Особенности голосеменных растений. Голосеменные: размножение и строение. Особенности размножения голосеменных растений

Детский сад № 4 "Золотая рыбка"

город Карпинск Свердловской области

 

Шпаргалка: Характеристика голосеменных растений. Особенности голосеменных растений


Особенности голосеменных растений

Все голосеменные – разноспоровые растения; в подавляющем большинстве случаев имеются микростробилы и мегастробилы различной формы, которые, в свою очередь, могут объединяться в констробилы. В микроспорангиях формируются микроспоры, которые начинают прорастать под оболочкой. Проросшие микроспоры – мужские гаметофиты, заключенные в оболочку микроспоры, называются пылинками, а совокупность пылинок – пыльцой. После первого деления микроспоры возникает одна маленькая клетка и вторая – более крупная, которая может отчленить еще одну маленькую клетку.

Эти первые (одна или две) клетки соответствуют вегетативной части гаметофита (по-гречески prothallium), поэтому называются проталлиальными. Более крупная клетка, получившая название антеридиальной инициали, делится еще раз с образованием двух очень специализированных клеток. Одна из них формирует антеридий и поэтому называется антеридиальной клеткой. Судьба другой клетки зависит от типа полового процесса. У наиболее примитивных групп, у которых половой процесс осуществляется с помощью сперматозоидов, из второй клетки развивается гаустория, поэтому ее называют гаусториальной клеткой.

У высших голосеменных, у которых половой процесс происходит с помощью спермиев, из этой клетки развивается пыльцевая трубка, поэтому ее называют клеткой трубки, или сифоногенной клеткой. Часто ее называют вегетативной, хотя к вегетативной части гаметофита она не имеет никакого отношения. Антеридиальная клетка делится на 2 клетки, одна из которых либо образует 2 сперматозоида, и тогда называется сперматогенной клеткой, либо 2 спермия, и тогда называется спермагенной клеткой. Вторая клетка антеридия остается стерильной и впоследствии разрушается. Разные авторы, по-разному её интерпретируя, называют эту клетку ножкой, стенкой антеридия, дислокатором, сестринской клеткой, внося терминологическую неясность; поэтому предложено называть ее просто стерильной клеткой. Пылинка, состоящая у различных видов из разного количества клеток, разносится ветром. Поскольку у голосеменных в отличие от покрытосеменных нет замкнутой завязи, пылинка попадает непосредственно на семязачаток.

Рассматривая голосеменные растения, следует подчеркнуть наиболее важные их особенности:

  -    Все голосеменные – растения разноспоровые, причем развитие мегаспоры в женский гаметофит – эндосперм происходит внутри мегаспорангия (нуцеллуса) на материнском организме. Следовательно, опыление и оплодотворение также осуществляются на материнском организме.

  -    Появление интегумента привело в формированию семязачатков различных структур; причем для каждого таксона голосеменных характерен свой тип семязачатка.

  -    В отличие от покрытосеменных у голосеменных отсутствует пестик, поэтому переносимая ветром пыльца непосредственно попадает на семязачаток.

  -    Из семязачатка развивается семя, принципиально отличающееся от одноклеточной споры. Семя, являющееся зачатком нового организма, имеет зародыш, запас питательных веществ и надежную защиту в виде семенной кожуры. Это обстоятельство в значительной степени способствовало широкому распространению семенных растений и занятию ими господствующего положения на Земле.

  -    Наличие зародышевого корешка семени послужило базой для формирования корневой системы стержневого типа, характерного для большинства древесных форм.

  -    Наличие длительно функционирующего камбия, который у большинства голосеменных продуцирует мощную древесину, также явилось основой формирования древесных жизненных форм. Для голосеменных растений это направление оказалось генеральным.

  -    Листья синтеломного происхождения эволюционировали у голосеменных в двух направлениях. У наиболее древних видов, имеющих неветвящиеся побеги, сохранились длительно живущие крупные листья с рассеченной листовой пластинкой. С появлением ветвления происходило уменьшение размеров листьев, что оказалось особенно важным в условиях холодного или сухого климата.

В настоящее время голосеменные, представленные в основном хвойными породами, имеют довольно широкий ареал в Северном полушарии, и вместе с покрытосеменными на обширных территориях занимают ведущее положение в формировании растительных сообществ.

Отдел Голосеменные включает семь классов: Семенные папоротники (Pteridospermatopsida), Саговниковые (Cycadopsida), Беннеттитовые (Bennettitopsida), Кордаитовые (Cordaitopsida), Гинкговые (Ginkgoopsida), Хвойные (Pinopsida), Гнетовые (Gnetopsida).

Первые три класса (макрофильная линия эволюции) объединяют гигрофитные деревья с неразветвленным стволом и крупными перистыми листьями, растущие в условиях безморозного климата. Древесина развита слабо, преобладают кора и сердцевина. Оплодотворение происходит с помощью сперматозоидов. Предковая группа – семенные папоротники. Семенные папоротники и Бенннеттитовые полностью вымерли.

Кордаитовые, мезофитние Гинкговые и ксерофитные Хвойные (микрофильная линия эволюции) включают ветвящиеся деревья с небольшими цельными листьями. В стволах преобладает древесина, растения могут жить в разных климатических условиях. Оплодотворение у кордаитов и гинкговых происходит с помощью сперматозоидов, у хвойных – спермиев. Предки – кордаиты.

Последний класс – Гнетовые включает наиболее продвинутые формы с признаками, сближающими их с покрытосеменными.



biofile.ru

размножение и строение. Особенности размножения голосеменных растений

Образование 15 апреля 2016

Голосеменные - это самые древние семенные растения нашей планеты. Они сыграли важную роль в развитии живой природы и продолжают занимать значимую позицию в жизни Земли. Хорошо известные нам ель, сосна, пихта, туя, тис или лиственница и малоизвестные вельвичия, сага или гинкго - все это представители группы, именуемой "Голосеменные растения". Строение и размножение их мы и рассмотрим далее в статье.

Происхождение и возраст

Возраст голосеменных - 350 млн лет. Они появились в верхнем девоне (Палеозой) и к началу мезозойской эры уже достигли расцвета. Предположительно их происхождение связывают с постепенной эволюцией споровых - папоротников. По сравнению с ними, новый вид растений уже имел семяпочки и пыльцевые зерна, непосредственно участвовавшие в формировании семени. Налицо был ряд преимуществ, которыми обладали голосеменные:

  • размножение происходило без участия воды;
  • семенная кожура и запас питательных веществ обеспечивали сохранность проростка.

По этим причинам спустя короткое время зеленый покров планеты уже составляли большей частью голосеменные, строение и размножение которых способствовало успешному освоению новых территорий и экологических ниш.

Особенности строения

В основном названные растения произрастают в форме деревьев и кустарников, чаще - вечнозеленых, и редко - листопадных. Иногда они могут достигать огромных размеров (секвойя, кедр). Листья в подавляющем большинстве у них игловидные либо имеют вид чешуек. Они называются хвоей и содержат смоляные ходы.голосеменные размножение

Древесина составляет большую часть ствола. В ней содержатся полые омертвевшие клетки с перфорированными стенками - трахеиды. Их наличие - признак, специфичный для этой группы растений. Именно по ним осуществляется восходящий ток воды от корня к листьям.

Помимо трахеид, древесина голосеменных содержит также смоляные ходы. Поэтому представителей растений этой группы легко узнать по душистому хвойному запаху. Смола пропитывает древесину, что препятствует ее загниванию. Благодаря этому, среди хвойных деревьев очень много долгожителей. Например, возраст некоторых секвой насчитывает около 3 тыс. лет.

Наиболее важное эволюционное преимущество, которым обладают голосеменные, - размножение без участия капельной влаги и наличие образований, выполняющих роль органов размножения.

Видео по теме

Органы размножения голосеменных растений

Отсутствие цветов - ключевая особенность, которой обладают голосеменные. Размножение этих растений происходит при участии шишек, или стробил. Эти образования легко распознать на сосне, ели, пихте, лиственнице и других представителях хвойных. Их можно назвать органами полового размножения.

особенности размножения голосеменных

Обычно шишки разнополые - они могут быть мужскими и женскими и располагаться либо на одном растении (однодомные), либо на разных (двудомные), отличаясь размерами и окраской.

Мужские шишки называют микростробилами, а женские - мегастробилами. Стробила представляет собой укороченный и видоизмененный побег, на котором располагаются спорофиллы - видоизмененные листья. В микростробилах созревает пыльца. В мегастробилах - семязачатки.

Особенности размножения голосеменных

Обычно процесс размножения голосеменных растений рассматривают на примере сосны обыкновенной. Это однодомное растение, т. е. мужские и женские шишки у него развиваются на одном дереве. Первые из них более крупные, красноватой окраски. Вторые - мелкие, зеленоватые или сизые.

Схема размножения голосеменных растений достаточно проста. Когда в микростробилах созревает пыльца, она высыпается, распространяется ветром и может преодолевать большие расстояния. Для этого каждое пыльцевое зерно снабжено специальными приспособлениями - пыльцевыми мешками. Пылинки попадают на семязачатки, развивающиеся на мегастробилах. Так происходит опыление.

Обычно оно приходится на конец весны или начало лета. Опылившиеся женские шишки смыкаются, их чешуйки склеиваются смолой. Оплодотворение происходит в семязачатках внутри сомкнувшихся шишек.

Как происходит процесс оплодотворения

Внутри семязачатка находится женский гаметофит, или зародышевый мешок, который предварительно проходит несколько стадий созревания. Пыльца попадает на пыльцевход семязачатка, она начинает прорастать в пыльцевую трубку по направлению к архегонию (от греческого arche — "начало", gone — "материнская утроба"). Данное образование содержит в себе яйцеклетку. Всего в семязачатке их развивается два, но оплодотворению подвергается только один.

К тому моменту в пыльцевом зерне уже созрели два спермия и начали продвижение по растущей трубке. Когда один из спермиев достигает яйцеклетки, происходит оплодотворение. Второй спермий при этом отмирает. После слияния двух половых клеток образуется зародыш семени - зигота. Сам же семязачаток преобразуется в семя. Прорастая, оно будет пользоваться запасом питательных веществ.

Именно так происходит размножение голосеменных растений. Схема этого процесса приведена на фотографии.схема размножения голосеменных

Созревание и распространение семян

После того как произошло оплодотворение, начинается созревание семени. У сосны обыкновенной оба эти процесса длятся в течение 2 лет. Созревая, шишки одревесневают и меняют окраску. Постепенно их чешуйки размыкаются, и из них высыпаются семена.

Голосеменные растения не образуют плодов. Но для того чтобы распространятся на большие расстояния, семена имеют специальные приспособления - крыловидные пленчатые выросты, легко переносимые ветром. размножение голосеменных растений схема Если внешние условия не благоприятствуют прорастанию, семя может длительное время покоиться до наступления оптимального температурного режима. Именно эти особенности позволили голосеменным достигнуть высокой численности видов и распространиться на больших территориях.

Численность видов и представители

Описываемая группа насчитывает около 600-700 видов. Не все из них сохранились до наших дней, некоторые представители существуют только в ископаемом виде. Например:

  • кордаитовые;
  • беннетитовые;
  • семенные папоротники.

Остальные представители распространены по всему земному шару и произрастают во всех климатических зонах: от южных тропических (саговые пальмы) до холодных северных широт (кедр, лиственница, ель, сосна).

Самый древний представитель голосеменных, существующий по сей день, - Гинкго Билоба (двулопастное). Это растение названо живым ископаемым, так как оно произрастает на планете с мезозойской эры, о чем свидетельствуют многочисленные отпечатки в отложениях древних горных пород.

голосеменные строение и размножение

Эволюционное развитие

Первые голосеменные, возникшие в Палеозойской эре, обладали целым рядом преимуществ, позволявших им в то время занять доминирующую позицию на планете. Эти эволюционно новые признаки носят название ароморфозов и позволяют выйти на новый уровень в освоении новых территорий и экологических ниш. Выделяют несколько таких особенностей, которыми обладают голосеменные:

  1. Размножение осуществляется без участия водной среды. Это позволило заселить большие территории на суше.
  2. Оплодотворение происходит внутри семязачатка и защищено от внешних воздействий - такие особенности размножения голосеменных растений обеспечивают большую сохранность будущего растения.
  3. Появление семени позволило обеспечить будущий зародыш защитными покровами (семенная кожура) и запасом питания (эндосперм), что, в свою очередь, увеличило численность растений этой группы.

особенности размножения голосеменных растений

Именно эти черты отличали их от предков - папоротникообразных. Следующим, и на сегодняшний день последним, этапом эволюционного развития растительного мира является появление покрытосеменных растений.

Значение голосеменных

Роль голосеменных растений трудно переоценить. Именно они наполняют около трети лесов земного шара, участвующих в очистке воздуха и постоянном обновлении кислорода. Кроме того, появление и широкое распространение на планете растений, продуцирующих большое количество кислорода, привело к появлению других организмов, способных использовать этот газ в процессе своего дыхания.

Хвойные - основные поставщики древесины для различных сфер жизни человека. Это сырье активно используют в изготовлении мебели, строительстве, производстве судов и в других стратегически важных областях хозяйственной деятельности. Волокна древесины ели особенно ценны при изготовлении высококачественных сортов бумаги.голосеменные растения строение и размножение

Голосеменные нашли широкое применение в медицине. Особые вещества - фитонциды, выделяемые практически всеми хвойными деревьями, способны очищать воздух от болезнетворных микробов. По этой причине большинство санаториев и здравниц строят на территории хвойных лесов. Такая терапия способна значительно облегчить или устранить многие легочные заболевания.

Источник: fb.ru

Комментарии

Идёт загрузка...

Похожие материалы

Животные и растения степи. Всеядные животные степи и их особенности. Как приспособились растения в степиОбразование Животные и растения степи. Всеядные животные степи и их особенности. Как приспособились растения в степи

Степь – это сочетание удивительного климата и захватывающего ландшафта. Она очаровывает своей красотой и поражает необъятными просторами. Можно долго вглядываться вдаль и увидеть лишь едва различимую полоску хол...

Растения отдела Образование Растения отдела "Голосеменные растения": признаки, особенности строения, примеры

Растения играют очень важную роль в природе, так как они способны к фотосинтезу. Это процесс, в результате которого растение из углекислого газа, воды и солнечной энергии получает для себя питательные вещества и выдел...

Пираканта: посадка и уход, особенности размноженияДомашний уют Пираканта: посадка и уход, особенности размножения

Пираканта – декоративный вечнозеленый кустарник, любимый садоводами за бело-кремовые душистые цветы, которыми обильно усыпан в весенний период, и блестящие ягоды (желтые, красные, оранжевые), ярко выделяющиеся н...

Цветки кактуса, уход и размножение комнатных растенийДомашний уют Цветки кактуса, уход и размножение комнатных растений

Почти в каждом доме можно увидеть эти необычные растения. Многие заводят их, считая, что они совершенно неприхотливы и не нуждаются в уходе. Это заблуждение. Чтобы кактусы хорошо развивались, за ними необходимо ухажив...

Фиалка комнатная: уход и размножение. Комнатные растенияДомашний уют Фиалка комнатная: уход и размножение. Комнатные растения

Фиалка домашняя – это самое распространенное комнатное растение. Ее популярность среди цветоводов объясняется многими причинами. Это красивое растение радует разнообразием цветов и форм. Кроме этого, фиалка непр...

Пепино: выращивание в домашних условиях. Пепино Рамзес и Консуэло: особенности выращивания и размноженияДомашний уют Пепино: выращивание в домашних условиях. Пепино Рамзес и Консуэло: особенности выращивания и размножения

Сейчас много появилось экзотических растений, которые дачники и огородники пытаются выращивать на своих участках. Этот опыт не всегда положителен, хотя культивация обычно не составляет проблем. К таким растениям можно...

Настурция махровая, полумахровая и простая: особенности выращивания и размножения.Домашний уют Настурция махровая, полумахровая и простая: особенности выращивания и размножения.

Настурция (красульки, индейский кресс, повертень, капуцин) – известное многим быстрорастущее декоративное растение с прекрасной листвой и яркими 5ти лепестковыми цветками, в основном желтых, красных и оранжевых...

Особенности строения и функция корневого чехлика у растенийОбразование Особенности строения и функция корневого чехлика у растений

У каждого живого существа есть свои приспособления для нормальной жизни, позволяющие защищаться от самых разных неприятностей, начиная от врагов и заканчивая климатическими невзгодами. Растения не являются исключением...

Ягодный кустарник: строение, особенности выращивания, посадка и уходДомашний уют Ягодный кустарник: строение, особенности выращивания, посадка и уход

Невозможно представить окружающий мир без ягодных кустарников - не только на дачны...

Как устроен нос. Полость носа, ее особенности, функции и строениеЗдоровье Как устроен нос. Полость носа, ее особенности, функции и строение

В мире больше людей, которые задумываются о том, что им не нравится форма их носа, чем тех, кто размышляет, можно ли сделать так, чтобы он лучше дышал. Конечно, все знают про каждодневный уход, лечение при заболевания...

monateka.com

Шпаргалка - 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

www.ronl.ru

Доклад - 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

www.ronl.ru

Строение голосеменных растений | размножение, каковы особенности

Строение стебеля имеет очень тонкую кору, сердцевина в центре ствола четко выражена (но не у старых деревьев). Ксилема (водопроводящая система) состоит в основном из мертвых клеток - трахеид, а паренхимы очень мало. У многих представителей хвойных, кора вся в пузырьках, там находятся смоляные каналы с эфирным маслом.

Форма листиков у голосеменных может быть разной: у хвойных вечнозеленые хвоинки, а у других представителей (саговниковых и гинковых) листовые пластинки сильно развиты и напоминают листья пальм.

Размножение у всех голосеменных, а в частности хвойных, происходит с помощью семян. Рассмотрим сосну обыкновенную, которая как и остальные представители класса хвойные, приспособлена к размножению в сухих условиях.

Сосновое дерево - голосеменные растения

Сразу по окончанию зимы, с наступлением весны на ветвях сосен появляются шишки, или спороносные колоски.

Есть два вида шишек (мужские и женские), но все они представлены в виде оси, на которой сидят чешуйки. Мужские шишки обычно зеленоватого или желтоватого цвета, собраны у побегов и размещаются тесными группками. Чешуйки мягкие, не одревесневают. У мужских колосков ось короткая, на ней расположились очень редуцированные микроспорофиллы (загнутые кверху чешуйки). На их нижней части есть два мешочка, в которых формируется пыльца (со спермиями). Эта пыльца заключена в оболочку, а оболочка содержит специальные воздушные пузырьки, которые тоже облегчают перелет. Благодаря этому ветер может унести пылинки на дальние расстояния.

Женские шишки красноватого цвета, они одиночные и располагаются на этом же дереве, но на вершинах веток. Они более крупные с плотными кроющими чешуйками, между которых развиваются семязачатки (чешуя деревенеет для защиты семени). Женский гаметофит - это немного удлиненное образование с двумя вдавлениями, в которых расположены яйцеклетки. Вся остальная часть служит как вместилище для питательных веществ - эндосперм.

Таким образом, когда пыльца созревает, она осыпается и ее подхватывает ветер. Споры прорастают прямо на спорофите, никуда далеко не улетая, и растение, которое образовало эти споры, может о них позаботиться. Опыление произойдет в том случае, если пылинки попадут на семязачатки. Как только это произойдет, красные шишки сомкнут чешуйки и склеятся древесной смолой.

Семена сосны созреют лишь через полтора года после того, как произошло опыление, а высыпание из шишек практически через два. После этого из зиготы развивается зародыш и семязачатки преобразовываются в полноценное семя.

cytoplazma.ru

Голосеменные. Общая характеристика голосеменных

Все семенные растения, в отличие от споровых растений, размножающихся семенами. Это дает им определенные преимущества: спора — лишь одна клетка; семя — многоклеточный образование, содержит зародыш будущего растения и запас питательных веществ, покрытая кожицей, которая защищает зародыш от неблагоприятных воздействий окружающей среды. В семенных растений оплодотворение предшествует опыление, перенесения пыльцевых зерен (образований, где содержатся мужские половые клетки) в семенных зачатков (образований, в которых содержатся женские половые клетки). Опыление осуществляется при помощи ветра, животных и т.д.. Половой процесс не зависит от наличия воды.

Возникли первые семенные растения еще в середине девона (360 млн лет назад), их господство началось значительно позже, вероятно, с изменениями климата (увеличение засушливости и похолодания) в мезозое. Семенные растения очень разнообразны, но имеют общие черты строения: в них есть корни, побеги и органы, обеспечивающие их размножение семенами. В семенных растений относятся два отдела высших растений — Голосеменные и Цветковые.

Голосеменные имеют семя, которая лежит на чешуйках открыто и защищена только семенной кожурой. На сегодня голосеменных насчитывается более 700 видов. Появление семян, разнообразие жизненных форм (деревья, кусты), наличие устьиц позволяют существенно уменьшить испарение. Стволы хвойных высотой обычно 40-70 м, но могут достигать 100 м и более (например, в мамонтового дерева) утолщение ствола происходит за счет разрастания древесины (деятельности камбия), основная часть клеток которой мертва. Такой ствол лучше противостоит ветрам. В коре на древесине хвойных много смоляных ходов (канальцев), заполненных смолой. При повреждении ствола на его поверхности появляются капли густой клейкой смолы, которая затягивает рану.

Размножение голосеменных. Голосеменные — это исключительно ризноспорови растения, половые особи живут на неполовых и питаются за счет их питательных веществ. Рассмотрим, как происходит размножение у сосны. Семена она образует на 12-15 году жизни. Пыльцевые зерна и семенные зачатки формируются в шишках. Шишки — это укороченные видоизмененные побеги, в которых листья превратились в чешуйки.

Сосна — однодомное растение, поскольку она имеет мужские (с пыльниками) и женские (с семяпочками) шишки, расположенные на одном растении. Молодые женские шишки красноватого цвета, с чешуйками, плотно прилегают друг к другу, расположены на верхушках побегов. На каждой чешуе размещены по два семенных зачатки (а затем и семена). Мужские шишки образуются при основании молодых удлиненных побегов, серо-желтого цвета. Каждая чешуя имеет два пыльники, в которых формируются пыльцевые зерна. Пыльцевые зерна покрыты двумя оболочками, с двух сторон оболочки неплотно прилегают друг к другу, образуя воздушные полости. Благодаря этому пыльца переносится на большие расстояния. Во время опыления пыльцевое зерно весной попадает на семязачатки, чешуи шишки смыкаются, шишка закрывается, а пыльцевое зерно прорастает пыльцевой трубкой. Оплодотворение происходит только следующим летом. К этому времени внутри семенных зачатков образуются яйцеклетки в половых органах, появляется питательная ткань — эндосперм. Пыльцевая трубка достигает яйцеклетки, по ней движутся два безджгутикови спермии, один из которых оплодотворяет яйцеклетку, другой — погибает. Семенной зачаток превращается в семя.

Семечко состоит из зародыша, эндосперма и семенной кожуры, которая образовалась из покровов семенного зачатка. Созревание семян происходит на третий год после образования шишек. На одной и той же растении сосны можно видеть одновременно шишки разного возраста. Семечко сосны похожа на семя цветочных, только у нее эндосперм другого происхождения — первичный, образовавшийся из половой материнской особи (заростка). Семена сосны очень выносливое об условиях окружающей среды: прорастает даже на скалах, выдерживает морозы.

 

xn----7sbfhivhrke5c.xn--p1ai

Общая характеристика Голосеменных растений

№: 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:

  1. Жизненные формы – деревья, редко полукустарники, трав нет.

  2. Образуют видоизмененный побег – шишку.

  3. Размножаются с помощью семян – это их основное отличие от споровых растений. Семена содержат запас питательных веществ.

  4. Плодов не имеют.

  5. Листья в виде иголок – хвоинки.

  6. Чаще вечнозеленые растения.

  7. Нет настоящих сосудов.

  8. Разнополые растения (есть мужское и женское растение).

  9. Оплодотворение без участия воды, поэтому мужская гамета (половая клетка) неподвижна, называется спермий.

  10. Питаются как и все растения автотрофным путем (образуют органические вещества из неорганических в процессе фотосинтеза, выделяют кислород в атмосферу).

  11. Семена не прикрыты стенками плода, лежат открыто на чешуйках шишек – отсюда название отдела.

  12. Сосновый лес называется тайгой.

  13. Растения этого отдела выделяют в окружающую среду летучие вещества, убивающие бактерии - фитонциды.

2 группа.

Многообразие голосеменных растений:

  1. Отдел насчитывает около 700 видов растений.

  2. 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.

  3. Являются одними из древних среди высших семенных растений.

  4. В состав отдела входят 3 класса: класс Саговниковые – около 100 видов, класс Гинкговые – 1 вид, класс Хвойные - 600 видов.

  5. Класс Саговниковые – обитают в тропиках и субтропиках, внешне похожее на пальмуголосеменное растение, семена которого образуются не в плодах, а на чешуях шишек.Масса одной шишки превышает 40 кг. Кроме того, у саговников самые крупныесперматозоиды, их можно видеть невооруженным глазом. Растут они исключительномедленно. Листья хорошо адаптированы к запасанию воды: они толстые, саговниковыехорошо приспособлены к засушливым местообитаниям.

  6. 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.

  7. 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).

  8. 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.

  9. 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.

  10. Кедр – похож на ель, но его игольчатые листья мягкие, незаостренные, поэтому они не колются.

  11. Туя – имеет широкие чешуйчатые листья.

  12. 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.

  13. 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.

  14. 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.

  1. Древесина хвойных высоко ценится в строительстве, применяется для изготовления мебели, музыкальных инструментов, в кораблестроении. Она долговечна, так как пропитана смолой.

  2. 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.

  3. 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.

  4. Шишкоягоды можжевельника используют в медицине, кулинарии, парфюмерии.

  5. Ветки эфедры обладают лечебным свойством, препараты используются для возбуждения нервной системы, для лечения астмы и аллергии.

  6. Хорошо развитая мощная корневая система предотвращает эрозию почв, не допуская смыва водой и выдувания ветром плодородной части.

  7. Там, где растут голосеменные растения почва не разрушается снегом и ливневыми дождями.

  8. Вместе с другими растениями голосеменные регулируют круговорот воды в природе, образуют органические вещества.

  9. Сосна выделяет особые летучие антибактериальные вещества – фитонциды. Например, как лук и чеснок. Так мы ощущаем особый воздух в сосновом лесу.

  10. Растущие в лесах ели, сосны, лиственницы, кедры поглощают из воздуха углекислый газ и обогащают его кислородом. Таким образом очищают атмосферу.

  11. Древесину хвойных растений используют как строительный и поделочный материал.

  12. 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.

  13. С помощью химической обработки из древесины сосны получают искусственные волокна, как нити шелка.

  14. 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.

  15. 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.

  16. 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 итуберкулезе легких, для лечения ожирения. Эфедра – токсичное растение, средства из нее отличаются сильным действием, поэтому применимы только после консультации врача.

  17. Из ветвей пихты получают эфирное масло для производства лекарственного препарата камфары.

  18. 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».

infourok.ru


Смотрите также

Sad4-Karpinsk | Все права защищены © 2018 | Карта сайта