§ 23. Размножение голосеменных растений. Оплодотворение голосеменных растений
Размножение голосеменных — это, что такое, определение, значение, конспект, доклад, реферат, вики — Wiki-Med
Содержание (план)
Голосеменные размножаются семенами, которые образуются в женских шишках после оплодотворения. Для оплодотворения голосеменных не нужна вода, мужские половые клетки (спермии) доставляются к яйцеклеткам с помощью пыльцевой трубки. Спермии и пыльцевая трубка образуются из клеток пыльцы. Семена содержат зародыш и запасную питательную ткань — эндосперм. Семя надежно защищено семенной кожурой.
Органы размножения голосеменных
У основания молодых веточек сосны обыкновенной расположены мужские, а на верхушках веточек — красноватые женские шишки.
Мужские шишки
Мужские шишки мелкие, зеленовато-желтые, собраны группами (рис. 92). Каждая шишечка состоит из оси, к которой прикреплены чешуи. На каждой чешуе находится по два пыльцевых мешка. Пыльцевой мешок — это спорангий, знакомый нам по мхам и папоротникам. В пыльцевых мешках образуются споры, каждая из которых покрывается плотной оболочкой, и ее содержимое делится. В результате образуются пыльцевые зерна (пыльца).
Женские шишки
Женские шишки (рис. 93), как и мужские, состоят из оси и прикрепленных к ней чешуек. Если отогнуть такую чешуйку, то с ее внутренней стороны можно увидеть два бугорка — семязачатка. Это будущие семена. В семязачатках созревают яйцеклетки.
Опыление голосеменных
В сухую погоду созревшие мужские шишки раскрываются, и из них высыпается желтое облачко пыльцы. Пыльцы высыпается так много, что иногда земля под деревом густо присыпана желтой пылью. Пыльцу подхватывает ветер и может переносить ее на сотни километров. Так пыльца от одного дерева попадает на другое, от мужских шишек — на женские. На далекие расстояния пыльца переносится благодаря своей невесомости и специальным «воздухоплавательным» приспособлениям: по бокам каждой пылинки есть два мешочка, наполненных воздухом. Процесс переноса пыльцы называется опылением.
Оплодотворение голосеменных
Оказавшись на семязачатке, пыльцевое зерно образует вырост (пыльцевую трубку), который проникает в семязачаток. В это время в пыльцевом зерне образуются мужские половые клетки. Они не имеют жгутиков, поэтому их называют спермии. По пыльцевой трубке спермии проникают в семязачаток, и один из них сливается с яйцеклеткой — происходит оплодотворение. После оплодотворения из зиготы развивается зародыш, а из семязачатка — семя. В семенах голосеменных также формируется ткань, клетки которой содержат запас питательных веществ — эндосперм. За счет эндосперма происходит рост зародыша и развитие молодого растения после прорастания семени. Материал с сайта http://wiki-med.com
Шишки растут и одревесневают. Сначала они зеленые, а затем становятся бурыми.
Таким образом, у голосеменных зародыш будущего растения образуется внутри семени, находящегося на поверхности чешуек женской шишки.
Созревание семян
У сосны обыкновенной от опыления до созревания семян проходит 1 год 8 месяцев. У елей и пихт семена созревают в год опыления, т. е. осенью, а у лиственницы семена высеваются из шишек уже в августе.
После созревания семена высыпаются и разносятся ветром с помощью пленчатых крылышек (рис. 94). Попав в благоприятные условия, зрелое семя прорастает в молодое растение. Через какое-то время на нем образуются мужские и женские шишки, и весь процесс снова повторяется.
питание голосеменных растений
пыльцевое зерно голосеменных
голосеменные как происходит оплодотворение
оплодотворение голосеменных -покрытосеменных -цветковых
размножение голосеменных растений кратко
Какие особенности процесса размножения голосеменных подчеркивают их совершенство по сравнению с мхами и папоротниками?
Как происходит распространение голосеменных?
wiki-med.com
Урок на тему "Размножение голосеменных растений"
Разделы: Биология
Цели:
- познакомиться с размножением голосеменных растений;
- установить преимущество семенного размножения перед размножением спорами.
I. Определение темы урока.
– Какое жизненно важное свойство всех живых организмов мы с вами изучали на предыдущих уроках?
– Размножение
– Что такое размножение?
– Размножение – это увеличение числа особей.
– Какие виды размножения вам известны?
Ответ:
– Размножение каких отделов растений мы рассмотрели?
– Водорослей, мхов, папоротников.
– Сейчас мы определим объект нашего изучения.
Задание: Вашему вниманию предоставляются загадки. Вам необходимо выяснить о каком растении идет речь. (На магнитной доске появляются иллюстрации отгаданных растений.)
Елочка отличная Только необычная - К холодам у этой елки Осыпаются иголки. (Лиственница)
В жару слезою желтой плачет, А в холод слезы прячет. Не лиственница и не елка, Хоть есть и шишки, и иголки. (Cосна)
Шишки словно у сосны, Но орешки в них вкусны. (Кедр)
Зеленеет кустик стройный, Как сосна и елка хвойный, Но не колки, как у елки И у сосны, его иголки. (Можжевельник)
– К какому отделу относятся все эти растения?
– Отдел Голосеменные растения.
– Вспомните основные признаки , характерные для голосеменного растения.
– Голосеменные – это очень древняя группа высших семенных растений.
- Голосеменные имеют стебель, корень, листья – хвоинки, чешуйки.
- Голосеменные имеют своеобразный орган – шишки.
- Голосеменные образуют семена, с помощью которых размножаются и распространяются.
- Семена лежат открыто на поверхности чешуек шишек.
– Итак, какова же тема сегодняшнего урока?
– Размножение голосеменных растений.
II. Постановка цели.
– Прежде чем мы перейдем к рассмотрению вопроса о размножении голосеменных, нам необходимо вспомнить основные понятия, которыми мы будем оперировать сегодня на уроке.
Игра “Биологическое лото”.
– На ваших столах лежат карты с определениями понятий. Понятия на большой карте закрываются соответствующими им маленькими карточками.
Проверка правильности выполненного задания на магнитной доске. При правильном выполнении этого задания получилась веточка сосны.
– Веточка какого растения получилась в результате правильного выполнения задания?
– Получилась веточка сосны. Именно на примере этого растения мы и будем рассматривать вопрос о размножении голосеменных растений.
III. Объяснение нового материала.
– Сейчас приступим к рассмотрению основного нашего вопроса. Выскажите свое предположение о способах размножения голосеменных растений, исходя из их названия. Основным способом размножения голосеменных является половой способ, то есть размножение с помощью специализированных половых клеток – гамет. Вегетативное размножение встречается очень редко.
Рассказ учителя с использованием аппликации на магнитной доске:
Сосна – однодомное растение. Весной на молодых ветвях сосны видны маленькие шишки двух видов: зеленовато-желтые собраны тесными группами у основания молодых побегов, красноватые сидят поодиночке на их вершинах. Шишки представляют собой видоизмененные побеги. Красноватые шишки – женские шишки. На каждой чешуйке красной шишки развиваются по два семязачатка, в которых находятся женские гаметы – яйцеклетки, имеющие гаплоидный набор хромосом.
Зеленовато-желтые шишки – мужские. На чешуях зеленоватых шишек развиваются по два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца. Пыльца включает в себя пыльцевое зерно, состоящее из вегетативной и генеративной клеток и два воздушных мешочка, которые придают легкость пыльце. Пыльца легко может переноситься ветром. Весной сосны начинают “пылить”, то есть из мужских шишек начнет высыпаться пыльца. Созревшая пыльца высыпается, подхватывается ветром и переносится в женские шишечки на пыльцевход семязачатков. Этот процесс называется опылением. Голосеменные производят огромное количество пыльцы. Объясните почему?
– Перенос пыльцы ветром зависит от случая, малоэффективен, поэтому у хвойных образуется очень много пыльцы.
– После опыления чешуи красноватых шишек смыкаются и склеиваются смолой. Оплодотворение у сосны происходит только на следующий год – через 12–14 мес. после опыления. Пыльца прорастает, из вегетативной клетки зерна образуется пыльцевая трубка, а из генеративной клетки внутри этой трубки образуются два спермия. В семязачатках закрывшихся шишек происходит оплодотворение. В оплодотворении участвует только один спермий, второй – погибает. В результате оплодотворения образуется зигота с диплоидным набором хромосом. Зигота дает начало зародышу, а из всего семязачатка образуется семя с запасом питательных веществ, который находится в эндосперме. Оболочка семени образуется из покрова семязачатка.
– Шишки растут и одревесневают. Семена сосны созревают через полтора года после опыления, а высыпаются из шишек почти через два года. Итак, в результате полового размножения у голосеменного растения образуются семена, состоящие из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Каждое семечко снабжено крылышком – это приспособление для распространения семян ветром. Попадая в почву, семя прорастает в проросток, который дает начало молодому растению.
Задание: В ядре клеток листьев сосны находится 24 хромосомы. Какой набор хромосом содержат половые гаметы данного растения: яйцеклетки и спермии?
– Появление семени – важный этап в эволюции растений. В чем заключается преимущество семенного размножения перед размножением спорами?
– В семени зародыш в течение длительного времени сохраняется от неблагоприятных условий. У всех семян имеется запас питательных веществ, который увеличивает шансы молодого растения на выживание. Семенное размножение не зависит от наличия воды.
IV. Работа в парах.
– У вас на столах выданы листы, имеющие двойную окраску (красная и зеленовато-желтая) и карточки с основными периодами размножения сосны: красноватые шишки, зеленовато-желтые шишки, по 2 семязачатка на чешуйке, по 2 пыльцевых мешочка с пыльцой на чешуйке, женские гаметы – яйцеклетки ( n ), перенос пыльцы ветром, прорастание пыльцевой трубки с двумя мужскими гаметами – спермиями (n), оплодотворение, зигота (2n), зародыш семени (2n) + запас питательных веществ, проросток, молодое растение. Ваша задача: составить схему размножения голосеменных.
Задание с сигнальными карточками: Какие утверждения верны? (Учащиеся, поднимая сигнальные карточки красной или зеленой стороной, сигнализируют о своей готовности к ответу на утверждение. Красный цвет – “не согласен с утверждением”; Зеленый цвет – “утверждение верно”)
- Только у голосеменных растений имеется специализированный орган – видоизмененный побег – шишка.
- На побегах хвойных растений развивается три типа шишек.
- В женских шишках хвойных образуется пыльца.
- В мужских шишках образуются семязачатки с яйцеклетками.
- Пыльцевое зерно состоит из вегетативной и генеративной клеток.
- Вегетативные и генеративные клетки не играют ни какой роли в процессе оплодотворения.
- Половые гаметы: яйцеклетка и сперматозоид имеют гаплоидный набор хромосом.
- После оплодотворения яйцеклетки и сперматозоида образуется зигота с гаплоидным набором хромосом.
- На чешуйках шишки образуется по два семени с крылышками.
- Запас питательных веществ в семени голосеменных находится в зародыше.
V. Итоги урока.
1. Голосеменные относят к особой группе высших растений – семенным растениям. 2. Образование семян – прогрессивный шаг эволюции. 3. Семена лежат открыто (голо) на семенных чешуях шишек. Образуются из семязачатков в результате опыления и оплодотворения.
VI. Домашнее задание.
1. Cоставить письмо Незнайки вашему классу по теме сегодняшнего урока. 2. Объясните русскую поговорку: "Не расти яблочку на елке. Не бывать шишке на рябине".
Литература.
- А. Скворцов и др. Универсальное учебное пособие. Биология 6–11 классы. М. “АСТ-ПРЕСС”, 2000
- В.В. Пасечник. Биология 6 класс. М. “Дрофа”, 2001
- Н. А. Заостровцева. Конспекты по биологии. Санкт-Петербург. “Питер”, 1998
- С.Г. Мамонтов. Биология для школьников старших классов. М. “Дрофа”, 1997
- Т.Л. Богданова и др. Биология. Справочник для старшеклассников. М.”АСТ- ПРЕСС ШКОЛА”, 2002
- Г.П. Яковлев и др. Ботаника. М. “Высшая школа”, 1990
- Дмитриева Т.А. и др. Биология. 1600 задач, тестов и проверочных работ. М. Издательский дом “Дрофа”, 1999.
Лекция 12. Отдел Голосеменные (Gimnospermae) Появление семенных растений
Но в этом случае опыление с помощью воды становится невозможным, единственный путь мужским гаметам попасть к женскому гаметофиту и женским гаметам – воздушный. Происходит редукция гаметофитов, им уже не нужны ризоиды, хлорофилл – все необходимые вещества они получают от спорофитов.
И после оплодотворения зигота развивается на спорофите и образуется семя, в котором есть зародыш, запас питательных веществ и покровы. Если в тропическом климате размножение спорами было выгодным – их много, они легкие и разносятся на большие расстояния, то в сухом климате сформированный зародыш с запасом питательных веществ и защитными покровами позволял осваивать сушу, растения перестали быть «земноводными». Семенные папоротники появились в карбоне, большинство ученых считает, что от них и произошли различные группы голосеменных растений. В сухом и более холодном пермском периоде вымирают папоротники и земноводные, начинают доминировать голосеменные растения и пресмыкающиеся животные.
Прогрессивными чертами голосеменных было: во-первых – развитие гаметофитов на спорофите; во-вторых – перенос пыльцы (мужских гаметофитов) по воздуху, для оплодотворения не нужна вода; в-третьих – размножение семенами, за счет сформированного зародыша и запаса питательных веществ которых происходило быстрое развитие молодого растения. Голосеменные. В настоящее время голосеменные – отдел высших семенных растений, объединяющий около 800 современных видов, для которых характерно: широкое распространение по поверхности суши; они встречаются во всех климатических зонах – от тропиков до лесотундры; предпочитают местообитания с относительно прохладным или холодным климатом и достаточным количеством влаги. Жизненные формы – преимущественно деревья или кустарники с моноподиальным ветвлением.
Строение. Корни имеют обычное для деревьев и кустарников строение, очень часто для нормального развития голосеменным растениям необходим симбиоз с грибами и на корне развивается микориза (грибокорень).
За счет камбия происходит вторичное утолщение корня и стебля, образуется дополнительная вторичная ксилема и вторичная флоэма, древесина почти целиком состоит из трахеид, флоэма представлена ситовидными клетками, у многих образуется вторичная и третичная покровная ткань – перидерма и корка;
У большинства голосеменных листья игловидные (хвоя) или чешуевидные – приспособление к недостатку влаги, преимущественно вечнозеленые растения, приспособленные к суровому климату.
Размножение. В жизненном цикле преобладает спорофит, представляющий собой листостебельное растение. На спорофите происходит образование микро- и мегаспор, все голосеменные – разноспоровые растения. Из спор развиваются гаметофиты. Мужские гаметофиты редуцированы до микроскопически маленьких пыльцевых зерен, у которых отсутствуют даже антеридии. Пыльцевые зерна развиваются в микроспорангиях, расположенных на чешуйках шишек. Женские гаметофиты представлены первичным эндоспермом, в которых развиваются по два архегония. Образуются они в мегаспорангиях – нуцеллусах семязачатков. Голосеменные – разноспоровые растения;
Семязачатки располагаются открыто (голо) на семенных чешуях; из семязачатка развиваются открыто лежащие семена. Оплодотворению предшествует опыление, оплодотворение осуществляется мужскими гаметами без жгутиков – спермиями, доставляемыми к архегониям пыльцевой трубкой. Только некоторые голосеменные сохранили подвижные сперматозоиды (саговниковые и гинкговые). Среди современных голосеменных господствующее положение занимают хвойные.
Сосна обыкновенная. Высокое (до 50 м) светолюбивое вечнозеленое растение. Сосна неприхотлива к почвам: растет и на песках, и на болоте. Продолжительность жизни – до 400 лет. Корневая система хорошо выражена, уходит в почву на большую глубину, правда на болотистых почвах развивается поверхностно. Корни вступают в симбиотические отношения с грибами, образуя микоризу. Корневые волоски развиты слабо и локализованы в узкой зоне верхушки корня.Сосны имеют хорошо развитый, одревесневающий, моноподиально ветвящийся стебель. Основную массу стебля составляет древесина, кора и сердцевина развиты слабо. В древесине и коре имеется большое количество смоляных ходов (каналов). Нарастание в толщину осуществляется за счет латеральных меристем – камбия и феллогена. В ксилеме – трахеиды, сосуды отсутствуют, во флоэме ситовидные клетки, ситовидные трубки с клетками спутницами появятся только у цветковых.
Листья – хвоинки, длинные, уплощенные, попарно располагаются на укороченных побегах и живут 2-3 года, но опадают постепенно, поэтому сосна – вечнозеленое растение. Эпидерма хвоинок покрыта толстым слоем кутикулы. Под ней располагается несколько слоев толстостенной гиподермы. Устьица располагаются в углублениях на поверхности листа. В центре листа проходит два проводящих пучка. Листья, как кора и древесина, пронизаны смоляными ходами.
С
Рис. . Формирование мужского гаметофита:
А – микроспора; Б,В,Г,Д – деления и образование двух проталлиальных и антеридиальной клеток; Е,Ж – образование генеративной и сифоногенной клеткок; З – прорастание пыльцы. 1 – ядро микроспоры; 2 – проталлиальные клетки; 3,4 – антеридиальная клетка и ее деление; 5 – генеративная клетка; 6 – сифоногенная клетка; 7 – клетка-ножка; 8 – спермагенная клетка. осна – однодомное растение. Весной на молодых побегах появляются шишки: мужские, собранные в группы – у основания, женские – на верхушках годичных побегов (рис. 72). Зеленовато-желтая мужская шишка длиной 4-5 см представляет собой побег, к оси которого спирально прикреплены чешуи – микроспорофиллы, на нижней стороне которых формируется по два микроспорангия.
Красноватые женские шишки располагаются одиночно. На главной оси женской шишки располагаются боковые побеги, представленные кроющими чешуи, в пазухах которых сидят семенные чешуи, несущие по два семязачатка.
Размножение сосны. На мужской шишке в микроспорофиллах (листьях с микроспорангиями) внутри микроспорангиев развивается большое количество диплоидных материнских клеток микроспор. Они мейотически делятся и образуют многочисленные тетрады гаплоидных микроспор (спорическая редукция). Каждая микроспора одета наружной плотной оболочкой (экзиной), под которой позже формируется внутренняя оболочка (интина). У сосны экзина отстает от интины, и образуется два воздушных мешка, увеличивающих поверхность пыльцы и способствующих ее распространению ветром.
Мужской гаметофит начинает формироваться еще в микроспорангиях. Ядро микроспоры дважды делится митотически. При этом проис-
ходит образование двух мелких проталлиальных клеток и антеридиальной. Проталлиальные клетки быстро отмирают, а антеридиальная делится с образованием генеративной и сифоногенной (клетки трубки). В таком двухклеточном состоянии незрелые мужские гаметофиты называются уже пыльцой, которая переносится ветром на женские шишки. Позже из генеративной клетки образуются клетка-ножка и сперматогенная, которая митотически образует два спермия. Покровы микроспоры (экзина и интина) становятся покровами пыльцы.
В
Рис. 72. Цикл размножения голосеменных: 1 – женская шишка; 2 – семенная чешуя с двумя семязачатками; 3 – микропиле; 4 – мегаспоры; 5 – нуцеллус семязачатка; 6 – интегумент, один листочек; 7 – нуцеллус, образующий перисперм; 8 – архегоний; 9 – первичный эндосперм; 10 – мужская шишка; 11 – микроспорофилл с двумя микроспорангиями; 12 – антеридиальная клетка; 13 – сифоногенная клетка, клетка трубки; 14 – ядро спермагенной клетки; 15 – ядро клетки-ножки; 16 – клетка трубки; 17 – зародыш семени; 18 – первичный эндосперм; 19 – семенная кожура; 20 – шишка, возраст которой один год; 21 – шишка, возраст которой – два года. конце весны или начале лета пыльца созревает, микроспорангии вскрываются и пыльца высыпается наружу. К этому времени чешуи женских шишек раздвигаются, и пыльца с помощью ветра попадает в промежутки между семенными чешуями, где задерживается, благодаря выделяющейся здесь жидкости. После опыления семенные чешуи смыкаются. Оплодотворение происходит лишь спустя 12-14 месяцев после опыления, так как в момент опыления ни мужской, ни женский гаметофиты еще не сформированы. Развитие мужского гаметофита заканчивается уже после опыления внутри семязачатка.Лишь через месяц после опыления в женских шишках начинается мегаспорогенез. Семязачаток состоит из мегаспорангия – нуцеллуса (центральная многоклеточная часть семязачатка) и одного интегумента (покров семязачатка).
В средней части нуцеллуса обособляется одна материнская клетка мегаспоры. Делясь мейотически, она образует четыре гаплоидные мегаспоры, три из которых дегенерируют. Ядро оставшейся клетки многократно делится митотически и дает начало женскому гаметофиту – гаплоидному (первичному) эндосперму, в котором формируются два архегония.
После опыления пыльцевое зерно начинает прорастать. За счет сифоногенной клетки происходит образование пыльцевой трубки, врастающей в ткань нуцеллуса и продвигающейся по направлению к развивающемуся архегонию. Около 15 месяцев растет пыльцевая трубка по направлению к семязачатку, затем через микропиле попадает в нуцеллус и проникает в архегоний. Прежде чем пыльцевая трубка достигнет женского гаметофита, антеридиальная клетка дает начало двум спермиям.
Один из спермиев сливается с яйцеклеткой, а другой дегенерирует, разрушается и второй архегоний. Полноценный зародыш развивается лишь из одной зиготы. Зрелый зародыш состоит из корешка, стебелька, нескольких семядолей и почечки. Семена у сосны обыкновенной созревают лишь на второй год после опыления. Они состоят из семенной кожуры (образованной из интегументов семязачатка), зародыша и запаса питательных вещества – гаплоидного (первичного) эндосперма. Семя снабжено крылышком, формирующимся из тканей семенной кожуры. В период формирования семян женские шишки сильно разрастаются, одревесневают и из зеленых становятся бурыми. Лишь через полтора года после опыления происходит созревание семян. В конце зимы в солнечные дни шишки растрескиваются, их чешуи раздвигаются и семена высыпаются. Благодаря наличию крыловидных придатков, семена разносятся на большие расстояния. Весной, попав в благоприятные условия, зрелые семена прорастают, образуя сначала проросток, а затем молодое растение.
Значение голосеменных. Хвойные являются ландшафтообразователями. Имеют водоохранное и противоэрозионное значение. Хвоя и молодые побеги составляют основу питания лосей и глухарей в зимнее время, семенами кедра сибирского питаются многие животные.
Велико значение голосеменных в хозяйственной деятельности человека. Хвойные растения дают основную массу строительной древесины, используются как топливо, являются сырьем для деревообрабатывающей и целлюлозно-бумажной промышленности. Из них получают вискозу, шелк, целлюлозу, штапель, бальзамы и смолы, сосновую шерсть и камфару, спирт и уксусную кислоту, дубильные экстракты, скипидар и канифоль, деготь и древесный уголь, сосновое эфирное масло и т.д., а также пищевые продукты и витамины. Древесина хвойных является хорошим поделочным материалом.
Используются голосеменные и в медицине. Они служат исходным сырьем для получения витаминов, шишкоягоды можжевельника входят в состав мочегонных сборов. Эфедру используют для получения эфедрина – средства, возбуждающего нервную систему и использующегося для лечения аллергических заболеваний дыхательных путей. В народной медицине хвойные используются для лечения туберкулеза, нервных расстройств, болезней почек, мочевого пузыря, глухоты. Из семян сибирской сосны получают кедровое масло. Ключевые термины и понятия 1. Микроспорангии голосеменных. 2. Мегаспорангии голосеменных. 3. Мужские и женские гаметофиты голосеменных. 4. Первичный эндосперм. 5. Спермии. Основные вопросы для повторения
- Причины и появления и прогрессивные черты голосеменных растений.
- Характеристика голосеменных растений.
- Микроспорогенез и микрогаметогенез сосны.
- Мегаспорогенез и мегагаметогенез сосны.
- Опыление, оплодотворение, образование семян у сосны.
Смотрите также:
Лекция 12. Отдел Голосеменные (Gimnospermae) Появление семенных растений 80.46kb. 1 стр.
Здравствуйте дорогие участники проекта 68.46kb. 1 стр.
Занятие №7 многообразие растений. Основные отделы растений. Классы покрытосеменных элементы содержания, проверяемые на гиа 89.38kb. 1 стр.
moglobi.ru
Сайт учителей биологии МБОУ Лицей № 2 города Воронежа
Размножение голосеменных растений
Биологическое преимущество семени. Как и спора, семя служит для размножения и расселения по земной поверхности. Но спора состоит из одной единственной клетки, практически не содержит запаса питательных веществ. Прорасти спора может, только если ей посчастливится попасть в благоприятные условия. Поэтому все споровые растения производят миллионы спор, но лишь небольшая часть из них прорастает.
Семя имеет гораздо больше шансов выжить. Оно состоит из многочисленных клеток, которые определённым образом организованы: из зародыша, эндосперма и семенной кожуры. Следовательно, в семени, в отличие от споры, есть запас питательных веществ, который поддержит молодое растение, пока оно не сможет существовать самостоятельно.
От внешней среды зародыш в семени защищён семенной кожурой. Зародыш состоит из зародышевых органов: корня, почки и листьев – семядолей. Новое растение – зародыш – образуется внутри семени ещё на материнском растении. Следовательно, семя – более надёжный орган расселения и размножения, чем спора. Как только семя прорастает, быстро развивается корень, который укрепляет его в почве, расправляются многочисленные семядоли и растение начинает самостоятельную жизнь.
Семя настолько эффективнее споры, что семенные растения заняли господствующее положение на Земле.
Размножение голосеменных. Рассмотрим, как размножаются голосеменные на примере самого многочисленного современного рода – сосна.
Весной на молодых побегах сосны образуются мужские и женские шишки. Каждая шишка имеет ось и отходящие от неё чешуи. Мелкие жёлтые мужские шишки расположены у основания побега группами. На нижних сторонах чешуй шишек развиваются по два пыльцевых мешочка, в которых формируется пыльца.
Красноватые женские шишки располагаются на верхушках побегов. На верхних сторонах их чешуй образуется по два семязачатка. Благодаря двум крупным пузырькам, наполненным воздухом, пылинки сосны очень лёгкие. Они легко переносятся ветром даже на сотни метров. Как только пылинки попадают на лежащие открыто семязачатки, чешуи женских шишек смыкаются и склеиваются смолой. В это время семязачатки ещё не созрели и были не готовы к оплодотворению.
Летом следующего года женские шишки зеленеют и увеличиваются в размерах. Только в это время в семязачатках формируется яйцеклетка и запасающая ткань – эндосперм (у цветковых энодосперм развит лучше, так как образуется в результате двойного оплодотворения).
Спермии по пыльцевой трубке попадают к яйцеклетке, и происходит оплодотворение. Семязачаток превращается в семя, состоящее из зародыша, эндосперма и семенной кожуры с плёнчатым крылышком.
Созревают и высыпаются семена через полгода после оплодотворения, то есть в конце зимы. В это время женская шишка вырастает до 4–6 см, приобретает бурый цвет. Её чешуи раздвигаются и становится видно, что семена лежат открыто у основания чешуй. Высыпающиеся семена подхватывает ветер и уносит далеко от материнского растения. Семена падают на снег, а после его таяния попадают в почву и прорастают. У ели опыление, оплодотворение и формирование семени происходит за один год. Осенью того же года семена созревают.
Интерактивный тренажёр
Важнейшим биологическим преимуществом голосеменных является семенное размножение. Оплодотворение происходит без помощи воды, что помогает приспособлению к жизни в наземно-воздушной среде. Зародыш развивается внутри семени на материнском растении. Он хорошо защищён и имеет запас питательных веществ. Семя, как и у цветковых растений, состоит из семенной кожуры, эндосперма и зародыша. Но, в отличие от цветковых, семена лежат открыто на чешуях женских шишек. Эндосперм образуется в семязачатке, а не в результате двойного оплодотворения. Голосеменные не имеют цветков и плодов.
biolicey2vrn.ru
Параграф 23. Размножение голосеменных растений
1. Какие растения относят к голосеменным? Почему их так называют?
В отличие от цветковых растений, голосеменные растения плода не образуют. Их так называют, т.к. семя не защищено.
2. В чём преимущества семян перед спорами?
У семян по сравнению со спорами есть запас питательных веществ.
Вопросы
1. Где образуются пылинки и семязачатки у сосны?
На чешуях зеленоватых шишек развиваются по два пыльцевых мешочка. В них созревает пыльца.
На каждой чешуе красноватых шишек развиваются по два семязачатка, в которых находятся женские гаметы (яйцеклетки). В семязачатках закрывшихся шишек происходит оплодотворение. Из зиготы развивается зародыш, из всего семязачатка — семя.
2. Как у сосны происходит опыление и оплодотворение?
Процесс опыления
• Пыльца оседает на семязачатки женской шишки.
• Пыльца проникает внутрь семязачатка через пыльцевход.
• Чешуи смыкаются и склеиваются смолой.
• Подготовка к оплодотворению
• Пыльца, прорастая, образует спермии и пыльцевую трубку.
Процесс оплодотворения
Оплодотворение происходит в семязачатке через 12 месяцев после опыления.
• Спермий сливается с яйцеклеткой, в результате чего образуется зигота.
• Из зиготы развивается зародыш.
• Из всего семязачатка – семя.
3. Каково строение семени сосны?
Семя сосны состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры.
Подумайте
В чём преимущество семенного размножения перед споровым?
Преимущества семенного размножения перед размножением спорами состоит в том, что в семенах содержится гораздо больше питательных веществ и они лучше защищены, чем споры. С появлением семян процесс размножения перестал зависеть от внешней среды (наличия воды). Благодаря этому семенные растения смогли распространиться по всей Земле, они преобладают почти во всех биоценозах.
Фенологические наблюдения
Весной проведите наблюдения за развитием мужских и женских шишек у сосны и ели. Отметьте, когда деревья начнут «пылить», т. е. когда из мужских шишек начнёт высыпаться пыльца. Объясните, почему голосеменные производят огромное количество пыльцы.
Пыльца появляется на сосне и ели в мае (на севере – в конце мая, в средней полосе – в середине месяца).
Перенос пыльцы ветром зависит от случая, малоэффективен, поэтому у хвойных образуется очень много пыльцы. Поэтому, чтобы повысить вероятность опыления, необходимо производить огромное количество пыльцы.
resheba.com
Голосеменные
К голосеменным относится около 700 видов деревьев и кустарников, размножающихся семенами. Голосеменные возникли в девонском периоде палеозойской эры от первичных разноспоровых папоротников, вымерших в начале каменноугольного периода. Наивысшего расцвета голосеменные достигли в конце палеозойской и в мезозойскую эру. К концу мезозоя многие группы голосеменных вымерли. Голосеменные — это растения имеют семя, не защищенное околоплодником, а лишь прикрытое до времени семенной чешуёй.
Процесс оплодотворения у голосеменных не зависит от присутствия воды. В спорангиях образуются два вида спор — микроспоры (мужские споры) и мегаспоры (женские споры). Микроспоры дают начало мужскому гаметофиту, состоящему всего из нескольких клеток. Мегаспора находится внутри спорангия, она образует женский гаметофит. Мегаспорангий вместе с окружающим его покровом называется семязачатком или семяпочкой. После оплодотворения яйцеклетки из семязачатка развивается семя. Перенос пыльцы ветром и образование пыльцевой трубки, по которой спермий проникает в яйцеклетку, обеспечивают независимость оплодотворения от наличия капельно — жидкой влаги.
В состав отдела голосеменных входят несколько классов, из которых наиболее распространен класс хвойных. Почти все виды хвойных представлены деревьями (сосна, ель, пихта, лиственница).
В стебле на поперечном разрезе различают тонкую кору, хорошо развитую древесину и плохо выраженную сердцевину. В старых стволах сердцевина едва заметна. Древесина голосеменных устроена проще, чем у цветковых растений, она состоит в основном из трахеид. Паренхимы в древесине очень мало или она совсем отсутствует. У многих видов в коре и древесине имеются смоляные каналы, заполненные смолой, эфирными маслами и другими веществами.
Листья у большинства хвойных жесткие, игольчатые (хвоя) и не опадают в неблагоприятное время года. Они покрыты толстым слоем кутикулы, устьица погружены в ткань листа, что снижает испарение воды.
Появление семени — важный ароморфоз в эволюции голосеменных растений. Запас питательных веществ в семени обеспечивает жизнь и развитие зародыша в самом уязвимом — начальном периоде онтогенеза. Прочные семенные покровы защищают зародыш от неблагоприятных факторов среды. Эти эволюционные приобретения и независимость оплодотворения от присутствия воды послужили причиной широкого распространения голосеменных на суше.
Голосеменных растения играют важную роль в хозяйственной деятельности человека. Многие из них — прекрасный строительный материал. Сердцевина некоторых тропических форм (например, саговниковых) употребляются в пищу.
Другие заметки по биологии
edu.glavsprav.ru