, но его игольчатые листья мягкие, незаостренные, поэтому они не колются.
-
Туя – имеет широкие чешуйчатые листья.
-
Ель Шренка – относится к двудомным кустарникам высотой 10м, изредка встречающийся в Терскей-, Кунгей- и Заилийском Алатау. Ель Шренка занесена в красную книгу Казахстана. Очень медленно растет, наклоняясь к земле, поэтому ее называют стелющейся. Семена не успевают развиться, поэтому эта ель размножается вегетативным способом. В природе живет до 300 лет. Ель обыкновенная – высотой до 40м, теневыносливое холодостойкое растение, Хвоинки располагаются на побеге по одному.
-
Эфедра- двудомное голосеменное растение, кустарник высотой 15-40 см. Листья видоизменены в мелкие чешуй. Так, как листья-чешуйки опадают рано, фотосинтез происходит в ветках. Ветви ее множественные, зеленые и гладкие. Стебли прямые, с одеревенелой поверхностью. Цветет растение мелкими цветками, собранными в небольшие колоски. Этот период наступает в мае или июне.
-
Лиственница – листопадное дерево высотой 40 м неприхотливое, может расти в любых условиях в основном в северной части России. Мало требовательна к количеству осадков, температуре, влажности воздуха. Долговечна, доживает до 600 лет. Хвоинки собраны в пучок – отличительный признак. Единственное растение из хвойных, которое каждую осень сбрасывает хвою.
3 группа.
Практические значение голосеменных растений: сосна, ель, кедр (сосна сибирская), можжевельник, лиственница, эфедра, туя, кипарис, секвойя.
-
Древесина хвойных высоко ценится в строительстве, применяется для изготовления мебели, музыкальных инструментов, в кораблестроении. Она долговечна, так как пропитана смолой.
-
Живица – смолистая жидкость, выделяющаяся при ранении хвойных деревьев. Живица заживляет раны дерева. Исцеляет их. Отсюда и пошло ее народное название. Если живица застывает без доступа воздуха, то она превращается в янтарь. Из янтаря делают украшения, декоративную скульптуру, им отделывают помещения.
-
Живица используется и как лекарственное средство для лечения ревматизма, лёгких, почек, органов пищеварения. Скипидар – жидкость, получаемая из смол хвойных растений. Его используют как растворитель или в виде мази.
-
Шишкоягоды можжевельника используют в медицине, кулинарии, парфюмерии.
-
Ветки эфедры обладают лечебным свойством, препараты используются для возбуждения нервной системы, для лечения астмы и аллергии.
-
Хорошо развитая мощная корневая система предотвращает эрозию почв, не допуская смыва водой и выдувания ветром плодородной части.
-
Там, где растут голосеменные растения почва не разрушается снегом и ливневыми дождями.
-
Вместе с другими растениями голосеменные регулируют круговорот воды в природе, образуют органические вещества.
-
Сосна выделяет особые летучие антибактериальные вещества – фитонциды. Например, как лук и чеснок. Так мы ощущаем особый воздух в сосновом лесу.
-
Растущие в лесах ели, сосны, лиственницы, кедры поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Таким образом очищают атмосферу.
-
Древесину хвойных растений используют как строительный и поделочный материал.
-
Из древесины ели изготавливают бумагу. В лекарственных целях используют молодые верхушки веток с почками (собирают ранней весной, срезая их у основания, сушат в тени), незрелые семенные шишки (собирают в июне - сентябре), смолу и скипидар.
-
С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, как нити шелка.
-
Из лиственницы – из-за прочной, устойчивой к гниению древесины ее использовали в строительных целях (инженеры Древнего Рима использовали ее постройки амфитеатров), материал для судов, канализационных труб.
-
Кедр (сосна сибирская) – вечнозеленое теневыносливое растение высотой 35-44 м, диаметр ствола около 2м. древесина используется в производстве карандашей, из неё делают рояли, арфы, гитары. Орехи идут на изготовление кедрового жирного масла. Хвоей кедра лечат цингу – кровоточивость десен, живицей — раны, порезы и ожоги.
-
Эфедра - единственный растительный источник получения эфедрина – лекарственного вещества, способного стимулировать работу дыхательного центра, расслаблять гладкую мускулатуру бронхов, возбуждает нервную систему, повышает кровяное давление, для лечения энуреза. Эфедра – токсичное растение, средства из нее отличаются сильным действием, поэтому применимы только после консультации врача.
-
Из ветвей пихты получают эфирное масло для производства лекарственного препарата камфары.
-
Выращивают кипарисы в садах и парках в качестве декоративных деревьев, часто используют в качестве живой изгороди. Кипарис теплолюбивое растение, не терпящий морозов.
4 группа – оценщики. Задача группы – оценивание работ.
4 Закрепление
Тест
1.Какую систематическую группу образуют хвойные растения:
А. отдел Б. царство В. класс
2. Побег какого растения изображен на рисунке?
А. ели Б. сосны В. лиственницы
3. Какие жизненные формы характерны для голосеменных растений?
А. деревья Б. травы В. полукустарники
4. Видоизмененный побег хвойных растений:
А. цветок Б. шишка В. спора
5. Растение, хвоинки которого располагаются на побеге по одному:
А. ель Б. сосна В. можжевельник
6. Растения образуют органические вещества из неорганических в процессе:
А. дыхания Б. фотосинтеза В. питания
7. Самое высокое хвойное дерево: А. кипарис Б. кедр В. секвойя
8. Растение, занесенное в Красную книгу Казахстана:
А. сосна сибирская Б. ель Шренка В. лиственница
9. Светолюбивое хвойное растение:
А. сосна Б. туя В. ель
10. Вроде сосен, вроде елок, а зимою без иголок:
А. можжевельник Б. эфедра В. лиственница
А теперь на основании данного и предыдущего текстов обобщим наши сведения о высших растениях двух отделов. Мы сделаем это с помощью особого графического организатора, получившего название диаграммы Эйлера-Венна.
Ответ:
1 – В, 2 – Б, 3 – А и В, 4 – Б, 5 – А,
6 - Б, 7 – В, 8 – Б, 9 – А, 10 - В
Оценивание: «5» - 9-10 баллов, «4» - 8-7 баллов, «3» - 6- 5 баллов.
5 Рефлексия
Мне все понятно. Мне не все понятно. Я не все понял и допустил много ошибок (стикеры с фамилией ученика крепятся на доску со смайликами).
6 Домашнее задание
- параграф 21 пересказ;
- составить сообщение о хвойных растениях Красной книги Казахстана;
- сравнить и нарисовать побеги сосны и ели;
- приготовить слайд-шоу о хвойных растениях нашего города.
«Берегите леса! Срубил дерево – посади два».
Просмотр содержимого документа «разработка урока на тему "Общая характеристика Голосеменных растений " »
Урок №: 38 Тема урока: Общая характеристика Голосеменных растений
Цель урока: дать общую характеристику растений отдела Голосеменные растения.
Задачи: образовательные – изучить особенности строения голосеменных растений; указать на признаки, позволившие отнести их к группе высших семенных растений; дать представление о многообразие растений данного отдела; указать на преимущества семенного размножения над споровым.
развивающие – развивать умение учащихся анализировать полученную информацию, выделять главное, обобщать, делать выводы, работать в группах, применение знаний на практике.
воспитательные – воспитывать критически мыслящую личность, чувство бережного отношения к природе, любовь к родному краю.
Тип урока: сообщение новых знаний
Оборудование: слайдовая презентация, флипчарты, фломастера, клей, карточки с тестовыми заданиями, гербарий растений, шишки, рисунки растений, стикеры, таблички с названиями (1,2,3 группы, оценщики).
Ход урока:
1 Организационный момент.
Отметить отсутствующих, деление на группы, позитивный настрой (время 2 минуты).
2 Актуализация знаний учащихся
Определение темы урока: загадки.
Высоконько стоит, Далеконько глядит, Станет старушкой - Будет избушкой (ответ - сосна).
Колкую, зелёнуюсрубили топором,Колкая, зелёнаяК нам приходит в дом (ответ - ель).
Везёт лошадка дровенкиНа дровнях мужичокСрубил он нашу …(елочку)Под самый корешок.И вот она, нарядная,На праздник к нам пришла,И много, много радостиДетишкам принесла.
От яблони - яблочки, а от сосны - ….(шишки)
Эти растения относятся к группе растений, с которыми мы сегодня познакомимся на уроке. Запишите тему урока в тетрадях «Общая характеристика Голосеменных растений». Что вы должны будете знать к концу урока? (учащиеся излагают свой идей). Задайте себе вопрос, на который мы должны будем сегодня найти ответ? (несколько учащихся озвучивают свой вопросы по теме урока). (Время 3 минуты).
Оказывается …:
- сосна – в Японии символ долголетия, отваги и мужственности; дерево людей, родившихся с 19 февраля по 28/29 февраля и с 24 августа по 2 сентября; символ света, огня, плодородия и бессмертия у северных народов;
- пихта – дерево людей, родившихся со 2 по 11 января, с 5 по 14 июля;
- лиственница – символ России;
- обычай украшения ели в Новый год пришел к нам из Германии;
- кипарис - символом скорби и чужого горя. В Древней Греции у дверей умершего вешали ветвь кипариса, а на могилах сажали молодые кипарисы;
- кедр (сосна сибирская) - символ силы, достоинства, неподкупности, долговечности. Герб одного из городов России.
3 Изучение новой темы
Группы получают задания: 1 группа – общая характеристика голосеменных растения, 2 группа – многообразие голосеменных растений, 3 группа – практическое значение голосеменных растений, 4 группа – оценщики работы групп. Группы получают флипчарты и карандаши для оформления (время 7 минут).
1 группа.
Общая характеристика голосеменных растений:
Жизненные формы – деревья, редко полукустарники, трав нет.
Образуют видоизмененный побег – шишку.
Размножаются с помощью семян – это их основное отличие от споровых растений. Семена содержат запас питательных веществ.
Плодов не имеют.
Листья в виде иголок – хвоинки.
Чаще вечнозеленые растения.
Нет настоящих сосудов.
Разнополые растения (есть мужское и женское растение).
Оплодотворение без участия воды, поэтому мужская гамета (половая клетка) неподвижна, называется спермий.
Питаются как и все растения автотрофным путем (образуют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза, выделяют кислород в атмосферу).
Семена не прикрыты стенками плода, лежат открыто на чешуйках шишек – отсюда название отдела.
Сосновый лес называется тайгой.
Растения этого отдела выделяют в окружающую среду летучие вещества, убивающие бактерии - фитонциды.
2 группа.
Многообразие голосеменных растений:
Отдел насчитывает около 700 видов растений.
Голосеменные растения появились около 400 млн. лет назад, рассвет их пришелся на мезозойскую эру триасового периода. На земле было сухо и холодно, поэтому листья видоизменились в хвоинки. Распространены в умеренном климате.
Являются одними из древних среди высших семенных растений.
В состав отдела входят 3 класса: класс Саговниковые – около 100 видов, класс Гинкговые – 1 вид, класс Хвойные - 600 видов.
Класс Саговниковые – обитают в тропиках и субтропиках, внешне похожее на пальму голосеменное растение, семена которого образуются не в плодах, а на чешуях шишек. Масса одной шишки превышает 40 кг. Кроме того, у саговников самые крупные сперматозоиды, их можно видеть невооруженным глазом. Растут они исключительно медленно. Листья хорошо адаптированы к запасанию воды: они толстые, саговниковые хорошо приспособлены к засушливым местообитаниям.
Класс Гинкговые – сейчас осталось лишь одно растение этого класса – это Гинкго билоба, живое ископаемое, дикорастущие виды встречается только в горах Китая, листья в виде веера или утиных лапок, семена несколько напоминают абрикос, однако обладают неприятным запахом прогорклого масла (его даёт масляная кислота). Высотой 40м. Некоторые деревья достигают возраста 2500 лет. Осенью листья желтеют и быстро опадают. Отваренные или жареные семена гинкго с давних времен употребляют в пищу.
Класс Хвойные – самый многочисленный класс из этого отдела. К ним относят сосну, ель, можжевельник, кипарис, тую, лиственницу, эфедру, секвойю или мамонтово дерево, самое высокое в мире (150м в высоту).
Сосна- однодомное растение, т.е. мужские и женские гаметы развиваются на одном растений. Через 15-30 лет на верхушках побегов можно увидеть небольшие красноватые шишки – женские шишки, ниже зеленовато-желтые – это мужские. Сосны светолюбивые растения, поэтому побег тянется вверх, а нижние ветви отмирают. Хвоинки располагаются попарно на коротких побегах. Хвоя сохраняется 3-6 лет. Сосна растёт в сухих местах. Может расти даже на песках. Сосновые леса всегда сухие. Поэтому в сосновых лесах нужно особенно осторожно обращаться с огнём.
Можжевельник – двудомный хвойный кустарник. Шишки обычно созревают к первому, иногда к 2 или 3 году. Эти шишки мягкие, шарообразные темно-синего или темно-красного цвета. Их называют шишкоягодами.
Кедр – похож на ель, но его игольчатые листья мягкие, незаостренные, поэтому они не колются.
Туя – имеет широкие чешуйчатые листья.
Ель Шренка – относится к двудомным кустарникам высотой 10м, изредка встречающийся в Терскей-, Кунгей- и Заилийском Алатау. Ель Шренка занесена в красную книгу Казахстана. Очень медленно растет, наклоняясь к земле, поэтому ее называют стелющейся. Семена не успевают развиться, поэтому эта ель размножается вегетативным способом. В природе живет до 300 лет. Ель обыкновенная – высотой до 40м, теневыносливое холодостойкое растение, Хвоинки располагаются на побеге по одному. В среднем растет 250-300 лет, в молодом возрасте ель растет медленно, после 10 лет темпы роста резко возрастают. Для своего роста и развития требует много влаги. Поэтому еловые леса тёмные, влажные.
Эфедра- двудомное голосеменное растение, кустарник высотой 15-40 см. Листья видоизменены в мелкие чешуй. Так, как листья-чешуйки опадают рано, фотосинтез происходит в ветках. Ветви ее множественные, зеленые и гладкие. Стебли прямые, с одеревенелой поверхностью. Цветет растение мелкими цветками, собранными в небольшие колоски. Этот период наступает в мае или июне. Места обитания эфедры – Кавказ, Западная Сибирь и южные области Европейской части России. Растение любит полупустынные равнины и пустыри, зоны с почвой умеренной влажности.
Лиственница – листопадное дерево высотой 40 м неприхотливое, может расти в любых условиях в основном в северной части России. Мало требовательна к количеству осадков, температуре, влажности воздуха. Долговечна, доживает до 600 лет. Хвоинки собраны в пучок – отличительный признак. Единственное растение из хвойных, которое каждую осень сбрасывает хвою. Плодоносит лиственница шишками красноватого цвета. Внутри каждой шишки вызревают семена, причем всхожесть их чрезвычайно низкая. Обильное плодоношение повторяется каждые 7 лет. Семена вызревают очень долго.
3 группа.
Практические значение голосеменных растений: сосна, ель, кедр (сосна сибирская), можжевельник, лиственница, эфедра, туя, кипарис, секвойя.
Древесина хвойных высоко ценится в строительстве, применяется для изготовления мебели, музыкальных инструментов, в кораблестроении. Она долговечна, так как пропитана смолой.
Живица – смолистая жидкость, выделяющаяся при ранении хвойных деревьев. Живица заживляет раны дерева. Исцеляет их. Отсюда и пошло ее народное название. Если живица застывает без доступа воздуха, то она превращается в янтарь. Из янтаря делают украшения, декоративную скульптуру, им отделывают помещения.
Живица используется и как лекарственное средство для лечения ревматизма, лёгких, почек, органов пищеварения. Скипидар – жидкость, получаемая из смол хвойных растений. Его используют как растворитель или в виде мази.
Шишкоягоды можжевельника используют в медицине, кулинарии, парфюмерии.
Ветки эфедры обладают лечебным свойством, препараты используются для возбуждения нервной системы, для лечения астмы и аллергии.
Хорошо развитая мощная корневая система предотвращает эрозию почв, не допуская смыва водой и выдувания ветром плодородной части.
Там, где растут голосеменные растения почва не разрушается снегом и ливневыми дождями.
Вместе с другими растениями голосеменные регулируют круговорот воды в природе, образуют органические вещества.
Сосна выделяет особые летучие антибактериальные вещества – фитонциды. Например, как лук и чеснок. Так мы ощущаем особый воздух в сосновом лесу.
Растущие в лесах ели, сосны, лиственницы, кедры поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Таким образом очищают атмосферу.
Древесину хвойных растений используют как строительный и поделочный материал.
Из древесины ели изготавливают бумагу. В лекарственных целях используют молодые верхушки веток с почками (собирают ранней весной, срезая их у основания, сушат в тени), незрелые семенные шишки (собирают в июне - сентябре), смолу и скипидар.
С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, как нити шелка.
Из лиственницы – из-за прочной, устойчивой к гниению древесины ее использовали в строительных целях (инженеры Древнего Рима использовали ее постройки амфитеатров), материал для судов, канализационных труб.
Кедр (сосна сибирская) – вечнозеленое теневыносливое растение высотой 35-44 м, диаметр ствола около 2м. древесина используется в производстве карандашей, из неё делают рояли, арфы, гитары. Орехи идут на изготовление кедрового жирного масла. Хвоей кедра лечат цингу – кровоточивость десен, живицей — раны, порезы и ожоги. В народной медицине настой скорлупы свежих орехов пьют при глухоте, нервных расстройствах, болезнях печени и почек, от геморроя, отваром скорлупы моют руки и ноги для удаления волосатости.
Эфедра - единственный растительный источник получения эфедрина – лекарственного вещества, способного стимулировать работу дыхательного центра, расслаблять гладкую мускулатуру бронхов, возбуждает нервную систему, повышает кровяное давление, для лечения энуреза. В народной медицине эфедра показана при ревматизме, болезнях пищеварительного тракта, подагре, крапивнице, гипотонии, при носовых кровотечениях и туберкулезе легких, для лечения ожирения. Эфедра – токсичное растение, средства из нее отличаются сильным действием, поэтому применимы только после консультации врача.
Из ветвей пихты получают эфирное масло для производства лекарственного препарата камфары.
Выращивают кипарисы в садах и парках в качестве декоративных деревьев, часто используют в качестве живой изгороди. Кипарис теплолюбивое растение, не терпящий морозов.
4 группа – оценщики. Задача группы – оценивание работ, доступно, полнота и развернутость ответа, ясность ответов, участие каждого члена группы (активно, менее активно, кто рисовал, кто искал информацию), оформление флипчарта. Комментарии, оценка группе.
Физминутки (1-2 раза).
4 Закрепление
Тестовые задания
1.Какую систематическую группу образуют хвойные растения:
А. отдел Б. царство В. класс
2. Побег какого растения изображен на рисунке?
А. ели Б. сосны В. лиственницы
3. Какие жизненные формы характерны для голосеменных растений?
А. деревья Б. травы В. полукустарники
4. Видоизмененный побег хвойных растений:
А. цветок Б. шишка В. спора
5. Растение, хвоинки которого располагаются на побеге по одному:
А. ель Б. сосна В. можжевельник
6. Растения образуют органические вещества из неорганических в процессе:
А. дыхания Б. фотосинтеза В. питания
7. Самое высокое хвойное дерево: А. кипарис Б. кедр В. секвойя
8. Растение, занесенное в Красную книгу Казахстана:
А. сосна сибирская Б. ель Шренка В. лиственница
9. Светолюбивое хвойное растение:
А. сосна Б. туя В. ель
10. Вроде сосен, вроде елок, а зимою без иголок:
А. можжевельник Б. эфедра В. лиственница
А теперь на основании данного и предыдущего текстов обобщим наши сведения о высших растениях двух отделов. Мы сделаем это с помощью особого графического организатора, получившего название диаграммы Эйлера-Венна.
Ответ:
1 – В, 2 – Б, 3 – А и В, 4 – Б, 5 – А,
6 - Б, 7 – В, 8 – Б, 9 – А, 10 - В
Оценивание: «5» - 9-10 баллов, «4» - 8-7 баллов, «3» - 6- 5 баллов.
5 Рефлексия
Мне все понятно. Мне не все понятно. Я не все понял и допустил много ошибок (стикеры с фамилией ученика крепятся на доску со смайликами).
6 Домашнее задание
- параграф 21 пересказ;
- составить сообщение о хвойных растениях Красной книги Казахстана;
- сравнить и нарисовать побеги сосны и ели;
- приготовить слайд-шоу о хвойных растениях нашего города.
Любите родную природу –
Озёра, леса и поля!
Ведь это же наша с тобою
Навеки родная земля.
На ней мы с тобой родились,
Живём мы с тобою на ней.
Так будем же, люди, все вместе
Мы к ней относится добрей.
«Берегите леса! Срубил дерево – посади два».
kopilkaurokov.ru
Характеристика голосеменных растений
Общая характеристика. Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным.
Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой.
Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.
Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды.
Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.
В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.
Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.
Класс Хвойные. Все хвойные — вечнозеленые, реже листопадные (например, лиственница) деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными {например, у кипариса) листьями. Игловидные листья (хвоя) плотные, кожистые и жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы. Устьица погружены в углубления, заполненные воском. Все эти особенности строения листьев обеспечивают хорошее приспособление хвойных к произрастанию как в засушливых, так и в холодных местообитаниях.
У хвойных прямостоячие стволы, покрытые чешуйчатой корой. На поперечном разрезе стебля хорошо видны развитая древесина и менее развитые кора и сердцевина. Ксилема хвойных на 90—95% образована трахеидами. Шишки хвойных раздельнополые; растения — чаще однодомные, реже — двудомные.
Наиболее широко распространенными представителями хвойных в Беларуси и России являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. Их строение, размножение, чередование поколений в цикле развития отражает характерные особенности всех хвойных.
Сосна обыкновенная —однодомное растение (рис. 9.3). В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4—6 мм и диаметром 3—4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия — пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.
Рис. 9.3. Цикл развития сосны обыкновенной: а — ветка с шишками; б— женская шишка в разрезе; в — семенная чешуя с семязачатками; г — семязачаток в разрезе; д —мужская шишка в разрезе; е — пыльца; ж — семенная чешуя с семенами; 1 — мужская шишка; 2 — молодая женская шишка; 3 — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5 — пыльцевход; 6 — покров; 7 — пыльцевая трубка со спермиями; 8 — архегоний с яйцеклеткой; 9 — эндосперм.
На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит — эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие — пыльцевход, или микропиле.
Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.
По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека хвойные занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений.
Они помогают решать огромные водоохранные и ландшафтные задачи, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются как декоративные (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен (сибирской, корейской, итальянской) употребляются в пищу, из них также получают масло.
Представители других классов голосеменных (саговниковые, гнетовые, гинкговые) встречаются значительно реже и менее известны, чем хвойные. Однако почти все виды саговниковых декоративны и пользуются широкой популярностью у садовников многих стран. Вечнозеленые безлистные невысокие кустарники эфедры (класс гнетовых) служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как средство, возбуждающее центральную нервную систему, а также при лечении заболеваний аллергического характера
Семенные растения, как голосеменные, так и цветковые, отличаются от всех остальных представителей растительного мира тем, что размножаются посредством семян, а не с помощью спор.
Что же такое семя и каково его биологическое значение?
Может показаться странным, но все семенные растения, как голосеменные, так и цветковые, являются в то же самое время растениями - разноспоровыми. Это значит, что споры у них двух разных типов - микроспоры (мужские споры) и мегаспоры (женские споры). Первые дают начало мужскому гаметофиту, а вторые - женскому. В этом отношении семенные растения не отличаются от таких разноспоровых бессеменных растений, как Марсилия и Сальвиния. Тем не менее, между ними имеются весьма существенные различия.
В то время как процесс оплодотворения у всех бессеменных высших растений происходит в воде, у семенных растений размножение оказалось независимым от воды. Благодаря этому семенные растения могут размножаться половым путем даже в пустыне и даже в бездождное время года. Как же это происходит?
В то время как у огромного большинства бессеменных высших растений мегаспоры освобождаются из мегаспорангия, у семенных растений их единственная зрелая мегаспора остается постоянно заключенной внутри мегаспорангия и здесь же, внутри мегаспорангия, происходит развитие женского гаметофита и процесс оплодотворения.
Мегаспорангий у семенных растений окружен особым защитным покровом, называемым интегументом. Мегаспорангий с окружающим его интегументом называется семязачатком. Это действительно зачаток семени (его почка) из которой после оплодотворения развивается семя. Как мы уже знаем, развитие мегаспоры, так же как и развитие женского гаметофита происходит внутри мегаспорангия, а следовательно, внутри семязачатка. Внутри же семязачатка происходит процесс оплодотворения и развитие зародыша.
Это обеспечивает независимость оплодотворения от воды, его автономность.
мегаспорангий + интегумент = семязачаток
В процессе развития зародыша семязачаток превращается в семя - основную единицу расселения семенных растений. У подавляющего большинства семенных растений это превращение семязачатка в зрелое, готовое к прорастанию семя происходит на самом материнском растении. Но у примитивных растений семязачатки могут опадать еще до образования зародыша и даже до оплодотворения и тогда оплодотворение и развитие зародыша происходит на поверхности почвы. Совершенно очевидно, что эти семена представляют собой более раннюю стадию эволюции семени. Но, тем не менее, будь то на материнском растении или на земле, зародыш рано или поздно формируется, и в обоих случаях семязачаток превращается в семя.
Для примитивных семян, в том числе для семян саговниковых, характерно также отсутствие периода покоя. Для большинства же семенных растений характерен более или менее длительный период покоя. Период покоя имеет большое биологическое значение, т.к. он дает возможность пережить неблагоприятное время года, а также способствует более далекому расселению.
Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление новой, чрезвычайно эффективной единицы расселения - семени - являются главными биологическими преимуществами семенных растений, давшими им возможность полнее приспособиться к наземным условиям и достигнуть более высокого развития, чем папоротники и другие бессемянные высшие растения.
Если при размножении спорами каждый раз образуется огромное их число, обычно миллионы, то семян требуется сравнительно небольшое количество. Это вполне понятно, т.к. семя несравненно более надежная единица расселения, чем спора. В семени уже содержится, причем в очень хорошей, надежной упаковке зародыш - крошечный спорофит с корешком, почечкой и зародышевыми листьями - семядолями. Стоит ему высвободиться из семенной кожуры - он легко укореняется и начинает самостоятельную жизнь. Кроме того, в семени содержится запас питательных веществ и необходимый ферментативный аппарат для его утилизации. В этом есть что-то отдаленно напоминающее заботу о потомстве в животном мире.
Семя - это поистине маленький шедевр эволюции
Как мы уже знаем, голосеменные, как и все семенные растения, являются разноспоровыми. Микроспоры образуются у них в микроспорангиях, а мегаспоры - в мегаспорангиях (нуцеллусах) семязачатков.
Микроспорангии развиваются на микроспорофиллах, а семязачатки - на мегаспорофиллах. Микро- и мегаспорофиллы голосеменных имеют различный внешний вид, размеры и строение.
У наиболее древней и примитивной группы голосеменных - у семенных папоротников - микроспорофиллы и мегаспорофиллы сидели свободно на обыкновенных длинных побегах. У всех остальных голосеменных они собраны в более или менее компактные стробилы.
Стробилы могут быть обоеполыми, как у некоторых бенетитов. Однако у подавляющего большинства голосеменных стробилы однополые, т.е. состоят или только из микроспорофиллов, или только из мегаспорофиллов.
en.coolreferat.com
Реферат : Характеристика голосеменных растений
Общая характеристика. Первые голосеменные появились в конце девонского периода около 350 млн. лет назад; вероятно, они произошли от древних папоротниковидных, вымерших в начале каменноугольного периода. В мезозойскую эру — эпоху горообразования, поднятия материков и иссушения климата — голосеменные достигли расцвета, но уже с середины мелового периода уступили свое господствующее положение покрытосеменным.
Отдел современных голосеменных насчитывает более 700 видов. Несмотря на относительно малую численность видов, голосеменные завоевали почти весь земной шар. В умеренных широтах Северного полушария они на огромных пространствах образуют хвойные леса, называемые тайгой.
Современные голосеменные представлены преимущественно деревьями, значительно реже — кустарниками и очень редко —лианами; травянистых растений среди них нет. Листья голосеменных значительно отличаются от других групп растений не только по форме и размерам, но и по морфологии и анатомии. У большинства видов они игловидные (хвоя) или чешуевидные; у отдельных представителей они крупные (например, у вельвичии удивительной их длина достигает 2—3 м), перисторассеченные, двулопастные и др. Листья располагаются поодиночке, по два или несколько в пучках.
Водопроводящая система (ксилема) голосеменных состоит преимущественно из трахеид, и лишь у некоторых групп имеются настоящие сосуды.
Подавляющее большинство голосеменных — вечнозеленые, одно- или двудомные растения с хорошо развитыми стеблем и корневой системой, образованной главным и боковым корнями. Расселяются они семенами, которые формируются из семязачатков. Семязачатки голые (отсюда название отдела), расположены на мегаспорофиллах или на семенных чешуях, собранных в женские шишки.
В цикле развития голосеменных наблюдается последовательная смена двух поколений — спорофита и гаметофита с господством спорофита. Гаметофиты сильно редуцированы, причем мужские гаметофиты голо- и покрытосеменных растений не имеют антеридиев, чем резко отличаются от всех разноспоровых бессеменных растений.
Голосеменные включают шесть классов, два из которых полностью исчезли, а остальные представлены ныне живущими растениями. Наиболее сохранившейся и самой многочисленной группой голосеменных является класс Хвойные, насчитывающий не менее 560 видов, образующих леса на обширных пространствах Северной Евразии и Северной Америки. Наибольшее число видов сосны, ели, лиственницы встречается у побережий Тихого океана.
Класс Хвойные. Все хвойные — вечнозеленые, реже листопадные (например, лиственница) деревья или кустарники с игольчатыми или чешуевидными {например, у кипариса) листьями. Игловидные листья (хвоя) плотные, кожистые и жесткие, покрыты толстым слоем кутикулы. Устьица погружены в углубления, заполненные воском. Все эти особенности строения листьев обеспечивают хорошее приспособление хвойных к произрастанию как в засушливых, так и в холодных местообитаниях.
У хвойных прямостоячие стволы, покрытые чешуйчатой корой. На поперечном разрезе стебля хорошо видны развитая древесина и менее развитые кора и сердцевина. Ксилема хвойных на 90—95% образована трахеидами. Шишки хвойных раздельнополые; растения — чаще однодомные, реже — двудомные.
Наиболее широко распространенными представителями хвойных в Беларуси и России являются сосна обыкновенная и ель обыкновенная, или европейская. Их строение, размножение, чередование поколений в цикле развития отражает характерные особенности всех хвойных.
Сосна обыкновенная —однодомное растение (рис. 9.3). В мае у основания молодых побегов сосны образуются пучки зеленовато-желтых мужских шишек длиной 4—6 мм и диаметром 3—4 мм. На оси такой шишки расположены многослойные чешуйчатые листочки, или микроспорофиллы. На нижней поверхности микроспорофиллов находятся два микроспорангия — пыльцевых мешка, в которых образуется пыльца. Каждое пыльцевое зерно снабжено двумя воздушными мешками, что облегчает перенос пыльцы ветром. В пыльцевом зерне имеются две клетки, одна из которых впоследствии, при попадании на семязачаток, формирует пыльцевую трубку, другая после деления образует два спермия.
Рис. 9.3. Цикл развития сосны обыкновенной: а — ветка с шишками; б— женская шишка в разрезе; в — семенная чешуя с семязачатками; г — семязачаток в разрезе; д —мужская шишка в разрезе; е — пыльца; ж — семенная чешуя с семенами; 1 — мужская шишка; 2 — молодая женская шишка; 3 — шишка с семенами; 4 — шишка после высыпания семян; 5 — пыльцевход; 6 — покров; 7 — пыльцевая трубка со спермиями; 8 — архегоний с яйцеклеткой; 9 — эндосперм.
На других побегах того же растения образуются женские шишки красноватого цвета. На их главной оси располагаются мелкие прозрачные кроющие чешуйки, в пазухах которых сидят крупные толстые, впоследствии одревесневающие чешуи. На верхней стороне этих чешуй расположено по два семязачатка, в каждом из которых развивается женский гаметофит — эндосперм с двумя архегониями с крупной яйцеклеткой в каждом из них. На верхушке семязачатка, снаружи защищенного интегументом, имеется отверстие — пыльцевход, или микропиле.
Поздней весной или в начале лета созревшая пыльца разносится ветром и попадает на семязачаток. Через микропиле пыльца втягивается внутрь семязачатка, где и прорастает в пыльцевую трубку, которая проникает к архегониям. Образовавшиеся к этому времени два спермия по пыльцевой трубке попадают к архегониям. Затем один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой отмирает. Из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы) формируется зародыш семени, а семязачаток превращается в семя. Семена у сосны созревают на второй год, высыпаются из шишек и, подхваченные животными или ветром, переносятся на значительные расстояния.
По своему значению в биосфере и роли в хозяйственной деятельности человека хвойные занимают второе место после покрытосеменных, далеко превосходя все остальные группы высших растений.
Они помогают решать огромные водоохранные и ландшафтные задачи, служат важнейшим источником древесины, сырья для получения канифоли, скипидара, спирта, бальзамов, эфирных масел для парфюмерной промышленности, лекарственных и других ценных веществ. Некоторые хвойные культивируются как декоративные (пихты, туи, кипарисы, кедры и др.). Семена ряда сосен (сибирской, корейской, итальянской) употребляются в пищу, из них также получают масло.
Представители других классов голосеменных (саговниковые, гнетовые, гинкговые) встречаются значительно реже и менее известны, чем хвойные. Однако почти все виды саговниковых декоративны и пользуются широкой популярностью у садовников многих стран. Вечнозеленые безлистные невысокие кустарники эфедры (класс гнетовых) служат источником сырья для получения алкалоида эфедрина, который применяется как средство, возбуждающее центральную нервную систему, а также при лечении заболеваний аллергического характера
Семенные растения, как голосеменные, так и цветковые, отличаются от всех остальных представителей растительного мира тем, что размножаются посредством семян, а не с помощью спор.
Что же такое семя и каково его биологическое значение?
Может показаться странным, но все семенные растения, как голосеменные, так и цветковые, являются в то же самое время растениями - разноспоровыми. Это значит, что споры у них двух разных типов - микроспоры (мужские споры) и мегаспоры (женские споры). Первые дают начало мужскому гаметофиту, а вторые - женскому. В этом отношении семенные растения не отличаются от таких разноспоровых бессеменных растений, как Марсилия и Сальвиния. Тем не менее, между ними имеются весьма существенные различия.
В то время как процесс оплодотворения у всех бессеменных высших растений происходит в воде, у семенных растений размножение оказалось независимым от воды. Благодаря этому семенные растения могут размножаться половым путем даже в пустыне и даже в бездождное время года. Как же это происходит?
В то время как у огромного большинства бессеменных высших растений мегаспоры освобождаются из мегаспорангия, у семенных растений их единственная зрелая мегаспора остается постоянно заключенной внутри мегаспорангия и здесь же, внутри мегаспорангия, происходит развитие женского гаметофита и процесс оплодотворения.
Мегаспорангий у семенных растений окружен особым защитным покровом, называемым интегументом. Мегаспорангий с окружающим его интегументом называется семязачатком. Это действительно зачаток семени (его почка) из которой после оплодотворения развивается семя. Как мы уже знаем, развитие мегаспоры, так же как и развитие женского гаметофита происходит внутри мегаспорангия, а следовательно, внутри семязачатка. Внутри же семязачатка происходит процесс оплодотворения и развитие зародыша.
Это обеспечивает независимость оплодотворения от воды, его автономность.
мегаспорангий + интегумент = семязачаток
В процессе развития зародыша семязачаток превращается в семя - основную единицу расселения семенных растений. У подавляющего большинства семенных растений это превращение семязачатка в зрелое, готовое к прорастанию семя происходит на самом материнском растении. Но у примитивных растений семязачатки могут опадать еще до образования зародыша и даже до оплодотворения и тогда оплодотворение и развитие зародыша происходит на поверхности почвы. Совершенно очевидно, что эти семена представляют собой более раннюю стадию эволюции семени. Но, тем не менее, будь то на материнском растении или на земле, зародыш рано или поздно формируется, и в обоих случаях семязачаток превращается в семя.
Для примитивных семян, в том числе для семян саговниковых, характерно также отсутствие периода покоя. Для большинства же семенных растений характерен более или менее длительный период покоя. Период покоя имеет большое биологическое значение, т.к. он дает возможность пережить неблагоприятное время года, а также способствует более далекому расселению.
Внутреннее оплодотворение, развитие зародыша внутри семязачатка и появление новой, чрезвычайно эффективной единицы расселения - семени - являются главными биологическими преимуществами семенных растений, давшими им возможность полнее приспособиться к наземным условиям и достигнуть более высокого развития, чем папоротники и другие бессемянные высшие растения.
Если при размножении спорами каждый раз образуется огромное их число, обычно миллионы, то семян требуется сравнительно небольшое количество. Это вполне понятно, т.к. семя несравненно более надежная единица расселения, чем спора. В семени уже содержится, причем в очень хорошей, надежной упаковке зародыш - крошечный спорофит с корешком, почечкой и зародышевыми листьями - семядолями. Стоит ему высвободиться из семенной кожуры - он легко укореняется и начинает самостоятельную жизнь. Кроме того, в семени содержится запас питательных веществ и необходимый ферментативный аппарат для его утилизации. В этом есть что-то отдаленно напоминающее заботу о потомстве в животном мире.
Семя - это поистине маленький шедевр эволюции
Как мы уже знаем, голосеменные, как и все семенные растения, являются разноспоровыми. Микроспоры образуются у них в микроспорангиях, а мегаспоры - в мегаспорангиях (нуцеллусах) семязачатков.
Микроспорангии развиваются на микроспорофиллах, а семязачатки - на мегаспорофиллах. Микро- и мегаспорофиллы голосеменных имеют различный внешний вид, размеры и строение.
У наиболее древней и примитивной группы голосеменных - у семенных папоротников - микроспорофиллы и мегаспорофиллы сидели свободно на обыкновенных длинных побегах. У всех остальных голосеменных они собраны в более или менее компактные стробилы.
Стробилы могут быть обоеполыми, как у некоторых бенетитов. Однако у подавляющего большинства голосеменных стробилы однополые, т.е. состоят или только из микроспорофиллов, или только из мегаспорофиллов.
Стробилы, состоящие только из микроспорофиллов, называют мужскими стробилами или микростробилами. Стробилы же, состоящие из мегаспорофиллов, носят название женских стробилов или мегастробилов.
Строение стробилов у голосеменных характеризуется исключительно большим разнообразием. В наиболее примитивных случаях они еще перистые и не вполне потеряли свой листовидный облик и сходство со спорофиллами семенных папоротников. Таковы, например, перистые стробилы современного рода саговник (Cycas). Но у подавляющего большинства голосеменных стробилы достигают очень высокого уровня специализации (особенно мегастробилы у хвойных).
Жизненный цикл голосеменных
Особенности жизненного цикла голосеменных мы рассмотрим на примере сосны обыкновенной (Pinus sylvestris).
Сосна - крупное дерево, размножающееся семенами. Как известно, семена сосны и других хвойных образуются в шишках. Эти шишки и есть женские стробилы.
Менее известны так называемые мужские шишки (стробилы), в которых созревает пыльца. Они появляются ранним летом и существуют весьма непродолжительное время.
Строение мужского стробила. Микроспорогенез и микрогаметогенез
На продольном срезе через мужскую шишку хорошо выделяется ось, к которой крепятся микроспорофиллы. В основании каждого из них размещаются гнезда двух крупных спорангиев (пыльцевых мешков). Гнезда микроспорангиев заполнены археспориальной тканью.
Процесс микроспорогенеза состоит в том, что клетки археспориальной ткани делятся путем мейоза, в результате образуются тетрады гаплоидных микроспор.
Каждая микроспора (пыльцевое зерно) имеет две оболочки: внутреннюю тонкую - интину и наружную, грубую и прочную - экзину. Характерной особенностью микроспор хвойных являются так называемые воздушные мешки, повышающие аэродинамические качества пыльцы, которая распространяется ветром.
Гаплоидное ядро микроспоры начинает делиться обычным митотическим путем. В результате двух, следующих друг за другом митотических делений, образуется четыре клетки: две проталлиальные, антеридиальная и сифоногенная.
Проталлиальные (греч. проталлиум - заросток) клетки являются рудиментом вегетативного тела заростка. Эти клетки существуют очень непродолжительное время и вскоре разрушаются.
Из сифоногенной (греч. сифон - трубка) клетки развивается пыльцевая трубка. Все дальнейшие изменения происходят с антеридиальной клеткой. Она делится еще один раз и, в результате этого деления, появляются клетка-ножка и спермагенная клетка. Назначение клетки ножки не вполне понятно, а вот при делении спермагенной клетки образуется две мужские гаметы - спермии. На этом процесс микрогаметогенеза заканчивается.
Строение женского стробила. Мегаспорогенез и мегагаметогенез
Более знакомая вам женская шишка (стробил) также имеет ось, к которой крепятся чешуи двух типов: пленчатые кроющие чешуи, в пазухах которых развиваются крупные плодущие или семенные чешуи. В основании семенных чешуй размещается по два семязачатка.
Оба процесса: мегаспорогенез и мегагаметогенез происходят в семязачатке.
Процесс мегаспорогенеза организован очень просто: внутри нуцеллуса обособляется клетка археспория, которая и становится материнской клеткой мегаспор. В результате редукционного деления этой клетки образуется тетрада мегаспор, три из которых быстро погибают и идут на питание единственной оставшейся мегаспоре.
Из гаплоидной мегаспоры вырастает женский гаметофит, который со временем занимает практически весь объем семени. По своей функциональной роли женский гаметофит является питательной тканью семени - эндоспермом. Необходимо подчеркнуть, что эндосперм голосеменных растений является гаплоидной тканью, в отличие от триплоидного эндосперма цветковых растений.
На верхнем микропилярном полюсе гаметофита образуются два типичных архегония. В брюшке каждого из них находится крупная яйцеклетка. После формирования яйцеклетки женский гаметофит готов к оплодотворению.
Оплодотворение совершается внутри семязачатка, при этом спермии по пыльцевой трубке проникают к архегониям и один из них сливается с яйцеклеткой. Вторая пара гамет обычно не дает зиготы. Такой тип оплодотворения называют сифоногамией.
Из зиготы со временем развивается зародыш семени. Развитие зародыша - весьма сложный процесс, на деталях которого мы остановимся весьма поверхностно, поскольку это предмет особой дисциплины - биологии развития, которую вы будете изучать позже.
При делении зиготы образуется две клетки: терминальная и базальная. Из терминальной клетки развивается так называемый подвесок, а из базальной - зародыш.
Строение зрелого семени
Строение зрелого семени голосеменных растений удобнее всего рассмотреть на примере так называемого "ореха" сосны сибирской. Название орех совершенно не уместно в строго научном смысле, поскольку - это тип плода, а плоды формируются только у покрытосеменных растений. Более правильно называть эту структуру семенем.
Зрелое семя сосны сибирской имеет твердые покровы, в виде так называемой скорлупы. Они соответствуют наружным слоям интегумента. Под скорлупой размещается золотисто-коричневая пленочка, которая по своей морфологической природе является внутренним интегументом.
Ядро семени главным образом состоит из эндосперма. На заостренном конце ядра имеется черная точка - зарубцевавшееся микропиле. Вокруг этой черной точки размещается небольшая бежевая оборочка - это все, что осталось от нуцеллуса семязачатка.
Если аккуратно разрезать семя повдоль, то внутри семени можно обнаружить канал, в котором размещается зародыш. Зародыш прикреплен к подвеску и состоит из зародышевого корешка, гипокотиля - подсемядольного колена и многочисленных семядолей - зародышевых листьев
topref.ru
